建筑结构总结9页

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1、建筑结构的基本要求1.平衡2.稳定3. 承载力：结构的抗力结构上的作用效应适用5. 经济：造价后期管理、维护费6. 耐久性7. 美观 概括：安全性、适用性、耐久性1-2 建筑结构的分类和结构选型一、建筑结构的分类（一）按材料分类1. 混凝土结构：素混凝土、钢筋混凝土、预应力混凝土；2. 砌体结构：块体材料砂浆；3. 钢结构：钢材；4. 木结构：木材。1.混合结构 砌体结构墙体钢筋混凝土楼、屋盖；2. 排架结构：屋面横梁（屋架）柱基础3.框架结构：梁柱基础1.梁与柱为刚性连接；2.底层柱脚与基础顶面固接。剪力墙：整片的钢筋混凝土墙4.剪力墙结构：剪力墙与钢筋混凝土楼板、 屋盖整体连接测向力竖向力

2、剪力墙5、其它形式的结构 高层和超高层房屋： 框架-剪力墙结构、框架-筒体结构、筒体（筒中筒）结构； 单层房屋（厂房）： 刚架结构，与排架结构的区别：？ 梁与柱刚性连接； 单层大跨度房屋屋盖结构： 壳体结构、网架结构、悬索结构等。二、建筑结构的选型 建筑结构的分类 按层数分： 多层房屋结构9层 高层房屋结构10层 (或高度大于28m) 按承重结构体系分： 混合结构体系 框架结构体系 剪力墙结构体系（一）混合结构体系1、定义：墙体、基础等竖向构件采用砌块，楼盖、屋盖等水平构件采用钢筋混凝土的结构。2、混合结构体系承重方案：(2)层高和房屋最大高宽比 普通砖、多孔砖和小砌块砌体房屋的层高3.6m；

3、 底部框架-抗震墙房屋的底部以及内框架房屋的层高4.5m; 多层砌体房屋的最大高宽比：(3)纵横墙布置及局部尺寸限值 优先采用横墙承重或纵横墙共同承重方案； 纵横墙的布置宜均匀对称，沿平面内宜对齐，沿竖向应上下连续，同一轴线上的窗间墙宜均匀。 楼梯间不宜设置在房屋的尽端和转角处。4、混合结构房屋的优缺点优点：1. 就地取材（砖），利用工业废料；2. 良好的耐火性和耐久性；3. 砖砌体结构的保温、隔热性能好，节能明显；4. 砌体结构美观、舒适；5. 施工设备、方法简单，易连续施工；缺点：1. 砖砌体强度低，限制房屋的层数；2. 抗震性能差；3. 砌筑工程量大，施工进度慢。（二）框架结构体系1、定

4、义：由梁、柱等构件组成的结构2、框架结构承重方案：（二）框架结构体系1、定义：由梁、柱等构件组成的结构2、框架结构承重方案：框架结构体系类型 全框架结构(框架结构)； 内框架外墙砌体结构； 底部框架上部混合结构4、框架结构体系的适用范围 层数：广泛用于615层的多层和高层房屋，如学校的教学楼、实验楼、商业大楼、办公楼、医院、高层住宅等(其经济层数为10层左右、房屋的高宽比以57为宜)。 适宜高度：现浇钢筋混凝土框架结构房屋的适用高度分别为60m(设防烈度6度)、55m(设防烈度7度）、45m(设防烈度8度)和25m(设防烈度9度)。5、框架结构受力变形特性6、框架结构的优缺点优点：1. 建筑平

5、面布置灵活，可以获得较大的使用空间；2. 可以获得良好的延性“延性框架”；3. 构件易于标准化、定型化；缺点：1. 梁柱截面惯性矩小，侧向变形大；2. 在地震区，易引起非结构构件的破坏（三） 剪力墙结构体系1、定义：利用建筑物墙体作为承受竖向荷载以及抵抗水平荷载的结构2、剪力墙结构体系的类型a. 剪力墙结构；b. 框架-剪力墙结构；c. 筒体结构;d. 框架-筒体结构3、剪力墙结构的适用范围（1）地震区的高层建筑；（2）1030层的住宅、宾馆等4、剪力墙变形特性在水平荷载作用下，剪力墙如同一巨大悬臂梁，其整体变形为：？变形5、剪力墙结构的特点F 优点1. 结构整体性好、刚度大，侧向变形小；2.

6、 可设计为延性结构，抗震性能好；3. 采用大模板、滑升模板等先进施工方法时，施工速度快；4. 可节省砌筑隔断等工程量；F 缺点：1. 剪力墙间距较小，结构平面布置不灵活；2. 结构自重大三、高层房屋结构的布置原则 基本原则： 在一个独立的结构单元内，宜使结构平面和侧移刚度均匀对称； 尽量减少结构的侧移刚度中心与水平荷载合力中心间的距离“规则结构” 对有抗震设防要求的高层建筑，在结构平面布置和竖向布置时，应考虑下列要求：(1)平面宜简单、规则、对称，尽量减少偏心；(2)结构竖向体型应力求规则、均匀，避免有过大的外挑和内缩；(3)结构沿竖向的侧移刚度变化宜均匀，构件截面由下至上应逐渐减小、不应突变

7、。四、单层大跨度房屋结构1钢筋混凝土单层厂房结构(1) 排架结构 排架结构承重体系由屋架(或屋面大梁)、柱、基础组成的横向平面排架(即沿跨度方向排列的排架)，通过屋面板、支撑、吊车梁、连系梁等纵向构件将各横向平面排架联结，构成整体空间结构。(2)刚架结构钢筋混凝土刚架结构常作为中小型单层厂房的主体结构。有三铰、两铰及无铰等几种型式，可以做成单跨或多跨结构(3)拱结构 拱：以承受轴压力为主的结构。由于拱的各截面上的内力大致相等，因而拱结构是一种有效的大跨度结构，在桥梁和房屋中都有广泛的应用。 拱结构的类型：三铰、双铰、无铰等几种型式。拱轴线的确定 拱轴线常采用抛物线形状。拱的矢高 f 一般为(1

8、/21/8)l0；矢高小的拱水平推力大，拱体受力也大；矢高大时则相反，但拱体长度增加。合理选择矢高是设计中的重要问题。2其他型式的结构(1)薄壳结构以受压力为主的空间受力曲面结构。其曲面厚度很薄(壁厚往往小于曲面主曲率的1/20)。（2）薄壳结构的类型旋转曲面；平移曲面；直纹曲面。旋转曲面 平面曲线绕竖轴旋转所形成的曲面 典型的旋转曲面：球壳，由圆弧绕竖轴旋转而成。 球壳的受力较简单，壳身(壳体)主要承受压力；其边缘构件(支座环)对壳身起箍的作用，约束壳体的变形，承受环向拉力和弯矩(图1-17)。 现浇钢筋混凝土球壳，跨度可达100m，壳体厚度可为圆顶曲率半径的1/600，但不小于60mm。平

9、移曲面 一竖向曲线(母线)沿另一曲线(导线)平行移动时所形成的曲面称为平移曲面。(2)网架结构 网架是由平面桁架衍生出来的空间受力结构。 在节点荷载作用下，网架杆件主要承受轴力。 网架结构的类型：平板网架和曲面网架。(3)悬索结构 悬索结构：由索网、侧边构件及下部支承结构组成(图1-30)。 索网：由多根悬挂于侧边构件上的钢索组成，柔性的悬索(钢索)只受轴心拉力作用，并只能单向受力，其水平拉力 T 与悬索的下垂度 f 成反比(如图) 。 侧边构件：用来固定索网的，一般采用钢筋混凝土结构。 下部支承结构：一般为立柱或斜撑柱，工程实际中有不少是用拱兼作侧边构件和支承结构。(4)折板结构 折板结构：

10、可视为柱面壳的曲线由内接多边形代替的结构。 其计算和组成构造也大致相同。 折板的截面形式可以多种多样。1-3 课程的任务和特点一、任务教：常用材料的力学性能；结构设计方法；并较全面地介绍钢筋混凝土结构构件、砌体结构的设计计算；并对结构布置、结构选型等内容作适当介绍。学：1、应具有建筑结构方面的总体知识；2、掌握多层及高层建筑结构体系的类型、适用范围及其特点并对结构体系的受力变形特点有一定了解；3、熟练掌握一般结构构件的设计计算。课程特点(1)材料的特殊性：混凝土、砌块“混”字当头；(2)公式的实验性：经验或半经验公式注意其适用范围；(3)设计的规范性：建筑结构构件的设计汁算依据是现行的各种有关

11、国家标准和规范具有强制性、法制性；(4)解答的多样性：无论是进行结构布置还是结构构件设计，同一问题往往有多种方案或解答，故需综合考虑多方面因素，以选择较合理的解答没有最好只有更好。第二章一、设计基准期 结构设计所采用的荷载统计参数、与时间有关的材料性能取值，都需要选定一个时间参数，即，设计基准期。 我国所采用的设计基准期为50年。设计使用年限：在规定的时期内，房屋建筑在正常设计、正常施工、正常使用和维护下不需要进行大修就能按其预定目的使用注意：设计使用年限不同于设计基准期。但对于普通房屋和构筑物，设计使用年限和设计基准期均为50年。2-2 结构的功能要求、作用和抗力一、结构的功能要求(一)安全

12、性(1)在正常施工和正常使用时，结构能承受可能出现的各种作用；(2)在设计规定的偶然事件发生时及发生后，仍能保持必需的整体稳定性。整体稳定性：在偶然事件发生时和发生后，建筑结构仅产生局部的损坏而不致发生连续倒塌。(二)适用性结构在正常使用时具有良好的工作性能。如受弯构件在正常使用时不出现过大的挠度、裂缝，结构振动等； (三) 耐久性 耐久性：结构在规定的工作环境下，在预定时期内，其材料性能的恶化不致导致结构出现不可接受的失效概率。 从工程概念上讲，就是指在正常维护条件下结构能够正常使用到规定的设计使用年限。 对于混凝土结构，其耐久性根据环境类别和设计使用年限进行设计。 混凝土结构的环境类别共分

13、为五类，见表2-2。二、作用和作用效应(一)作用1、定义：施加在结构上的集中力或分布力(称为直接作用，即通常所说的荷载)以及引起结构外加变形或约束变形的原因(称为间接作用)；本课程主要涉及直接作用，即荷载。2、分类：1）按时间的变异分类 永久作用 可变作用 偶然作用(1)永久作用：是指在设计基准期内量值不随时间变化，或其变化与平均值相比可以忽略不计的作用，如结构及建筑装修的自重、土壤压力、基础沉降及焊接变形等。(2)可变作用：是指在设计基准期内其量值随时间而变化且其变化与平均值相比不可忽略的作用，如楼面活荷载、雪荷载、风荷载等。(3)偶然作用：是指在设设计基准期内不一定出现，而一且出现其量值很

14、大且持续时间很短的作用，如地震、爆炸、撞击等。2按随空间位置的变异分类 固定作用：在结构上具有固定分布，如自重； 自由作用：在结构上一定范围内可以任意分布，如楼面上的人群荷载、吊车荷载等。3. 按结构的反应特点分类 静态作用: 对结构产生的动力影响可以忽略不计)；一般的结构荷载，如自重、楼面人群荷载、屋面雪荷载等，都可视为静态作用； 动态作用：对结构产生的动力影响不可忽略；如地震作用、吊车荷载、设备振动等，则是动态作用。(二)作用效应 定义：由作用引起的结构或结构构件的反应，例如内力、变形和裂缝等，称为作用效应；荷载引起的结构的内力和变形，称为荷载效应。 效应的确定：根据结构构件的连接方式(支承情形)、跨度、截面几何特性以及结构上的作用，用材料力学或结构力学方法计算出作用效应：例如，当简支梁的计算跨度为l，荷载为均布荷载q时，则该简支梁的跨中弯距M为？；支座边的剪力为？等。三、抗力 结构或结构构件自身的承载能力 影响结构抗力的主要因素：结构的几何参数和所用材料的数量及性能。 当作用效应已知，如