土木建筑系土木建筑系建筑结构与选型建筑结构与选型 授课：王连坤授课：王连坤Building Structure and Structural Form SelectionBuilding Structure and Structural Form Selection土木建筑系土木建筑系目 录上一页下一页土木建筑系土木建筑系 建筑结构与选型是建筑学专业的专业基础课程之一，实践性强，建筑结构类型与建筑方案在设计过程中关系十分密切本课程的主要目的和任务是： 通过学习使建筑专业学生能掌握一般建筑结构的基本原理； 掌握一般建筑结构的基本构造措施； 对于功能复杂、技术先进的大型建筑设计,也略具初步的结构知识 在建筑设计过程中能够具有结构总体知识并进行正确的结构选型，对所设计建筑的结构体系、结构布置及结构形式有所了解，并在建筑设计的基础上能对常用的、简单的基本建筑的结构设计和计算有所理解 土木建筑系土木建筑系目 录上一页下一页土木建筑系土木建筑系目录1.绪论2.建筑结构设计基本原理3.钢筋混凝土材料的力学性能4.钢筋混凝土受弯构件5.钢筋混凝土受压构件6.预应力混凝土结构的基本知识7.混凝土平面楼盖8.钢筋混凝土单层厂房9.多层与高层混凝土结构土木建筑系土木建筑系目 录上一页下一页土木建筑系土木建筑系目录10. 砌体结构11. 钢结构设计12. 建筑抗震设计基本知识13. 大跨度结构选型土木建筑系土木建筑系目 录上一页下一页土木建筑系土木建筑系1. 绪 论1. 绪绪 论论1. 建筑结构与建筑的关系2. 建筑结构的分类及应用概况3. 本课程的任务土木建筑系土木建筑系目 录上一页下一页土木建筑系土木建筑系1. 绪 论1.1 建筑结构与建筑的关系1.1.1 建筑结构与建筑的关系 强度、适用和美观是建筑的三个基本要素。
适用指该建筑的实用功能；美观是建筑物能使那些接触它的人产生一种美学感受；强度是建筑物存在的能力满足强度所需要的建筑物部分是建筑结构 建筑结构是形成一定空间及造型，并具有承受人为和自然界施加于建筑物的各种荷载作用，使建筑物得以安全使用的骨架是建筑三大构成要素中建筑技术的组成内容，是保证房屋安全的重要手段建筑结构的形式是为了满足建筑功能要求，为创造建筑的美而服务建筑结构与建筑设计是两个既相互独立又紧密联系的专业工种 为使建筑作品达到一定的境界，必须了解其结构组成的有关内容，需要一种将建筑物看作结构体的直觉，需要建筑与结构方面的知土木建筑系土木建筑系目 录上一页下一页土木建筑系土木建筑系1. 绪 论识，以及区分建筑的结构部分和非结构部分的技能，这些都依赖于对结构功能要求的认识1.1.2 建筑结构选型的原则 在建筑设计中，空间组合和建筑造型的主要环节是选择最佳结构方案，即结构选型结构选型应遵循以下原则：（1 1）适应建筑功能的要求）适应建筑功能的要求 对于有些公共建筑，其功能有视听要求，如：体育馆为保证较好的观看视觉效果，比赛大厅内不能设柱，必须采用大跨度结构；大型超市为满足购物的需要，室内空间具有流动性和灵活性，所以应采用框架结构。
2 2）满足建筑造型的需要）满足建筑造型的需要 对于建筑造型复杂、平面和立面特别不规则的建筑结构选型，要土木建筑系土木建筑系目 录上一页下一页土木建筑系土木建筑系1. 绪 论按实际需要在适当部位设置防震缝，形成较多有规则的结构单元3 3）充分发挥结构自身优势）充分发挥结构自身优势 每种结构形式都有各自的特点和不足，有其各自的适用范围，所以要结合建筑设计的具体情况进行结构选型4 4）考虑材料和施工条件）考虑材料和施工条件 由于材料和施工技术的不同，其结构形式也不同例如：砌体结构所用材料多为就地取材，施工简单，适用于低层、多层建筑当钢材供应紧缺或钢材加工、施工技术不完善时，不可大量采用钢结构5 5）尽可能降低造价）尽可能降低造价 当几种结构形式都有可能满足建筑设计条件时，经济条件就是决定因素，尽量采用能降低工程造价的结构形式土木建筑系土木建筑系目 录上一页下一页土木建筑系土木建筑系1. 绪 论1.2 建筑结构的分类及应用概况1.2.1 建筑结构的分类 （1）按材料分类）按材料分类 1. 混凝土结构 以混凝土材料为主，并根据需要配置和添加钢筋、钢筋网、预应力筋，作为主要承重材料的结构，均可称为混凝土结构，主要有： a. 素混凝土结构（Plain Concrete） 主要用于基础垫层等受压为主的结构中。
b. 钢筋混凝土结构（Reinforced Concrete） 充分利用材料性能，优点明显，也有一定缺点 c. 预应力混凝土结构（Prestressed Concrete） 2. 砌体结构 土木建筑系土木建筑系目 录上一页下一页土木建筑系土木建筑系1. 绪 论 由块体（砖、石材、砌块）和砂浆砌筑而成的墙、柱作为建筑物主要受力构件的结构称为砌体结构 主要优点： 1）取材方便，造价低廉； 2）具有良好的耐火性及耐久性； 3）具有良好的保温、隔热、隔音性能，节能效果好； 4）施工简单，技术容易掌握和普及，也不需要特殊的设备 主要缺点： 自重大，强度低，整体性差，砌筑劳动强度大 3. 钢结构 以钢材为主要承重骨架制作的结构称为钢结构土木建筑系土木建筑系目 录上一页下一页土木建筑系土木建筑系1. 绪 论 主要优点： 1）材料强度高，自重轻，塑性和韧性好，材质均匀； 2）便于工厂生产和机械化施工，便于拆卸，施工工期短； 3）具有优越的抗震性能； 4）无污染、可再生、节能、安全，符合建筑可持续发展原则 主要缺点： 易腐蚀，需经常维护，故维护费用较高；钢结构的耐火性差，当温度达到250时，钢结构的材质将会发生较大变化；当温度达到600时，结构会瞬间崩溃，完全丧失承载能力。
土木建筑系土木建筑系目 录上一页下一页土木建筑系土木建筑系土木建筑系土木建筑系目 录上一页下一页土木建筑系土木建筑系1. 绪 论 4. 木结构 指全部或大部分用木材制作的结构 主要优点： 易于就地取材，制作简单 主要缺点： 易燃、易腐蚀、变形大，并且木材使用受到国家严格限制土木建筑系土木建筑系目 录上一页下一页土木建筑系土木建筑系1. 绪 论 5. 组合结构 指钢与混凝土共同承受荷载的结构按其组成方式可分为： a. 钢骨混凝土结构（Steel Reinforced Concrete） b. 钢管混凝土结构（Concrete Filled Steel Tubular） c. 组合楼板（Composite Slab）土木建筑系土木建筑系目 录上一页下一页土木建筑系土木建筑系1. 绪 论 6. 混合结构 指在结构的不同部分采用不同材料组成的构件所形成的结构体系2 2）按结构体系分类）按结构体系分类 1. 混合结构 指楼、屋盖一般采用钢筋混凝土结构构件，墙体及基础采用砌体结构而形成的结构 2. 排架结构 由屋面梁或屋架、柱和基础组成，主要用于单层工业厂房中，其屋架与柱顶为铰接，柱与基础顶面为固接（教材图1-4） 。
3. 框架结构 采用梁、柱等杆件刚接组成空间体系作为建筑物承重骨架的结构土木建筑系土木建筑系目 录上一页下一页土木建筑系土木建筑系1. 绪 论 4. 剪力墙结构 利用墙体构成的承受水平作用和竖向作用的结构称为剪力墙结构 5. 框架-剪力墙结构 在框架结构中适当布置一定数量的剪力墙构成以框架和剪力墙共同承受水平和竖向荷载作用的结构称为框架剪力墙结构 6. 筒体结构 利用竖向筒体组成的承受水平和竖向作用的高层建筑结构为筒体结构根据布置及组成方式不同，筒体结构又可分为框筒结构、筒中筒结构和束筒结构 土木建筑系土木建筑系目 录上一页下一页土木建筑系土木建筑系360040008000800066000300036000300066000800080004000360070000785078502300广州白云宾馆广州白云宾馆土木建筑系土木建筑系目 录上一页下一页土木建筑系土木建筑系1. 绪 论 土木建筑系土木建筑系目 录上一页下一页土木建筑系土木建筑系西西尔尔斯斯大大厦厦 位于芝加哥，钢结构，位于芝加哥，钢结构，1974年建成年建成,高高443米，是目前美国最高建筑物，由米，是目前美国最高建筑物，由SOM建筑设计事务所设计，大厦的造建筑设计事务所设计，大厦的造型有如型有如 9个高低不一的方形空心筒子集个高低不一的方形空心筒子集束在一起。
束在一起土木建筑系土木建筑系目 录上一页下一页土木建筑系土木建筑系1. 绪 论（3 3）按建筑物层数分类）按建筑物层数分类 1. 高层建筑 高层建筑混凝土结构技术规程将10层及以上或高度超过28m的混凝土结构定义为高层建筑；高层民用建筑设计防火规范和高层民用建筑钢结构技术规程规定10层及以上的居住建筑或24m以上的其他民用建筑称为高层建筑 40层及以上或超过100m的建筑称为超高层建筑 也有人将12层左右的高层建筑称为小高层以区别多层和高层 2. 多层建筑 层数在49层的建筑称为多层建筑 3. 低层建筑 层数在13层的建筑称为低层建筑土木建筑系土木建筑系目 录上一页下一页土木建筑系土木建筑系19981998年在马来西亚吉隆坡建成的年在马来西亚吉隆坡建成的彼得罗纳斯大厦（彼得罗纳斯大厦（Petronas Petronas TowerTower），），8888层，高层，高452m452m，为当时，为当时世界最高的建筑世界最高的建筑土木建筑系土木建筑系目 录上一页下一页土木建筑系土木建筑系1. 绪 论1.2.2 建筑结构的发展简况（1）材料方面）材料方面 古代：砖、木结构 近代：钢筋混凝土结构和钢结构（2）计算理论）计算理论 古代：近似计算 近代：20世纪40年代：考虑砼塑性性能的破坏阶段，计算方法采用了单一的安全系数； 50年代：极限状态计算，规定了极限状态，有三个系数，荷载、材料系数和工作条件系数；现在：以概率论为基础的极限状态计算法。
3）施工方面）施工方面 土木建筑系土木建筑系目 录上一页下一页土木建筑系土木建筑系1. 绪 论1.3 本课程的任务1.3.1 课程的内容 建筑材料的力学性能、结构设计方法、钢筋混凝土结构构件的设计计算，砌体结构的设计计算、刚结构构件和连接的设计计算，多高层房屋结构和抗震设计基本知识，大跨度结构受力特点及类型1.3.2. 课程的目的 具备结构总体知识，对所设计建筑的结构体系、结构布置及结构形成有一定了解，并在建筑设计的基础上能对常用、简单的结构进行计算对于功能复杂、计算先进的大型建筑设计也具有初步的结构知识1.3.3. 课程的特点 土木建筑系土木建筑系目 录上一页下一页土木建筑系土木建筑系1. 绪 论（1 1）建建筑筑结结构构的的计计算算方方法法，绝绝大大部部分分是是建建立立在在实实验验的的基基础础上上目目前前尚无完善的理论，应十分注重试验和各公式的适用条件和范围尚无完善的理论，应十分注重试验和各公式的适用条件和范围2 2）内内力力分分析析和和变变形形计计算算的的理理论论来来自自结结构构力力学学，但但考考虑虑到到结结构构的的实实际，又建立了一套自身的计算方法，应注意他们的联系和区别际，又建立了一套自身的计算方法，应注意他们的联系和区别。
3 3）本本课课程程除除了了进进行行构构件件的的强强度度和和变变形形计计算算外外，还还要要解解决决结结构构设设计计问问题题（包包括括结结构构方方案案、构构件件选选型型、材材料料选选择择和和构构造造要要求求等等），综综合合性性和实践性很强和实践性很强4 4）设计成果多样性，要综合安全适用、经济合理等因素设计成果多样性，要综合安全适用、经济合理等因素5 5）遵遵循循国国家家规规范范和和规规程程，明明确确构构造造措措施施的的目目的的，牢牢记记一一些些基基本本构构造要求土木建筑系土木建筑系目 录上一页下一页土木建筑系土木建筑系2. 建筑结构设计基本原理2. 建筑结构设计基本原理建筑结构设计基本原理1. 结构的组成与结构的功能2. 结构上的荷。