建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)第1章緒論

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1、第1章 緒論,1.1 建筑結(jié)構(gòu)的基本概念,建筑一般是指建筑物和構(gòu)筑物的通稱。建筑物是供人們?cè)谄渲袕氖律a(chǎn)、生活和進(jìn)行各種社會(huì)活動(dòng)的房屋或場(chǎng)所；構(gòu)筑物是僅僅為滿足生產(chǎn)、生活的某一方面需要而建造的工程設(shè)施。,1、建筑的定義,1,注： “作用” 能使結(jié)構(gòu)或構(gòu)件產(chǎn)生效應(yīng)（內(nèi)力、變形、裂縫等）的各種原因的總稱。,2、建筑結(jié)構(gòu)的定義,建筑結(jié)構(gòu)（結(jié)構(gòu)） 建筑中由若干構(gòu)件連接而成的能承受作用的平面或空間體系。,直接作用 即荷載：如結(jié)構(gòu)自重、人群荷載、風(fēng) 荷載等；,作 用 分 為,間接作用：如地震、基礎(chǔ)沉降、溫度變化等。,,2,,1.1.1 按所用材料分類,3,,一、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),混凝土結(jié)構(gòu),素混凝土結(jié)構(gòu)

2、,鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu),4,1）就地取材； 2）耐久性好； 3）整體性好； 4）可模性好； 5）耐火性好。,1）自重大； 2）抗裂性能差； 3）現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)模板用量大； 4）工期長(zhǎng)。,鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),主要優(yōu)點(diǎn)：,主要缺點(diǎn)：,5,由塊體（磚、石材、砌塊）和砂漿砌筑而成的墻、柱作為建筑物主要受力構(gòu)件的結(jié)構(gòu)稱為砌體結(jié)構(gòu)。,二、 砌體結(jié)構(gòu),6,7,主要優(yōu)點(diǎn)： 1）取材方便，造價(jià)低廉； 2）具有良好的耐火性及耐久性； 3）具有良好的保溫、隔熱、隔音性能，節(jié)能效果好； 4）施工簡(jiǎn)單，技術(shù)容易掌握和普及，也不需要特殊 的設(shè)備。 主要缺點(diǎn)： 自重大，強(qiáng)度低，整體性差，砌筑工作強(qiáng)度大。,8,以鋼

3、材為主制作的結(jié)構(gòu) 。,三、 鋼結(jié)構(gòu),9,10,11,主要優(yōu)點(diǎn)： 1）材料強(qiáng)度高，自重輕，塑性和韌性好，材質(zhì)均勻； 2）便于工廠生產(chǎn)和機(jī)械化施工，便于拆卸，施工工期短； 3）具有優(yōu)越的抗震性能； 4）無(wú)污染、可再生、節(jié)能、安全，符合建筑可持續(xù)發(fā)展的 原則，可以說(shuō)鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展是21世紀(jì)建筑文明的體現(xiàn)。,主要缺點(diǎn)： 易腐蝕，需經(jīng)常油漆維護(hù)，故維護(hù)費(fèi)用較高；鋼結(jié)構(gòu)的耐火性差，當(dāng)溫度達(dá)到250時(shí)，鋼結(jié)構(gòu)的材質(zhì)將會(huì)發(fā)生較大變化；當(dāng)溫度達(dá)到500時(shí)，結(jié)構(gòu)會(huì)瞬間崩潰，完全喪失承載能力。,12,指全部或大部分用木材制作的結(jié)構(gòu)。,,四、木結(jié)構(gòu),13,14,15,16,17,主要優(yōu)點(diǎn)： 易于就地取材，制作簡(jiǎn)單。

4、 主要缺點(diǎn)： 易燃、易腐蝕、變形大，并且木材使用受到 國(guó)家嚴(yán)格限制。,18,1.1.2 按承重結(jié)構(gòu)形式分類,一、磚混結(jié)構(gòu),磚混結(jié)構(gòu)是指由砌體結(jié)構(gòu)構(gòu)件和其他材料制成的構(gòu)件所組成的結(jié)構(gòu)。其豎向承重構(gòu)件采用磚墻、磚柱，水平承重構(gòu)件采用鋼筋混凝土梁、板。,由于磚混結(jié)構(gòu)具有就地取材、施工方便、造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于六層以下的住宅、辦公、教學(xué)樓以及跨度小的單層工業(yè)廠房中。,19,20,二、框架結(jié)構(gòu),框架結(jié)構(gòu)是以梁、柱為主的承重骨架組成的結(jié)構(gòu)。多以鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)為主。,框架結(jié)構(gòu)具有建筑平面布置靈活的特點(diǎn)，容易滿足生產(chǎn)工藝和使用的要求。它既可以滿足大空間的商場(chǎng)、生產(chǎn)車間等的要求，也可用于住宅、辦公樓、

5、醫(yī)院和學(xué)校建筑。 框架結(jié)構(gòu)比磚混結(jié)構(gòu)具有較高的強(qiáng)度，較好的延性和整體性，因此其抗震性能較好。但框架結(jié)構(gòu)超過(guò)一定高度后，其側(cè)向剛度將明顯減小，這是在水平荷載作用下，其側(cè)向位移較大。因此，框架結(jié)構(gòu)多用于15層以下建筑。,21,22,三、框架--剪力墻結(jié)構(gòu),框架剪力墻結(jié)構(gòu)是在框架縱、橫向的適當(dāng)位置，在柱與柱之間設(shè)置幾道一定厚度的鋼筋混凝土墻體而成的。由于這種結(jié)構(gòu)中的剪力墻平面內(nèi)的側(cè)向剛度比框架的側(cè)向剛度大的多，所以，在水平荷載作用下產(chǎn)生的剪力主要由剪力墻來(lái)承受，豎向荷載主要由框架承擔(dān)，較好地充分發(fā)揮了剪力墻和框架的各自優(yōu)點(diǎn)，在高層建筑中采用框架--剪力墻結(jié)構(gòu)比框架結(jié)構(gòu)更經(jīng)濟(jì)合理。,23,24,四、

6、剪力墻結(jié)構(gòu),剪力墻結(jié)構(gòu)是由縱、橫向的鋼筋混凝土墻所組成的結(jié)構(gòu)，這種墻體除抵抗水平荷載和豎向荷載作用外，還可對(duì)房屋起維護(hù)和分割作用。剪力墻結(jié)構(gòu)的墻體較多，側(cè)向剛度大，適應(yīng)于高層住宅的建筑。,25,五、筒體結(jié)構(gòu),筒體結(jié)構(gòu)是用鋼筋混凝土墻圍成側(cè)向剛度很大的筒體，為了滿足采光的要求，在筒壁上開有孔洞，稱為空腹筒或框筒。當(dāng)建筑物高度更高，側(cè)向剛度要求更大時(shí)，可采用筒中筒結(jié)構(gòu)。筒中筒結(jié)構(gòu)由空腹外筒和實(shí)腹內(nèi)筒組成，內(nèi)外筒之間用剛度很大的樓板相聯(lián)系，使之共同工作，形成一個(gè)空間結(jié)構(gòu)。 筒體結(jié)構(gòu)多應(yīng)用于高層和超高層建筑物，如酒店、通訊大樓等。,26,27,六、大跨結(jié)構(gòu),大跨結(jié)構(gòu)通常采用鋼筋混凝土柱作為豎向承重結(jié)

7、構(gòu)，屋蓋采用網(wǎng)架、薄殼或懸索結(jié)構(gòu)。主要應(yīng)用于體育館、鐵路及航空港等公共建筑。,28,1.2 建筑結(jié)構(gòu)的歷史和發(fā)展趨勢(shì),一、建筑結(jié)構(gòu)的歷史,仰韶文化遺址,趙州橋,萬(wàn)里長(zhǎng)城,古代：,29,應(yīng)縣木塔,埃及金字塔,羅馬斗獸場(chǎng),30,31,,,,,,目 錄,雙子塔（450m）,平壤柳京飯店（305）,迪拜塔（828m）,現(xiàn)代：,31,32,,,,,,目 錄,上海環(huán)球金融中心 （492m）,上海金茂大廈 （420.5m）,32,33,,,,,,目 錄,英國(guó)亨伯鋼索橋（1410.8m）,日本明石海峽大橋（1991m）,33,東方明珠塔,北京西客站,上海證券大廈,34,35,,,,,,目 錄,二、建筑結(jié)構(gòu)發(fā)展

8、趨勢(shì),1、理論方面,建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及計(jì)算理論方面，先憑經(jīng)驗(yàn)估算構(gòu)件截面，在我國(guó)建國(guó)初期采用容許應(yīng)力法確定截面。到20世紀(jì)70年代，采用破損極限狀態(tài)法設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件。80年代發(fā)展為多系數(shù)考慮單一系數(shù)表達(dá)的半概率極限狀態(tài)法，80年代末引用了近似概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法。到本世紀(jì)初，又全面進(jìn)行修訂成現(xiàn)行使用的一套規(guī)范體系。,35,2、材料的發(fā)展趨勢(shì)：,（1）混凝土結(jié)構(gòu)材料向輕、強(qiáng)、新、復(fù)發(fā)展；,（2）高強(qiáng)鋼筋快速發(fā)展應(yīng)用；,（3）砌體材料向輕、強(qiáng)發(fā)展；,（4）鋼結(jié)構(gòu)材料向高效能方向發(fā)展。,（1）大跨結(jié)構(gòu)向空間鋼網(wǎng)架、懸索結(jié)構(gòu)、薄殼結(jié)構(gòu)方向發(fā)展；,（2）組合結(jié)構(gòu)發(fā)展很快；（勁性鋼筋混凝土、鋼管混凝土、型鋼混凝土

9、、外鋼框架-內(nèi)核心筒等）,（3）高層砌體結(jié)構(gòu)已開始應(yīng)用。（磚墻-核心筒、預(yù)應(yīng)力砌體等）,3、結(jié)構(gòu)的發(fā)展趨勢(shì)：,36,（1）工業(yè)廠房及多層住宅正在向工業(yè)化方向發(fā)展，建筑構(gòu)件的定型化、標(biāo)準(zhǔn)化大大加快建筑結(jié)構(gòu)工業(yè)化進(jìn)程。 （2）在高層建筑中，施工方法也有了很大的改進(jìn)，大模板滑模等施工方法已得到大量的推廣與應(yīng)用 。,三、建筑結(jié)構(gòu)的施工工藝,37,1.3 本課程的任務(wù)和學(xué)習(xí)方法,一、本課程的主要內(nèi)容及任務(wù),1.鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),主要講述混凝土、鋼材的基本力學(xué)性質(zhì)，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)按概率極限狀態(tài)的設(shè)計(jì)方法，鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的計(jì)算和一般構(gòu)造要求。,學(xué)完鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)后，能進(jìn)行一般工業(yè)與民用房屋結(jié)

10、構(gòu)構(gòu)件的選型與計(jì)算和繪制施工圖；了解混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件一般構(gòu)造要求。,38,2.砌體結(jié)構(gòu),主要講述砌體結(jié)構(gòu)的基本計(jì)算原理、材料的力學(xué)性質(zhì)、砌體結(jié)構(gòu)構(gòu)件及磚混結(jié)構(gòu)房屋的設(shè)計(jì)與計(jì)算。,學(xué)完砌體結(jié)構(gòu)后，能進(jìn)行單層及多層磚混結(jié)構(gòu)房屋的受力分析及計(jì)算，了解砌體結(jié)構(gòu)構(gòu)件一般構(gòu)造要求。,3.鋼結(jié)構(gòu),講述鋼結(jié)構(gòu)計(jì)算的基本原理，材料的受力性能。,通過(guò)學(xué)習(xí)，了解鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的連接與計(jì)算，了解鋼屋蓋的構(gòu)造。,39,4.建筑結(jié)構(gòu)抗震,講述地震的基本知識(shí)和地震對(duì)建筑物的影響，以及常見建筑抗震驗(yàn)算和抗震構(gòu)造措施。,通過(guò)學(xué)習(xí)，了解地震的基本知識(shí)和常見建筑抗震驗(yàn)算和抗震構(gòu)造措施。,40,二、本課程的學(xué)習(xí)方法,本課程與工程實(shí)踐聯(lián)系密切，在學(xué)習(xí)時(shí)要特別注意理論聯(lián)系實(shí)際，注意公式的適用范圍，同時(shí)要抓住重點(diǎn)，弄清基本概念，掌握基本計(jì)算原理，做好復(fù)習(xí)總結(jié)。,41,