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1、第二讲第二讲 土木工程材料与基本结构形式土木工程材料与基本结构形式土木工程材料土木工程材料1 1、土木工程材料的重要性、土木工程材料的重要性是土木工程的物质基础是土木工程的物质基础对功能有直接的影响对功能有直接的影响对经济性影响明显对经济性影响明显对技术的发展有直接的推动作用对技术的发展有直接的推动作用为理论的发展提供动力为理论的发展提供动力土木工程材料的重要性第二讲：土木工程材料与基本结构形式第二讲：土木工程材料与基本结构形式土木工程材料与基本结构形式2 2、土木工程材料分类、土木工程材料分类 土木工程材料种类繁多，可有多种分类方法。土木工程材料种类繁多，可有多种分类方法。按来源分：天然材料
2、、人造材料按来源分：天然材料、人造材料按按性性质质分分：金金属属材材料料、非非金金属属材材料料、有有机机材材料料、复复合材料合材料按用途分：结构材料、功能材料、装饰材料按用途分：结构材料、功能材料、装饰材料第二讲：土木工程材料与基本结构形式第二讲：土木工程材料与基本结构形式土木工程材料的分类土木工程材料与基本结构形式3 3、常用材料简介、常用材料简介3.1 3.1 自然石、砖、瓦自然石、砖、瓦(1).(1).自然石：自然石： 重岩自然石（表观密度大于重岩自然石（表观密度大于18 kN/m18 kN/m3 3） 轻岩自然石（表观密度小于轻岩自然石（表观密度小于18 kN/m18 kN/m3 3）
3、 重岩自然石包括：花岗岩（重岩自然石包括：花岗岩（granitegranite）、砂岩（）、砂岩（sandstonesandstone）、）、 石灰石（石灰石（limestonelimestone）等。）等。 轻轻岩岩自自然然石石包包括括：贝贝壳壳石石灰灰岩岩（coquinacoquina）、凝凝灰灰岩岩 （tufftuff）。）。 采用的石料分为料石（采用的石料分为料石（ashlarashlar）及毛石（）及毛石（rubblerubble）两类。）两类。 第二讲：土木工程材料与基本结构形式第二讲：土木工程材料与基本结构形式常用材料简介土木工程材料与基本结构形式(2).(2).砖砖 砖砖（br
4、ickbrick）由由粘粘土土烧烧制制而而成成，分分为为红红砖砖和和青青砖砖。标标准准砖砖的的规格为规格为240mm115mm53mm240mm115mm53mm。有。有实心砖、空心砖两类。实心砖、空心砖两类。 承承重重空空心心砖砖的的孔孔洞洞一一般般是是竖竖向向的的, ,空空心心砖砖厚厚度度较较大大，重重量量较较 轻，有利于加快砌筑进度。轻，有利于加快砌筑进度。第二讲：土木工程材料与基本结构形式第二讲：土木工程材料与基本结构形式常用材料简介土木工程材料与基本结构形式 石材或砖用砂浆砌筑而成的构件称为砌体（石材或砖用砂浆砌筑而成的构件称为砌体（masonrymasonry）。）。(3).(3)
5、.瓦瓦 目前我国生产的瓦多为平瓦。目前我国生产的瓦多为平瓦。第二讲：土木工程材料与基本结构形式第二讲：土木工程材料与基本结构形式常用材料简介土木工程材料与基本结构形式3.23.2、胶凝材料和砂浆、胶凝材料和砂浆 胶胶凝凝材材料料（cementing cementing materialmaterial）：和和水水成成浆浆后后能能硬硬化化成成坚坚实整体的矿物质粉状材料，如石灰、烧石膏和水泥等。实整体的矿物质粉状材料，如石灰、烧石膏和水泥等。 砂砂浆浆（mortarmortar）是是石石灰灰、石石膏膏或或水水泥泥等等胶胶凝凝材材料料掺掺砂砂或或矿矿渣渣等细骨料加水拌和而成，用以砌筑砌体。等细骨料加
6、水拌和而成，用以砌筑砌体。 采采用用水水泥泥砂砂浆浆时时，往往往往还还掺掺和和一一定定量量的的石石灰灰膏膏或或粘粘土土浆浆以以增增加砂浆的和易性，以保证砌体质量，这种砂浆称为混合砂浆。加砂浆的和易性，以保证砌体质量，这种砂浆称为混合砂浆。第二讲：土木工程材料与基本结构形式第二讲：土木工程材料与基本结构形式常用材料简介土木工程材料与基本结构形式3.33.3、混凝土和混凝土砌块、混凝土和混凝土砌块(1).(1).混凝土混凝土 混混凝凝土土：用用水水泥泥、砂砂（细细骨骨料料）和和碎碎石石（粗粗骨骨料料），按按一一定定重量比例配合，加水拌和成型后结硬而成。重量比例配合，加水拌和成型后结硬而成。 水水泥
7、泥和和砂砂、石石的的比比例例（按按重重量量）称称为为配配合合比比（mix mix ratioratio）, ,水和水泥的比例称为水灰比。水和水泥的比例称为水灰比。 轻骨料混凝土（密度小于轻骨料混凝土（密度小于18kN/m18kN/m3 3）; ; 加气混凝土，泡沫混凝土；加气混凝土，泡沫混凝土； 低热混凝土，无收缩混凝土，膨胀混凝土；低热混凝土，无收缩混凝土，膨胀混凝土； 耐酸混凝土，耐碱混凝土，耐热混凝土；耐酸混凝土，耐碱混凝土，耐热混凝土；第二讲：土木工程材料与基本结构形式第二讲：土木工程材料与基本结构形式常用材料简介土木工程材料与基本结构形式(2).(2).混凝土砌块混凝土砌块 用混凝土
8、可制成砌块（用混凝土可制成砌块（blockblock），），一般为空心构造。一般为空心构造。 砌砌块块也也可可采采用用煤煤渣渣等等材材料料制制作作，从从而而改改善善了了环环境境。采采用用砌砌块块建建筑筑可可大大大大减减轻轻劳劳动动量量，缩缩短短工工时时，安安装装可可以以采采用用机机械械化化，并并降低墙壁材料在运输中的损耗。降低墙壁材料在运输中的损耗。第二讲：土木工程材料与基本结构形式第二讲：土木工程材料与基本结构形式常用材料简介土木工程材料与基本结构形式3.43.4、钢筋、钢筋混凝土和预应力混凝土、钢筋、钢筋混凝土和预应力混凝土(1).(1).钢筋钢筋 钢筋按化学成分可分为：热轧碳素钢、热轧普
9、通低合金钢。钢筋按化学成分可分为：热轧碳素钢、热轧普通低合金钢。 热热轧轧碳碳素素钢钢除除含含有有铁铁元元素素外外还还含含有有少少量量的的碳碳、硅硅、锰锰、硫硫、磷等元素。（低碳钢磷等元素。（低碳钢0.25% 0.6%0.6%） 热热轧轧普普通通低低合合金金钢钢除除碳碳素素钢钢中中已已有有的的成成分分外外，还还加加入入少少量量的的合金元素，如锰、钛、钒等，有效地改善了钢筋的性能。合金元素，如锰、钛、钒等，有效地改善了钢筋的性能。第二讲：土木工程材料与基本结构形式第二讲：土木工程材料与基本结构形式常用材料简介土木工程材料与基本结构形式 钢筋按其截面形式可分为：光面钢筋、变形钢筋。钢筋按其截面形式
10、可分为：光面钢筋、变形钢筋。 热热轧轧钢钢筋筋直直径径一一般般为为6 632mm32mm。小小直直径径钢钢筋筋（101012mm12mm以以下下）做做成成盘盘圆圆供供应应，大大直直径径钢钢筋筋长长度度一一般般为为12m12m。钢钢筋筋接接头头有有搭搭接接和和焊接两种焊接两种 。第二讲：土木工程材料与基本结构形式第二讲：土木工程材料与基本结构形式常用材料简介土木工程材料与基本结构形式(2).(2).钢筋混凝土钢筋混凝土 钢筋混凝土的本质钢筋混凝土的本质 钢钢筋筋混混凝凝土土是是由由两两种种力力学学性性能能大大不不相相同同的的材材料料钢钢筋筋和和混混凝土结合成整体，共同发挥作用的一种建筑材料。凝土
11、结合成整体，共同发挥作用的一种建筑材料。 第二讲：土木工程材料与基本结构形式第二讲：土木工程材料与基本结构形式常用材料简介土木工程材料与基本结构形式 钢筋混凝土的主要优缺点：钢筋混凝土的主要优缺点： 主要优点：主要优点： （1 1）就地取材）就地取材 （2 2）耐久性）耐久性 （3 3）耐火性）耐火性 （4 4）整体性）整体性 （5 5）刚性）刚性 （6 6）可塑性）可塑性 主要缺点：主要缺点： （1 1）自重大）自重大 （2 2）抗裂性差）抗裂性差 （3 3）费工大、耗用木料多）费工大、耗用木料多 第二讲：土木工程材料与基本结构形式第二讲：土木工程材料与基本结构形式常用材料简介土木工程材料与
12、基本结构形式(3).(3).预应力混凝土预应力混凝土 预预应应力力混混凝凝土土：利利用用预预先先建建立立的的压压应应力力以以抵抵消消在在荷荷载载下下产产生生的拉应力而做成的。的拉应力而做成的。 施加预应力的方法主要有：先张法、后张法。施加预应力的方法主要有：先张法、后张法。第二讲：土木工程材料与基本结构形式第二讲：土木工程材料与基本结构形式常用材料简介土木工程材料与基本结构形式3.53.5、钢、钢 应应用用于于工工程程结结构构的的钢钢材材，除除钢钢板板外外，还还有有各各种种型型钢钢：角角钢钢、槽钢、工字钢、冷弯型钢等。槽钢、工字钢、冷弯型钢等。 利用钢板和各种型钢通过连接可组成各种形状的截面。
13、利用钢板和各种型钢通过连接可组成各种形状的截面。第二讲：土木工程材料与基本结构形式第二讲：土木工程材料与基本结构形式常用材料简介土木工程材料与基本结构形式钢结构的主要优缺点：钢结构的主要优缺点： 主要优点：主要优点： （1 1）结构重量轻）结构重量轻 钢钢容容重重与与屈屈服服点点的的比比值值相相对对较较低低，钢钢结结构构构构件件截截面面较较小小，重重量量较较轻轻。一一般般为为钢钢筋筋混混凝凝土土结结构构的的1/2-1/51/2-1/5。特特别适用于大跨、超高、承载重的结构。别适用于大跨、超高、承载重的结构。 （2 2）结构性能好）结构性能好 钢钢材材塑塑性性、韧韧性性好好，变变形形能能力力强强
14、，计计算算准准确确性性好好，可可靠性高。靠性高。 （3 3）工业化程度高）工业化程度高 工业化程度高，施工精度好，劳动生产率高。工业化程度高，施工精度好，劳动生产率高。 （4 4）符合可持续发展要求）符合可持续发展要求 钢材可重复利用程度高，符合可持续发展要求。钢材可重复利用程度高，符合可持续发展要求。第二讲：土木工程材料与基本结构形式第二讲：土木工程材料与基本结构形式常用材料简介土木工程材料与基本结构形式 钢结构主要缺点：钢结构主要缺点： （1 1）耐火性差。）耐火性差。 钢结构在温度钢结构在温度250250以内性质变化很小，温度达到以内性质变化很小，温度达到300 300 以后，强度逐渐下
15、降，达到以后，强度逐渐下降，达到450450650 650 时，强度降为零。时，强度降为零。 （2 2）易锈蚀。）易锈蚀。 （3 3）价格较贵。）价格较贵。第二讲：土木工程材料与基本结构形式第二讲：土木工程材料与基本结构形式常用材料简介土木工程材料与基本结构形式3.63.6、木、木 1. 1.圆木圆木 直径常在直径常在120mm120mm以上，长度一般为以上，长度一般为9m9m以内。以内。 2. 2.方料方料 （1 1）大料：两面锯开及四面锯开。）大料：两面锯开及四面锯开。 （2 2）条料：四面锯平，厚度小于）条料：四面锯平，厚度小于100mm100mm，宽度小于厚度宽度小于厚度2 2倍。倍。
16、 （3 3）板料：厚度不大于）板料：厚度不大于100mm100mm，宽度大于厚度的，宽度大于厚度的2 2倍，其中倍，其中 厚度在厚度在35mm35mm以下的为薄板，大于以下的为薄板，大于35mm35mm的为厚板。的为厚板。第二讲：土木工程材料与基本结构形式第二讲：土木工程材料与基本结构形式常用材料简介土木工程材料与基本结构形式4 4、土木工程材料发展展望、土木工程材料发展展望4.1.4.1.墙体材料墙体材料 我我国国粘粘土土砖砖的的用用量量很很大大，墙墙体体材材料料产产值值约约占占建建材材工工业总产值的业总产值的1/31/3，但新墙体材料只占，但新墙体材料只占5 5左右。左右。 改革墙体材料势
17、在必行：改革墙体材料势在必行：v 利用工业废料，大力应用各种砌块。利用工业废料，大力应用各种砌块。v 适当扩大承重空心砖类型和孔洞率。适当扩大承重空心砖类型和孔洞率。v 大大力力发发展展各各种种功功能能型型环环保保复复合合墙墙体体材材料料。如如ALCALC、NALCNALC、FCLCFCLC墙板等。墙板等。 第二讲：土木工程材料与基本结构形式第二讲：土木工程材料与基本结构形式土木工程材料的发展土木工程材料与基本结构形式4.2.4.2.混凝土混凝土 混凝土应以混凝土应以“轻质、高强、高性能轻质、高强、高性能”作为主要发展方向。作为主要发展方向。 （1 1）提高结构混凝土的强度。）提高结构混凝土的
18、强度。 （2 2）发展轻混凝土。）发展轻混凝土。 （3 3）发展改性混凝土。）发展改性混凝土。 （4 4）广泛使用外加剂、合理使用掺和料。）广泛使用外加剂、合理使用掺和料。 （5 5）逐步改造混凝土生产工艺。）逐步改造混凝土生产工艺。 （6 6）大力提高混凝土质量。）大力提高混凝土质量。 （7 7）加强基础理论研究）加强基础理论研究 。第二讲：土木工程材料与基本结构形式第二讲：土木工程材料与基本结构形式土木工程材料的发展土木工程材料与基本结构形式4.3.4.3.预应力混凝土预应力混凝土 （1 1）应提高我国高强钢材的产量。）应提高我国高强钢材的产量。 20002000年年我我国国预预应应力力混
19、混凝凝土土产产量量达达25002500万万吨吨，需需高高强强度钢材度钢材8080万吨，与现有生产水平差距较大。万吨，与现有生产水平差距较大。 （2 2）应应提提高高预预应应力力基基本本工工艺艺水水平平，发发展展预预应应力力混混凝凝土土工工业业化化生产。生产。 （3 3）逐步建立完整、先进的构件制作、钢丝成束、穿束、）逐步建立完整、先进的构件制作、钢丝成束、穿束、 张拉、锚固和最后灌浆等工业体系。张拉、锚固和最后灌浆等工业体系。 （4 4）提高张拉和锚固能力。）提高张拉和锚固能力。 第二讲：土木工程材料与基本结构形式第二讲：土木工程材料与基本结构形式土木工程材料的发展土木工程材料与基本结构形式4
20、.4 4.4 金属材料金属材料 合金改性材料合金改性材料 耐候钢材耐候钢材 新型型材新型型材4.5 4.5 功能材料功能材料 隔热保温材料隔热保温材料 吸声材料吸声材料4.6 4.6 装饰材料装饰材料 环保材料环保材料4.7 4.7 智能材料智能材料 记忆合金记忆合金第二讲：土木工程材料与基本结构形式第二讲：土木工程材料与基本结构形式第二讲：土木工程材料与基本结构形式第二讲：土木工程材料与基本结构形式土木工程材料的发展土木工程材料与基本结构形式土木工程的基本结构形式土木工程的基本结构形式1 1 工程结构的基本元件工程结构的基本元件 工程结构的类型随着建筑材料与工程力学的进展工程结构的类型随着建
21、筑材料与工程力学的进展和人类生产与生活的需要而不断发展，由简单到复杂。和人类生产与生活的需要而不断发展，由简单到复杂。但其但其基本元件基本元件按其受力持点仍分成按其受力持点仍分成梁、板、柱、拱、梁、板、柱、拱、壳与索壳与索( (拉杆拉杆) )六大类。六大类。 这些基本元件可以单独作为结构使用，在多数情这些基本元件可以单独作为结构使用，在多数情况下常组合成多种多样的结构类型使用。况下常组合成多种多样的结构类型使用。 土木工程基本结构形式第二讲：土木工程材料与基本结构形式第二讲：土木工程材料与基本结构形式土木工程材料与基本结构形式2 2 工程结构的基本类型工程结构的基本类型 工程结构中常用的基本类
22、型有：工程结构中常用的基本类型有：v梁、板、柱梁、板、柱v桁架、网架结构桁架、网架结构v拱、壳体结构、折板结构拱、壳体结构、折板结构v悬索结构、悬吊结构悬索结构、悬吊结构v排架、框架、排架、框架、v剪力墙、筒体结构、板柱结构、墙板结构剪力墙、筒体结构、板柱结构、墙板结构v充气结构等。充气结构等。 第二讲：土木工程材料与基本结构形式第二讲：土木工程材料与基本结构形式工程结构的基本类型土木工程材料与基本结构形式v其它常用结构分类概念其它常用结构分类概念 工工程程结结构构按按其其构构成成的的形形式式可可分分为为实实体体结结构构与与组组合合结结构构两两大大类类。坝坝、桥桥墩墩、基基础础等等通通常常为为
23、实实体体结结构构，房房屋屋、桥桥梁、码头等通常由若干种元件组成，称为组合结构。梁、码头等通常由若干种元件组成，称为组合结构。 连连接接节节点点如如只只能能承承受受拉拉力力、压压力力的的，称称为为铰铰接接，同同时时能承受弯矩等其他力的，称为能承受弯矩等其他力的，称为刚接刚接或或半刚接半刚接。 若若组组成成的的结结构构与与其其所所受受之之外外力力，在在计计算算中中可可视视为为皆皆在在同同一一平平面面之之内内则则称称该该结结构构为为平平面面结结构构。若若组组成成的的结结构构承承受受不不在在同同一一平平面面内内的的外外力力，且且计计算算时时也也按按空空间间受受力力考考虑虑，则称该结构为则称该结构为空间
24、结构空间结构。第二讲：土木工程材料与基本结构形式第二讲：土木工程材料与基本结构形式工程结构的基本类型土木工程材料与基本结构形式3 基本结构简介3.1 3.1 板、梁板、梁 板板和和梁梁两两端端支支承承在在支支座座上上以以承承受受荷荷载载，板板和和梁梁主主要要承承受受弯弯矩矩，称称为为受受弯弯构构件件。板板和和梁梁在在荷荷载载下下各各截截面面内内将将产生弯矩产生弯矩M和剪力和剪力V，将产生弯曲变形（挠度）。将产生弯曲变形（挠度）。 第二讲：土木工程材料与基本结构形式第二讲：土木工程材料与基本结构形式基本结构简介土木工程材料与基本结构形式3.2 3.2 柱柱 柱柱承承受受的的荷荷载载可可能能是是轴
25、轴心心受受压压、偏偏心心受受压压、轴轴心心受受拉拉、偏偏心受拉等。心受拉等。 偏偏心心受受压压和和偏偏心心受受拉拉构构件件统称为偏心受力构件。统称为偏心受力构件。第二讲：土木工程材料与基本结构形式第二讲：土木工程材料与基本结构形式基本结构简介土木工程材料与基本结构形式3.3 3.3 拱拱 拱的形成拱的机理第二讲：土木工程材料与基本结构形式第二讲：土木工程材料与基本结构形式基本结构简介土木工程材料与基本结构形式3.4 3.4 桁架桁架(1).(1).铰接桁架铰接桁架 铰接桁架由很多三角形组成。铰接桁架由很多三角形组成。第二讲：土木工程材料与基本结构形式第二讲：土木工程材料与基本结构形式基本结构简
26、介土木工程材料与基本结构形式(2).(2).刚接桁架刚接桁架第二讲：土木工程材料与基本结构形式第二讲：土木工程材料与基本结构形式基本结构简介土木工程材料与基本结构形式3.5 3.5 框架框架 由梁或屋架和柱联接而成的结构称为框架。由梁或屋架和柱联接而成的结构称为框架。 框架节点有铰接和刚接，前者称为排架，后者称为刚架。框架节点有铰接和刚接，前者称为排架，后者称为刚架。(1).(1).排架排架第二讲：土木工程材料与基本结构形式第二讲：土木工程材料与基本结构形式基本结构简介土木工程材料与基本结构形式(2).(2).刚架刚架第二讲：土木工程材料与基本结构形式第二讲：土木工程材料与基本结构形式基本结构
27、简介土木工程材料与基本结构形式第二讲：土木工程材料与基本结构形式第二讲：土木工程材料与基本结构形式基本结构简介土木工程材料与基本结构形式第二讲：土木工程材料与基本结构形式第二讲：土木工程材料与基本结构形式基本结构简介土木工程材料与基本结构形式3.6 剪力墙 剪力墙 (shear wall) 也称抗风墙或抗震墙，房屋或构筑物中主要承受风或地震产生的水平力的墙体，一般用钢筋混凝土做成。 分类 ：剪力墙包括平面剪力墙和筒体剪力墙两大类。第二讲：土木工程材料与基本结构形式第二讲：土木工程材料与基本结构形式第二讲：土木工程材料与基本结构形式第二讲：土木工程材料与基本结构形式第二讲：土木工程材料与基本结构
28、形式第二讲：土木工程材料与基本结构形式第二讲：土木工程材料与基本结构形式第二讲：土木工程材料与基本结构形式基本结构简介土木工程材料与基本结构形式3.7 3.7 网架结构网架结构 (spatial grid structure) (spatial grid structure) 由由多多根根杆杆件件按按照照一一定定的的网网格格形形式式通通过过节节点点连连结结而而成成的的空空间间结结构构。具具有有空空间间受受力力、重重量量轻轻、刚刚度度大大、抗抗震震性性能能好好等等优优点点；可可用用作作体体育育馆馆、影影剧剧院院、展展览览厅厅、候候车车厅厅、体体育育场场看看台台雨雨篷篷、飞飞机机库库、双双向向大大
29、柱柱距距车车间间等等建建筑筑的的屋屋盖盖。缺缺点点是是汇汇交交于节点上的杆件数量较多，制作安装较平面结构复杂。于节点上的杆件数量较多，制作安装较平面结构复杂。 分分类类 网网架架结结构构根根据据外外形形不不同同，可可分分为为双双层层的的板板型型网网架架结结构构、单单层层和和双双层层的的壳壳型型网网架架结结构构。板板型型网网架架和和双双层层壳壳型型网网架架的的杆杆件件分分为为上上弦弦秆秆、下下弦弦杆杆和和腹腹杆杆，主主要要承承受受拉拉力力和和压压力力。单层壳型网架杆件除承受拉力外，还承受弯矩和剪力。单层壳型网架杆件除承受拉力外，还承受弯矩和剪力。第二讲：土木工程材料与基本结构形式第二讲：土木工程
30、材料与基本结构形式第二讲：土木工程材料与基本结构形式第二讲：土木工程材料与基本结构形式基本结构简介土木工程材料与基本结构形式第二讲：土木工程材料与基本结构形式第二讲：土木工程材料与基本结构形式基本结构简介土木工程材料与基本结构形式大跨度干煤棚网壳结构 第二讲：土木工程材料与基本结构形式第二讲：土木工程材料与基本结构形式第二讲：土木工程材料与基本结构形式第二讲：土木工程材料与基本结构形式基本结构简介土木工程材料与基本结构形式3.8 3.8 壳体结构壳体结构 (shell structure) (shell structure) 由由曲曲面面形形板板与与边边缘缘构构件件( (梁梁、拱拱或或桁桁架架
31、) )组组成成的的空空间间结结构构，具具有有很很好好的的空空间间传传力力性性能能，能能以以较较小小的的构构件件厚厚度度形形成成承承载载能能力力高高、刚刚度度大大的的承承重重结结构构，能能覆覆盖盖或或围围护护大大跨跨度度的的空空间间而而不不需需中中间间支支柱柱，能能兼兼具具承承重重和和围围护护的的双双重重作作用用，从从而而节节约约结结构构材材料料。壳壳体体结结构构可可做做成成各各种种形形状状，以以适适应应工工程程造造形形的的需需要要，广广泛泛用用于于工工程程结结构构中中。如如大大跨跨度度建建筑筑物物顶顶盖盖、各各种种工工业业用用管管道道、压压力力容容器器与与冷冷却却塔塔、反反应应堆堆安安全全壳壳
32、、无无线线电电塔塔、贮贮液液罐罐等等。工工程程结结构构中中采采用用的的壳壳体体多多由由钢筋混凝土做成。也可用钢、木、石、砖或玻璃钢做成。钢筋混凝土做成。也可用钢、木、石、砖或玻璃钢做成。 分分类类 壳壳体体的的种种类类很很多多，多多根根据据曲曲面面的的几几何何特特性性( (即即两两个个万万间间主主曲曲率率k1k1、k2k2的的乘乘积积K K，称称为为高高斯斯曲曲率率) )进进行行分分类类。当当k1k1、k2k2同同号号时时，K K为为正正值值，称称正正面面斯斯曲曲率率壳壳；当当k1k1、k2k2异异号号时时，K K为为负负值值，称称负负高高斯斯曲曲率率壳壳；当当k1k1和和k2k2中中有有个个
33、为为零零时时，K K为为零零，称称零零高高斯斯曲曲率率壳壳；此此外外，尚尚有有混混合合型型曲曲率率壳壳，即即一一个个壳壳体体内内兼兼有有正正、负负高高斯斯曲率部分。曲率部分。第二讲：土木工程材料与基本结构形式第二讲：土木工程材料与基本结构形式第二讲：土木工程材料与基本结构形式第二讲：土木工程材料与基本结构形式基本结构简介土木工程材料与基本结构形式新石器时代新石器时代第二讲：土木工程材料与基本结构形式第二讲：土木工程材料与基本结构形式基本结构简介土木工程材料与基本结构形式3.9 3.9 悬吊结构悬吊结构 (suspended structure ) (suspended structure )
34、楼楼面面荷荷载载通通过过吊吊索索或或吊吊杆杆传传递递到到固固定定在在筒筒体体或或柱柱上上的的水水平平悬悬吊吊粱粱或或桁桁架架上上，并并通通过过筒筒体体或或柱柱传传递递到到基基础础的的结结构构体体系系。悬悬吊吊结结构构的的水水平平荷荷载载也也由由筒筒体体或或柱柱承承受受。悬悬吊吊结结构构的的造造型型新新颖颖，建建筑筑功功能能多多样样，能能充充分分利利用用钢钢材材或或预预应应力力混混凝凝土土的的受受拉拉工工作作性性能能；但但支支承承受受力力较较大大，对对地地基基础的要求较高。基基础的要求较高。 分分类类：根根据据支支承承情情况况可可分分为为中中心心筒筒体体支支承承、框框架架支支承、巨型结构支承等多
35、种。承、巨型结构支承等多种。第二讲：土木工程材料与基本结构形式第二讲：土木工程材料与基本结构形式第二讲：土木工程材料与基本结构形式第二讲：土木工程材料与基本结构形式第二讲：土木工程材料与基本结构形式第二讲：土木工程材料与基本结构形式第二讲：土木工程材料与基本结构形式第二讲：土木工程材料与基本结构形式第二讲：土木工程材料与基本结构形式第二讲：土木工程材料与基本结构形式基本结构简介土木工程材料与基本结构形式第二讲：土木工程材料与基本结构形式第二讲：土木工程材料与基本结构形式第二讲：土木工程材料与基本结构形式第二讲：土木工程材料与基本结构形式基本结构简介土木工程材料与基本结构形式3.10 3.10
36、充气结构充气结构 (pneumatic structure) (pneumatic structure) 用用薄薄膜膜材材料料制制成成的的构构件件充充入入空空气气后后而而形形成成的的结结构构。充充气气结结构构于于2020世世纪纪4040年年代代开开始始应应用用，可可作作为为体体育育场场、展展览览厅厅、仓仓库库、战战地地医医院院等等。特特别别适适宜宜于于轻轻便便流流动动的的临临时时性性建建筑筑和和半半永永久久性性建建筑筑。充充气气结结构构具具有有重重量量轻轻、跨跨度度大大、构构造造简简单单、施施工工方方便便、建建筑筑造造型型灵灵活活等等优优点点；其其缺缺点点是是隔隔热热性性、防防火火性性较较差差
37、，且且有有漏漏气气问问题题需需要要持持续供气。续供气。 充充气气结结构构主主要要有有气气承承式式和和气气囊囊式式两两种种结结构构形形式式。气气承承式式结结构构是是直直接接用用单单层层薄薄膜膜作作为为屋屋面面和和外外围围护护，将将周周边边锚锚固固在在圈圈梁梁或或地地梁梁上上，充充气气后后形形成成圆圆筒筒状状、球球状状或或其其他他形形状状的的建建筑筑物物。室室内内气气压压为为室室外外气气压压的的1.001-1.0031.001-1.003倍倍。人人和和物物通通过过气气锁锁出出入入口口进进出出。为为减减小小薄薄膜膜拉拉力力、增增大大结结构构跨跨度度，气气承承式式结结构构薄薄膜膜上上面面可可设设置置钢钢索索网网。气气囊囊式式结结构构是是将将空空气气充充入入由由薄薄膜膜制制成成的的气气囊囊，形形成成柱柱、梁梁、拱拱、板板、壳壳等等基基本本构构件件，再再将将这这些些构构件件连连接接成成结结构构。气气囊囊中中气气压压为为外外部气压的部气压的2-72-7倍，是一种高压体系。倍，是一种高压体系。第二讲：土木工程材料与基本结构形式第二讲：土木工程材料与基本结构形式基本结构简介土木工程材料与基本结构形式英国格林威治千年穹顶第二讲：土木工程材料与基本结构形式第二讲：土木工程材料与基本结构形式土木工程材料与基本结构形式
