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1、第四章 建筑工程,土木工程概论第三版 陈学军 主编 肖桂元 副主编,21世纪高等教育土木工程系列规划教材,第四章 建筑工程,4.1 建筑基本构成 4.1.1 板、梁 板、梁都是常见的受弯构件，所受内力都是弯矩和剪力，可以是单跨，也可做成多跨连续。 板是指覆盖一个具有较大平面尺寸，但却具有相对较小厚度的平面构件； 根据其受力特点和支承情况，又可分为单向板和双向板。 梁泛指水平方向的长条形承重构件，在工程中，主要承受弯矩作用。,梁的分类,第四章 建筑工程,4.1.2 柱 柱是建筑物中垂直的主结构件，主要承托在它上方物件的重力，有时也同时承受弯矩。,柱的分类,第四章 建筑工程,拱为曲线结构，工程上常
2、见的线形有圆曲线、抛物线等。 拱主要承受轴向压力，与梁的最大区别在于拱在竖直荷载作用下产生水平反力。 拱按铰数可分为三铰拱、无铰拱、双铰拱、带拉杆的双铰拱，其中三铰拱是静定的，后几种都是超静定的。,桁架是由若干杆件在两端用铰联接而成的组合结构。 桁架结构是将实腹式结构变为格构式结构，用弦杆承受梁上、下边的压、拉应力，用腹杆承受剪力的一种结构形式。桁架分为铰接和刚接两类。 铰接桁架中的杆件称为二力杆，只可能是受拉或是受压。 刚接桁架是指杆件之间通过焊接或螺栓联接，形成刚结点。,4.1.4 拱桁架,4.1.3 拱,第四章 建筑工程,框架的结点有刚接和铰接两种，前者称为刚架，后者称为排架。 （1）排
3、架 其计算简图为柱顶部铰接，柱底与基础刚接。 （2）刚架 当梁和柱整体连接，则形成刚架，刚架有简单刚架和复式刚架，横梁两端柱侧移不相等时称为复式刚架。在结构设计中，框架和排架的组合结构实际都是空间结构的组合，但为了分析上的方便，可以根据结构的受力特征简化为平面结构。,4.1.5 框架,第四章 建筑工程,4.2 建筑工程结构类型 4.2.1 建筑工程分类,4.2.2 楼面结构 楼面结构的传力特点:,楼面主体结构 楼面主体结构主要包括单向板肋形楼盖、 双向板肋形楼盖、 井字楼盖 (密肋楼盖)、 无梁楼盖、 叠合梁楼盖,第四章 建筑工程,4.2.3 单层房屋及大跨房屋,1.单层房屋 一般单层房屋主要
4、指住宅、 影剧院、实验室、仓库及厂房。,2.大跨结构 大跨结构的竖向承重结构为柱和墙体，屋盖采用钢网架、 悬索结构或混凝土薄壳、 膜结构等。 大跨结构往往采用以下结构形式: 1）薄腹梁 2） 桁架结构 3） 拱结构 4） 网架结构 5） 悬索结构 6） 筒壳 7） 双曲扁壳 8）充气结构和应力膜结构,第四章 建筑工程,4.2.4 多高层房屋,多高层房屋的平面形状有方形、条形、工字形、口字形或形，还可以是圆形、星形或多边形及其他较复杂的形状。 1.多高层房屋在设计和施工时要注意伸缩缝、沉降缝、防震缝的设置。,防震缝的设置,沉降缝的设置,第四章 建筑工程,2.多高层建筑的结构体系 多高层建筑的结构
5、体系主要包括以下几种: 混合结构体系、框架体系、剪力墙体系、筒式体系、内芯和外伸体系、组合体系。 1）框架体系是由梁和柱组成的空间杆系结构 2）剪力墙体系中剪力墙一般为一段钢筋混凝土墙体，它的平面刚度和承载力很大，因此除承受垂直荷载外，还能很好地承受水平剪力。,框架结构,第四章 建筑工程,3） 墙结构 4）内芯和外伸体系：内芯一般为刚性大的结构，如剪力墙 (筒) (框筒结构)，外伸结构为与内芯相连接的水平结构，一般为高度很大的钢筋混凝土梁或钢桁架。 5）筒式体系：筒式体系有框筒体系、 筒中筒体系、 桁架筒体系、 成束筒体系,筒式结构体系 a、框筒体系 b、两重筒体系 c、三重筒体系,第四章 建
6、筑工程,3.高层建筑 高层建筑是超过一定高度和层数的建筑。在美国，24.6m或7层以上视为高层建筑；在日本，31m或8层及以上视为高层建筑；在英国，把等于或大于 24.3m的建筑视为高层建筑。中国自2005年起规定超过10层的住宅建筑和超过24m高的其他民用建筑为高层建筑。,第四章 建筑工程,1.生态建筑的发展简介 为了建筑、城市、景观环境的 “可持续”，建筑学、城市规划学、景观建筑学学科开始了可持续人类聚居环境建设的思考。 生态建筑及生态城市的建设理论，就是以自然生态原则为依据，探索人、建筑、自然三者之间的关系，为人类塑造一个最为舒适合理且可持续发展的环境的理论。生态建筑是21世纪建筑设计发
7、展的方向。 所谓生态建筑，就是追求建筑与人和自然和谐统一，以高新技术为主导，针对建筑全寿命的各个环节，强调节约能耗、节省资源、 保护环境、创造健康舒适的生活条件的建筑。 2.国际智能生态建筑 1973 年爆发了石油危机，1974 年即召开了首次国际被动式太阳能大会，主要通过对太阳能供热，包括太阳能集热器技术和太阳能温室的开发利用，减少对不可再生能源的依赖。,4.2.5 生态建筑,第四章 建筑工程,特种结构主要包括以下类型:烟囱、水池、水塔、料斗、料仓、储罐、污泥消化池、塔桅结构。,世界一些主要的塔高度情况,4.2.6 特种结构,第四章 建筑工程,结构设计的功能要求所设计的结构能完成由其用途决定
8、的全部要求，结构功能要求包括如下: 1. 满足使用要求：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；其次，要满足使用者提出的适用性要求；最后，要注意经济问题。 2. 结构的安全可靠性：指建筑结构达到极限状态的概率是足够小的， 或者说结构的安全保证率是足够大的。 极限状态可分为两类: 承载能力极限状态，指结构或构件达到了最大的承载能力 (或极限强度) 时的极限状态；正常使用极限状态，指结构或构件达到了不能正常使用的极限状态。,4.3 结构设计的原理,4.3.1 结构设计的基本理论,第四章 建筑工程,3. 我国目前的规范对结构设计的规定 建筑结构必
9、须满足下列各项功能要求: 能承受在正常施工和正常使用时可能出现的各种作用； 在正常使用时具有良好的工作性能； 在正常维护下具有足够的耐久性能； 在偶然事件发生时及发生后，仍能保持必须的整体稳定性； 结构的设计并不是要结构 100%安全，那是不经济的， 而是保证结构的失效概率达到人们的心理可接受的程度。 国际上将结构概率设计法按精确程度不同分为三个水准，即水准；半概率设计法；水准，近似概率设计方法；水准，全概率设计法。我国现行规范采用水准 ，即在考虑极限状态发生概率和工程经验的基础上，对荷载取值、构件强度乘以安全系数来加以保证。,第四章 建筑工程,4.3.2 结构设计的方法,第四章 建筑工程,思考题：,查询相关建筑图片资料，结合本章内容，谈谈你对建筑工程各种结构形式的认识。 结合如广州广播电视塔等世界著名的特种结构，谈谈自身对特种结构稳定性的认识。 根据相关的规范和内容，说明两种极限状态结构设计方法的异同。,
