建筑结构原理1

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1、建筑结构原理,汤 斌 手机：13511975308 QQ：531494319,1/40,第1章 建筑结构,建筑建筑物、构筑物 建筑结构建筑中用于承受各种作用、 抵抗变形与破坏的骨架。 建筑结构的功能安全性、适用性、耐久性,2/40,结构设计的基本问题 合理确定受力体系以充分发挥材料的性能，把安全性、可靠性和经济性要求统一起来。,第1章 建筑结构,3/40,1.1 建筑结构的组成,建筑结构的基本构件有板、梁、墙、柱、基础等 。 1、竖向承重结构体系沿高度方向的结构体系。基本构件主要是墙、柱，还有梁。 2、水平承重结构体系沿水平方向的结构体系。主要有平板结构体系、梁扳结构体系、密肋结构体系。基本构

2、件是梁和板。,4/40,5/40,1.1 建筑结构的组成,3、下部结构基础。 基础承受墙、柱传来的压力并将它扩散到地基上去的下部结构物。 基础材料：混凝土、毛石混凝土、钢筋混凝土、砖、砌块、毛石等。 地基受结构上传来的力影响的地层范围。,6/40,1.2建筑结构的分类,1.2.1 按建筑材料分类 1 混凝土结构，含： 素混凝土结构 由于混凝土受拉强度很低而受压强度较高，素混凝土结构可用于较大体积的受压构件。 作为受弯构件使用是不合理的。,7/40,8/40,1.2建筑结构的分类,钢筋混凝土结构,9/40,1.2建筑结构的分类,预应力混凝土结构 通过在构件受力前张拉受拉钢筋，利用钢筋回缩的弹性力

3、，在工作中的受拉区产生预压应力，当构件工作时，此预压应力可以全部或部分抵消工作拉应力，从而提高混凝土抗裂性能和刚度（减小工作变形）。,10/40,11/40,混凝土结构的主要优缺点,优点： 耐久性好，基本上不需要保养维修； 耐火性好； 可模性好； 抗震性好； 骨料可就地取材，另外也可以利用工业废料，有利于环境保护。 缺点： 自重大； 抗裂性差； 施工环节多，需要大量模板，施工工期长； 拆除、改造难度大。,12/40,钢筋混凝土材料目前的主要发展方向是： 混凝土方面：高性能混凝土。1、轻质高强；2、良好的工艺性能：坍落度、初凝、终凝时间的控制和强度发展规律的认识与应用；3、特种用途的混凝土。 配

4、筋材料方面：1、采用碳纤维、钢纤维等材料形成纤维混凝土；2、钢混凝土组合结构等新型结构形式的研究与应用。 此外，在钢筋混凝土结构的维修补强等方面，也有很多需要研究的问题。,13/40,1.2建筑结构的分类,2.钢结构 钢结构是用钢板、角钢、工字钢、槽钢、钢管和圆钢等钢材，通过焊接等有效方式连接所形成的结构。,14/40,15/40,钢结构是建筑工程的主要形式之一，它与其它材料相比，有以下一些优点： 自重轻而承载力高轻质高强，强度和比强度高； 材质均匀，性能好，结构可靠性高。钢材更接近于匀质等强体可直接使用材料力学的结论与公式。 施工简便，工期短；特别是钢材具有可焊性，使结构制作与安装都很便利；

5、 塑性和韧性好，结构延性好，抗震能力强。 易于改造与加固。,16/40,钢结构的主要缺点是： 耐腐蚀性能差； 耐热性能好，但防火性能差； 钢材价格相对较高。,2/40,17/40,1.2建筑结构的分类,3.钢-混凝土组合结构 钢-混凝土组合梁板结构,18/40,钢-混凝土组合结构,型钢混凝土结构 以型钢为骨架与钢筋混凝土组成的结构。 钢管混凝土结构 在封闭的薄壁刚观众浇筑混凝土形成的组合结构。,19/40,1.2建筑结构的分类,4.砌体结构 砌体结构是用砂浆等胶结材料将砖、石和砌块等块材砌筑在一起而形成的结构。 砌体结构在建筑工程中应用十分广泛。在我国的多层住宅建筑中，用砌体内外承重墙和钢筋混

6、凝土楼板组成的混合结构房屋占主导地位。在其他工业与民用建筑中砌体结构也有广泛的用途。,20/40,砌体结构的主要优缺点,主要优点： 耐久性好； 耐火性好； 材料来源方便； 施工工艺简便，造价低廉； 隔热保温等热工性能较好。 主要缺点： 强度低、自重大、整体性差，容易开裂，抗震性能不好； 手工砌筑，劳动强度高，砌筑质量变异性大； 如使用粘土砖，烧制粘土砖与农业争地，污染环境，不利于保护环境和可持续发展。,21/40,1.2建筑结构的分类,5.木结构 木结构是指由木材制成的承重结构。木结构构件有木构架、木柱、木梁、木屋架等。由于我国森林资源匮乏，为了保护生态环境和经济的可持续发展，除了部分林区居民

7、自建房屋和古建筑修复工程之外，木结构的应用已经少见。 本课程未涉及木结构内容。,22/40,1.2建筑结构的分类,6.混合结构 上述各类结构的混合使用。 如型钢混凝土和钢结构的混合使用。（上海金茂大厦） 目前常见混凝土结构和砌体结构的混合使用。,23/40,1.2建筑结构的分类,1.2.2 按主体结构体系分类 结构抗侧移刚度的概念 当在结构顶部施加一个单位力P=1时，结构顶部如果产生的水平位移为,则 1 / 称为结构的抗侧移刚度。,24/40,1.2建筑结构的分类,按组成建筑主体结构的形式和受力系统可分为： 1、墙体结构（包括砌体墙结构体系和钢筋混凝体剪力墙结构体系）,25/40,1.2建筑结

8、构的分类,2、框架结构 3、排架结构体系 4、框架-剪力墙结构体系 5、筒体结构。,26/40,27/40,28/40,29/40,2010年1月4日，哈里发大楼落成启用，以828米的高度成为世界第一高楼。,美国迈阿密计划修建一座高达米的摩天大楼（名为“迈阿普雷斯”大厦），该大楼有望超过迪拜哈里发塔成为世界最高建筑。,1.2建筑结构的分类,1.2.3 按结构层数分类 单层建筑结构 多层建筑结构 高层建筑结构 我国以10层及10层以上的建筑定义为高层建筑。高层建筑结构用钢筋混凝土或钢材建造。建筑高度超过100米或层数超过30层的称为超高层建筑。,30/40,1.2建筑结构的分类,高层建筑的结构设

9、计与多层结构有显著的区别： 一是风荷载和地震作用等水平方向作用引起的内力和位移已成为结构设计的控制因素。 二是结构抗侧移刚度是结构设计的关键因素。,31/40,1.2建筑结构的分类,抗侧移刚度的大小与结构体系紧密相关。我国建筑结构抗震设计规范对各类结构体系适用的最大高度作出了明确的限制。 （参见教材P21表1.2.1、表1.2.2、表1.2.3）。 有关概念我们将在第9章中介绍。,32/40,1.2建筑结构的分类,1.2.4 按竖向荷载的传力途径分类 建筑结构平面的短向称为横向，长向称为纵向。 按楼盖荷载传递至承重结构的途径，可分为横向承重结构、纵向承重结构及纵横向混合承重结构三种。,33/4

10、0,1.2建筑结构的分类,1.2.5 按结构的空间作用分类 平面结构计算时假定结构所承受的荷载以及内力和变形都发生在同一个平面之内。 空间结构计算荷载、内力、变形必须考虑空间的三维坐标。 一般大跨度的屋盖结构往往采用空间结构。常用的结构类型有：壳体结构、网架结构、悬索结构等。 空间结构的主要优点：自重轻；刚度大；结构形式多样，可适应各种形式的建筑平面，造型美观；空间钢结构便于工业化生产等等。 空间结构的主要缺点：计算复杂，施工比较复杂、困难，技术要求高。,34/40,1.3 本课程的特点和教学要求,本课程的主要特点是： 理论性强、实践性强、新概念多，计算公式多，计算量较大，需要一定的力学基础知

11、识。,35/40,1.3 本课程的特点和教学要求,在学习建筑结构课程时，应注意以下几点： 一、要注意掌握建筑结构所用材料的特性； 二、要特别注意理论联系实际，注意观察，注意扩大知识面； 三、要注意理解重要的概念，掌握基本理论，切忌死记硬背。解题是重要的，但解体的目的是理解基本概念和基本理论；,36/40,1.3 本课程的特点和教学要求,四、要注意复习有关力学知识。结构课程对力学课知识的基本要求是： 1、受力分析的方法。要求能够正确的画出受力图； 2、力的投影计算和力对点之矩的计算； 3、静力平衡的概念和静力平衡方程的应用； 4、杆件的基本变形和组合变形；弹性变形和塑性变形； 5、内力的概念和内

12、力图的画法。梁的弯矩、剪力图是重点；常用的单跨静定梁在常见荷载作用下的内力分布规律和内力值； 6、应力的概念；梁的横截面上的正应力和剪应力的分布规律； 7、压杆稳定的概念； 8、超静定结构的基本概念、超静定结构内力计算的几种基本方法。,37/40,1.3 本课程的特点和教学要求,本专业的教学要求：通过本课程的学习，使同学们掌握建筑结构的基本原理和基本概念，形成正确阅读理解各类结构施工图的能力。 计算能力和从事结构设计的熟练程度不做要求。,38/40,1.3 本课程的特点和教学要求,上课的基本要求： 一是不要缺课； 二是要认真听讲； 三是要积极思考； 四是要按时完成作业。 准备一个笔记本、 两个作业本、 一个计算器。,39/40,今天的课，主要需要掌握建筑结构的概念和理解学习建筑结构课程对于工程管理人员的重要性。 今天无书面作业。请完成P28思考题。重点为：2、6题。,40/40,谢谢大家！,