建筑工程地大土木工程幻灯片

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1、第四章,建筑工程,衣食住行是人们生活的四大要素，人们向往宽敞、明亮、坚固、耐用的住宅；同时，高楼林立的城市、现代化的工厂、标志性的公共建筑，都与建筑工程戚戚相关。 随着我国改革开放的不断深入，特别是近几年来安居工程的启动、土地批租政策的实施、房地产业的兴起、住房改革方案的推行，极大地推动了我国建筑业的发展。 建筑工程按层数可分为单层建筑、多层建筑和高层建筑。,现代建筑物,第一节 建筑基本构件,板 板指平面尺寸较大而厚度较小的受弯构件，通常水平放置，但有时也斜向设置（如楼梯板）或竖向设置（如墙板）。 板在建筑工程中一般应用于楼板、屋面板、基础板、墙板等。,上图从左至右依次为楼板、屋面板、基础板、

2、墙板,板的分类： 按平面形式可分为方形板、矩形板、圆形板及三角形板 按截面形式可分为实心板、空心板、槽形板 按所用材料可分为木板、钢板、钢筋混凝土板、预应力板等。 板按受力形式可分为单向板和双向板。,梁 梁是工程结构中的受弯构件，通常水平放置，但有时也斜向设置以满足使用要求，如楼梯梁。 梁的截面高度与跨度之比一般为1/81/16，高跨比大于1/4的梁称为深梁；梁的截面高度通常大于截面的宽度，但因工程需要，梁宽大于梁高时，称为扁梁；梁的高度沿轴线变化时，称为变截面梁。,梁的分类： 按截面形式分为矩形梁、T形梁、倒T形梁、L形梁、Z形梁、槽形梁、箱形梁、空腹梁、叠合梁等。 按在结构中的位置分为主梁

3、、次梁、连梁、圈梁、过梁等 按所用材料分为钢梁、钢筋混凝土梁、预应力混凝土梁、木梁以及钢与混凝土组成的组合梁等 按梁的常见支承方式可分为简支梁 ， 悬臂梁 , 一端简支另一端固定梁 ，两端固定梁 , 连续梁,a. 工字梁 b.槽型梁 c.工字组合梁 d.T型梁 e.叠合梁 f.箱形梁 图为钢梁截面,矩形梁,花篮梁,T形梁,图为钢筋混凝土梁截面,简支梁,悬臂梁,一端简支一端固定梁,两端固定梁,连续梁,柱 柱是工程结构中主要承受压力，有时也同时承受弯矩的竖向构件。 柱的分类 按截面形式分：方柱、圆柱、管柱、矩形柱、工字形柱、H形柱、L形柱、十字形柱、双肢柱、格构柱。 按所用材料分：石柱、砖柱、砌块

4、柱、木柱、钢柱、钢筋混凝土柱、劲性钢筋混凝土柱、钢管混凝土柱和各种组合柱,按截面形式分为：实腹柱和格构柱,实腹柱截面形式,格构柱截面,按柱的破坏形式或长细比可分为：短柱、长柱及中长柱 按受力形式分为：轴心受压柱和偏心受压柱 钢筋混凝土柱 劲性钢筋混凝土柱 钢管混凝土柱,拱 拱为曲线结构，主要承受轴向压力，与梁的最大区别在于拱在竖直荷载作用下产生水平反力。由于这个力的存在使拱的弯矩要比跨度、荷载相同的梁的弯矩小得多，并主要是承受压力。广泛应用于拱桥，在建筑中应用较少，其典型应用为砖混结构中的砖砌门窗圆形过梁，亦有拱形的大跨度结构。 拱的分类 按铰数可分为：三铰拱、无铰拱、双铰拱、带拉杆的双铰拱,

5、三铰拱,无铰拱,双铰拱,带拉杆的双铰拱,第二节 单层建筑,一般单层建筑 一般单层建筑按使用目的可分为民用单层建筑和单层工业厂房。,民用单层建筑 民用单层建筑一般采用砖混结构，即墙体采用砖墙，屋面板采用钢筋混凝土板。多用于单层住宅、公共建筑、别墅等。,民用单层建筑,单层工业厂房 单层工业厂房一般采用钢筋混凝土或钢结构柱，屋盖采用钢屋架结构。,单层工业厂房,当前新出现的厂房建筑 1.轻型钢结构建筑,2.拱形彩板屋顶建筑,拱形彩板屋顶建筑,大跨度建筑 大跨度结构其结构体系有很多种： 1.网架结构 2.索结构 3.薄壳结构 4.充气结构 5.应力膜皮结构 6.混凝土拱形桁架等 常用于展览馆、体育馆、飞

6、机机库等。,网 架 结 构,悉尼歌剧院,格拉加尼亚修道院教堂,薄 壳 结 构,日本姬路市中心体育馆,充 气 结 构,混凝土拱形桁架结构,美国巴顿鲁治的应力膜皮屋盖,广东省台山体育馆方案2,应力膜皮结构,第三节 多层与高层建筑,多层结构 多层和高层结构主要应用于居民住宅、商场、办公楼、旅馆等建筑。 多层与高层建筑的界限，各国不一。我国以8层为界限，低于8层者称为多层建筑，8层及8层以上者称为高层建筑。,多层结构常用的结构形式 1.混合结构：混合结构指用不同的材料建造的房屋，通常墙体采用砖砌体，屋面和楼板采用钢筋混凝土结构，故亦称砖混结构。,2.框架结构：框架结构指由梁和柱刚性连接而成骨架的结构

7、多层结构施工方式 多层结构可采用现浇，也可采用装配式或装配整体式结构,高层结构 在我国改革开放后，发展迅猛，特别是进入20世纪90年代后，发展尤其迅速，高层和超高层建筑如雨后春笋般在各大城市涌现。 高层结构的主要结构形式 框架结构 框架剪力墙结构 剪力墙结构 框支剪力墙结构 筒体结构,第四节 特种结构,特种结构是指具有特种用途的工程结构，包括高耸结构、海洋工程结构、管道结构和容器结构等。 烟囱 烟囱是工业中常用的构筑物，是把烟气排入高空的高耸结构，能改善燃烧条件，减轻烟气对环境的污染。 烟囱的分类 砖烟囱 钢筋混凝土烟囱 钢烟囱,烟囱构造图,砖烟囱 优点： 可以就地取材，可以节省钢材、水泥和模

8、板 砖的耐热性能比普通钢筋混凝土好 稳定性较好 缺点： 自重大，材料数量多 整体性和抗震性较差 在温度应力作用下易开裂 施工较复杂，手工操作多，需要技术较熟练的工人,钢筋混凝土烟囱 优点： 自重较小，造型美观，整体性、抗风、抗震性好，施工简便，维修量小，烟囱越高，造价越高 分类 钢筋混凝土烟囱按内衬布置方式的不同，可分为单筒式、双筒式和多筒式,秦岭电站四筒式烟囱,钢烟囱 优点： 钢烟囱自重小，有韧性，抗震性能好，适用于地基差的场地 缺点： 但耐腐蚀性差，需经常维护。 分类： 拉线式、自立式和塔架式。,塔架式烟囱,水塔 水塔是储水和配水的高耸结构，是给水工程中常用的构筑物，用来保持和调节给水管网

9、中的水量和水压。水塔由水箱、塔身和基础三部分组成 水塔的分类 钢筋混凝土水塔 钢水塔 砖石塔身与钢筋混凝土水箱组合的水塔,水箱的形式: 圆柱壳式和倒锥壳式，在我国这两种形式应用最多，此外还有球形、箱形、碗形和水珠形等多种。,圆柱壳式水塔,倒锥壳式水塔,塔身 塔身一般用钢筋混凝土或砖石做成圆筒形，塔身支架多用钢筋混凝土刚架或钢构架。 水塔基础 水塔基础有钢筋混凝土圆板基础、环板基础、单个锥壳与组合锥壳基础和桩基础。当水塔容量较小、高度不大时，也可用砖石材料砌筑的刚性基础。,水池 水池同水塔一样用于储水。不同的是：而水塔则用支架或支筒支承，水池多建造在地面和地下。 水池的分类 1.按水池的材料分：

10、 钢水池 钢筋混凝土水池 钢丝网水泥水池 砖石水池等,2.按水池的平面形状分： 矩形水池 圆形水池,圆 形 水 池,3.按水池的施工方法分： 预制装配式水池 现浇整体式 4.按水池的配筋形式分： 预应力混凝土水池 非预应力的钢筋混凝土水池,水池的构造组成： 这里以圆形水池为例来讲解，圆形水池由顶盖、池壁和底板三部分组成 水池顶盖 水池顶盖可采用整块平板、肋形梁板、无梁楼盖结构或球形壳（锥壳）结构 水池池壁 圆形水池的池壁高度一般为3.56m，池壁厚度主要决定于环向拉力作用下的抗裂度，不宜小于12cm 水池底板 水池的底板与水池顶盖结构相似，可采用平板结构、无梁楼盖结构、倒球形壳（锥形）结构,水

11、池的荷载与计算 水池的荷载 水池的荷载主要包括池顶荷载、池壁荷载、池底荷载 水池的计算 1)池内有水，池外无土（试水阶段） 2)池内无水，池外有土（复土阶段） 3)池内有水，池外有土（使用阶段）,筒仓 筒仓是贮存粒状和粉状松散物体（如谷物、面粉、水泥、碎煤、精矿粉等）的立式容器，可作为生产企业调节和短期贮存生产用的附属设施，也可作为长期贮存粮食的仓库。 筒仓的分类 1.根据所用的材料分：钢筋混凝土筒仓、钢筒仓和砖砌筒仓。 2.按照平面形状分：圆形、矩形（正方形）、多边形和菱形筒仓,3.根据筒仓的贮料高度与直径或宽度的比例关系:浅仓和深仓。,深仓,浅仓,浅仓:主要作为短期贮料用。 深仓:主要供长

12、期贮料用。,深仓和浅仓自然坍塌线示意 (a)浅仓 (b)深仓,第五节 结构设计的基本理论与方法,结构设计的基本理论 一幢建筑物或构筑物能建造起来，必须进行设计与结构计算。设计与结构计算的目的一般有两个：一个是满足使用要求，另一个是经济问题。 满足使用要求 1.首先要保证建筑物或构筑物在施工过程中和建成以后安全可靠，结构构件不会破坏，整个结构不会倒塌 2.其次要满足使用者提出的适用性要求,经济问题 所谓经济问题，即是如何用最经济的方法实现上述的安全可靠性和适用性，将建筑物的建造费用降至最少。 我国目前的规范对结构设计的规定： 建筑结构必须满足下列各项功能要求： （一）能承受在正常施工和正常使用时

13、可能出现的各种作用； （二）在正常使用时具有良好的工作性能； （三）在正常维护下具有足够的耐久性能； （四）在偶然事件发生时及发生后，仍能保持必须的整体稳定性。,结构设计的基本方法 建筑工程的结构设计步骤一般可分为建筑结构类型选取、结构模型的建立、结构荷载的计算、构件内力计算和构件选择、施工图纸绘制五个阶段 一、建筑结构类型选取 对建筑工程的结构设计前，必须先清楚需选用的结构类型，需要结构设计人员了解各种结构体系的形式、适用范围、结构传力体系等,二、结构模型的建立 一般的建筑若完全按其实际结构来计算，那工作量将是惊人的，为简化计算，常需将结构进行简化，以形成利于计算的模型。这个过程即为结构模型

14、的建立过程。 1、整体结构的简化： 框架结构虽然是空间结构，但为简化计算，可取出其中的一榀框架，将其简化为平面框架进行计算。,框架结构简化后的平面计算模型,2、构件的简化： 梁和柱的截面尺寸相对于整个框架来说较小，因此可以将其简化为 杆件，梁和柱的连接节点可简化为刚性连接,三、结构荷载计算 结构模型建立完成后，即可计算该模型上的受力。计算受力必须清楚该结构所受的荷载的种类和传力路线。 荷载种类 建筑上的结构荷载主要有恒载、活载、积灰荷载、雪荷载、风荷载、地震荷载等。 传力路线 在框架结构中，荷载是由板传递给次梁，再由次梁传递给主梁，由主梁传递给柱，柱将荷载传递给基础，基础再传递给下面的地基。,

15、荷载计算 根据规范和结构的布置，计算出各种荷载，并将其换算为作用于平面框架上的线荷载，将荷载作用于框架的计算模型上。 框架结构荷载计算实例：,实例计算： （1）恒载： g = 2.4kN/ 6m1.2= 17.28kN/m 其中：2.4kN/ ：每平方米的标准恒载 6m： 柱距 1.2： 标准荷载化为设计荷载的系数 以下荷载计算过程中所用的数据意义均同此类同。 （2）活载：q = 2.0kN/ 6m1.4= 16.8kN/m （3）风载： a.左风作用下的荷载： = 0.55kN/ 0.86m1.4= 3.70kN/m = 0.55kN/ 0.56m1.4= 2.31kN/m b.右风作用下的荷载： =0.55kN/ 0.86m1.4=3.70kN/m =0.55kN/ 0.56m1.4=2.31kN/m 其中的0.55kN/ 为基本风压，0.8和0.5是风载的体型系数。,四、构件内力计算和构件选择 绘制出计算模型和其所受力后，即可针对该模型进行内力计算。 五、施工图纸的绘制 构件的截面尺寸和配筋确定后，就可以将其反映至施工图纸上。,