建筑结构概论.pptx

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1、建筑结构分类建筑结构分类 建筑结构建筑结构 由若干构件连接而成的能承受建筑物上各种作用由若干构件连接而成的能承受建筑物上各种作用由若干构件连接而成的能承受建筑物上各种作用由若干构件连接而成的能承受建筑物上各种作用的平面或空间体系（骨架体系）。的平面或空间体系（骨架体系）。的平面或空间体系（骨架体系）。的平面或空间体系（骨架体系）。一、建筑结构的概念及分类绪绪 论论一、建筑结构的概念及分类一、建筑结构的概念及分类*作用作用 使结构或构件产生效应（内力、变形、裂缝）的使结构或构件产生效应（内力、变形、裂缝）的使结构或构件产生效应（内力、变形、裂缝）的使结构或构件产生效应（内力、变形、裂缝）的各种原

2、因的总称。各种原因的总称。各种原因的总称。各种原因的总称。作用作用分类分类间接作用：间接作用：直接作用：直接作用：指施加在结构上的集中力或分布力系即指施加在结构上的集中力或分布力系即荷载。荷载。指引起结构外加变形或约束变形的原因。指引起结构外加变形或约束变形的原因。如混凝土的收缩、温度变化、基础沉降差、地震等如混凝土的收缩、温度变化、基础沉降差、地震等第1页/共26页第2页/共26页建筑结构建筑结构应用最广泛应用最广泛混凝土结构混凝土结构砌体结构砌体结构钢结构钢结构木结构木结构（一）（一）建筑结构按建造材料的不同分类第3页/共26页概概 论论一、建筑结构的概念及分类一、建筑结构的概念及分类1.

3、混凝土结构混凝土结构混凝土结构混凝土结构 混混凝凝土土是是人人工工石石材材，它它由由石石子子、砂砂粒粒、水水泥泥、外外加加剂剂和和水水按按一一定定比比例例拌拌合合而而成成，简简称称“砼砼”。混混凝凝土土材材料料像像天天然然石石材材一一样样，承承受受压压力力的的能能力力很很强强，但但抵抵抗抗拉拉力力的的能能力力却却很很弱弱。而而钢钢材材则则不不然然，其其抗抗压压和和抗抗拉拉的的能能力力都都很很强强。于于是是，人人们们利利用用两两种种材材料料各各自自的的特特点点，把把它它们们有有机机地地结结合合在在一一起起共共同同工工作作，形形成成了了用用于于工工程程实实际际的的以以混混凝凝土土为为主主制制作作的

4、的结结构构（Concrete Structure）。第4页/共26页概概 论论一、建筑结构的概念及分类一、建筑结构的概念及分类2.砌体结构砌体结构砌体结构砌体结构 由块体（砖、石材、各种砌块）和砂浆砌筑而成由块体（砖、石材、各种砌块）和砂浆砌筑而成的墙、柱作为建筑物主要受力构件的结构，包括砖的墙、柱作为建筑物主要受力构件的结构，包括砖砌体结构、石砌体结构和砌块砌体结构。砌体结构、石砌体结构和砌块砌体结构。3.钢结构钢结构钢结构钢结构 以钢材为主制作的结构。以钢材为主制作的结构。4.木结构木结构木结构木结构 全部或大部分用木材制作的结构。全部或大部分用木材制作的结构。素素混混凝凝土土结结构构、钢

5、钢筋筋混混凝凝土土结结构构（Reinforced Reinforced Concrete Concrete StructureStructure，也也可可简简称称RCRC）、预预应应力力混混凝凝土土结结构构（Prestresed Prestresed ConcreteConcrete，也也简简称称PCPC）和和钢钢管管混混凝凝土土结构、钢骨混凝土结构、纤维混凝土结构等。结构、钢骨混凝土结构、纤维混凝土结构等。土木工程中常用的砼结构主要包括土木工程中常用的砼结构主要包括:第5页/共26页1.混合结构体系混合结构体系 主要承重构件由不同的材料组成的房屋。如房屋主要承重构件由不同的材料组成的房屋。如

6、房屋主要承重构件由不同的材料组成的房屋。如房屋主要承重构件由不同的材料组成的房屋。如房屋的楼盖和屋盖采用钢筋混凝土结构（或木结构），的楼盖和屋盖采用钢筋混凝土结构（或木结构），的楼盖和屋盖采用钢筋混凝土结构（或木结构），的楼盖和屋盖采用钢筋混凝土结构（或木结构），而墙、柱基础等竖向承重构件采用砌体材料。而墙、柱基础等竖向承重构件采用砌体材料。而墙、柱基础等竖向承重构件采用砌体材料。而墙、柱基础等竖向承重构件采用砌体材料。（二）多高层（二）多高层建筑结构按承重结构类型的不同分类概概 论论一、建筑结构的概念及分类一、建筑结构的概念及分类结构布置方案结构布置方案纵横墙承重方案纵横墙承重方案内框架承重

7、方案内框架承重方案横墙承重方案横墙承重方案纵墙承重方案纵墙承重方案第6页/共26页砌体结构横墙承重方案砌体结构横墙承重方案砌体结构纵墙承重方案砌体结构纵墙承重方案砌体结构纵横墙承重方案砌体结构纵横墙承重方案砌体结构内框架方案砌体结构内框架方案第7页/共26页2.框架结构体系框架结构体系框架结构体系框架结构体系 以由钢筋混凝土梁、柱组成的框架作为竖向承重以由钢筋混凝土梁、柱组成的框架作为竖向承重以由钢筋混凝土梁、柱组成的框架作为竖向承重以由钢筋混凝土梁、柱组成的框架作为竖向承重和抗水平作用的结构体系。和抗水平作用的结构体系。和抗水平作用的结构体系。和抗水平作用的结构体系。概概 论论一、建筑结构的

8、概念及分类一、建筑结构的概念及分类 优点：优点：优点：优点：建筑室内空间布置灵活，平面和立面变化丰富。建筑室内空间布置灵活，平面和立面变化丰富。缺点缺点缺点缺点：在水平荷载作用下，结构的侧向刚度较小，水平位在水平荷载作用下，结构的侧向刚度较小，水平位移较大，故称其为柔性结构体系。框架结构抗震性能较差，移较大，故称其为柔性结构体系。框架结构抗震性能较差，适用于非抗震设计、层数较少、适用于非抗震设计、层数较少、建造高度不超过建造高度不超过60m60m的建筑中。的建筑中。第8页/共26页 利用建筑物的钢筋混凝土墙体作为抗侧力构件并利用建筑物的钢筋混凝土墙体作为抗侧力构件并利用建筑物的钢筋混凝土墙体作

9、为抗侧力构件并利用建筑物的钢筋混凝土墙体作为抗侧力构件并同时承受竖向荷载的结构体系。同时承受竖向荷载的结构体系。同时承受竖向荷载的结构体系。同时承受竖向荷载的结构体系。概概 论论一、建筑结构的概念及分类一、建筑结构的概念及分类 优点：优点：优点：优点：结构整体性好，刚度大、抗侧力性能好，同时抗震结构整体性好，刚度大、抗侧力性能好，同时抗震性能也较好。适宜于建造高层建筑，一般在性能也较好。适宜于建造高层建筑，一般在10104040层范围内层范围内都可采用，在都可采用，在20203030层的房屋中应用较为泛。层的房屋中应用较为泛。缺点：缺点：缺点：缺点：剪力墙间距太小剪力墙间距太小(3(38m)8

10、m)，平面布置往往受到限制而不够灵活。平面布置往往受到限制而不够灵活。3.剪力墙结构体系剪力墙结构体系第9页/共26页 在框架结构中布置一定数量的剪力墙可以组成框在框架结构中布置一定数量的剪力墙可以组成框在框架结构中布置一定数量的剪力墙可以组成框在框架结构中布置一定数量的剪力墙可以组成框架架架架剪力墙结构，竖向荷载主要由框架承受，水平剪力墙结构，竖向荷载主要由框架承受，水平剪力墙结构，竖向荷载主要由框架承受，水平剪力墙结构，竖向荷载主要由框架承受，水平荷载主要由剪力墙承受。荷载主要由剪力墙承受。荷载主要由剪力墙承受。荷载主要由剪力墙承受。概概 论论一、建筑结构的概念及分类一、建筑结构的概念及分

11、类 优点：优点：优点：优点：既有框架结构布置灵活、使用方便的优点，又有较既有框架结构布置灵活、使用方便的优点，又有较大的刚度和较强的抗震能力，大的刚度和较强的抗震能力，因而广泛地应用于高层办公因而广泛地应用于高层办公楼及宾馆建筑。楼及宾馆建筑。4.框架框架-剪力墙结构体系剪力墙结构体系第10页/共26页 由剪力墙或密柱框架组成的筒体具有很大的空间由剪力墙或密柱框架组成的筒体具有很大的空间由剪力墙或密柱框架组成的筒体具有很大的空间由剪力墙或密柱框架组成的筒体具有很大的空间刚度和抗侧、抗扭能力，用于承受水平荷载。筒体刚度和抗侧、抗扭能力，用于承受水平荷载。筒体刚度和抗侧、抗扭能力，用于承受水平荷载

12、。筒体刚度和抗侧、抗扭能力，用于承受水平荷载。筒体有如以楼板作为刚性隔板加劲的箱形截面竖向悬臂有如以楼板作为刚性隔板加劲的箱形截面竖向悬臂有如以楼板作为刚性隔板加劲的箱形截面竖向悬臂有如以楼板作为刚性隔板加劲的箱形截面竖向悬臂梁梁梁梁 。概概 论论一、建筑结构的概念及分类一、建筑结构的概念及分类5.筒体结构体系筒体结构体系(a)框架框架筒体结构筒体结构(b)筒中筒结构筒中筒结构(c)多重筒结构多重筒结构(d)成束筒结构成束筒结构 适用于层数超过适用于层数超过40405050层时的超高层建筑。层时的超高层建筑。第11页/共26页结构体系结构体系 框架框架 剪力墙剪力墙 框架剪力墙框架剪力墙 框架

13、筒体框架筒体 框筒框筒筒中筒筒中筒适用层数适用层数 101015 15 10103030101020 20 101040 40 404050 50 40406060可建层数可建层数 2020404025 25 50 50 555575 75 各种结构体系的适用层数和可建层数各种结构体系的适用层数和可建层数概概 论论一、建筑结构的概念及分类一、建筑结构的概念及分类第12页/共26页单层大跨度建筑屋盖结构型式单层大跨度建筑屋盖结构型式单层大跨度建筑屋盖结构型式单层大跨度建筑屋盖结构型式 平面结构 由一些强度不大的纵向构件将平面结构连接起来构成 纵向构件层层重复传递荷载，并不分担荷载 梁式，框架式和

14、拱式结构 空间结构 加强连接平面结构的纵向构件以形成一个整体结构，共同承载 克服荷载层层重复传递，经济性好，整体刚度大，抗震性能好 悬索结构，网架和网壳结构第13页/共26页平面结构体系平面结构体系排架结构排架结构刚架结构刚架结构拱结构拱结构空间结构体系空间结构体系薄壳结构薄壳结构网架结构网架结构悬索结构悬索结构第14页/共26页第15页/共26页第16页/共26页水平梁和框架一起承受悬索拉力斜拉索将悬索拉力拉向地锚水平梁承受悬索拉力悬索直接锚挂于框架第17页/共26页下凹双曲率碟形屋面不便于排水，最大的碟形屋面：美国阿拉美达比赛馆，跨径128m(1967)伞形屋面最大的伞形屋面：前苏联伊利姆

15、斯克汽车库，跨径206m两向索正交布置屋面板规格统一边缘构件弯矩大于幅射式布置第18页/共26页第19页/共26页受力特点（三）（三）钢筋混凝土结构的主要特点绪绪 论论一、建筑结构的概念及分类一、建筑结构的概念及分类 如如下下图图a a所所示示简简支支梁梁受受弯弯后后，截截面面中中和和轴轴以以上上部部分分受受压压，以以下下部部分分受受拉拉。如如该该梁梁由由素素砼砼构构成成，则则由由于于砼砼的的抗抗拉拉强强度度很很小小，梁梁的的下下部部会会在在较较小小的的荷荷载载作作用用下下开开裂裂，在在荷荷载载持持续续作作用用下下，裂裂缝缝随随即即急急速速上上升升，导导致致梁梁骤骤然然脆脆断断，此此时时梁梁上

16、上部部砼砼的的抗抗压压强强度度还还未未充充分分利利用用。若若在在梁梁的的下下部部受受拉拉区区配配置置适适量量的的钢钢筋筋，当当受受拉拉区区砼砼开开裂裂后后，中中和和轴轴以以下下拉拉区区的的拉拉力力主主要要由由钢钢筋筋承承受受，中中和和轴轴以以上上受受压压区区的的压压应应力力仍仍由由砼砼承承受受，与与素素砼砼梁梁不不同同，此此时时荷荷载载仍仍可可以以继继续续增增加加，直直到到受受拉拉钢钢筋筋应应力力达达到到屈屈服服强强度度，随随着着荷荷载载的的进进一一步步增增加加，上上部部受受压压区区的的砼砼也也被被压压碎碎，梁梁才才破破坏坏(图图b)b)。这这样样，砼砼的的抗抗压压能能力力和和钢钢筋筋的的抗抗

17、拉拉能能力力都都得得到到充充分分的的利利用用，于于是是就就较较大幅度地提高了梁的承载能力。大幅度地提高了梁的承载能力。受拉区受压区中和轴 受拉钢筋受拉钢筋第20页/共26页 混混凝凝土土结结构构除除了了能能较较合合理理地地应应用用钢钢筋筋和和砼砼两种材料的性能外，还有下列一些优点：两种材料的性能外，还有下列一些优点：绪绪 论论一、建筑结构的概念及分类一、建筑结构的概念及分类优点 可模性好：可模性好：可模性好：可模性好：砼可根据需要浇筑成各种性质和尺砼可根据需要浇筑成各种性质和尺寸，适用于各种形状复杂的结构（空间薄壳、箱形寸，适用于各种形状复杂的结构（空间薄壳、箱形结构等。结构等。耐久性和耐火性

18、较好，维护费用低：耐久性和耐火性较好，维护费用低：耐久性和耐火性较好，维护费用低：耐久性和耐火性较好，维护费用低：砼的强度砼的强度随龄期而增长，砼保护层包裹钢筋，使钢筋不易锈随龄期而增长，砼保护层包裹钢筋，使钢筋不易锈蚀，故只要保护层厚度适当，其耐久性较好。若处蚀，故只要保护层厚度适当，其耐久性较好。若处于侵蚀性环境，还可适当选用水泥品种及外加剂，于侵蚀性环境，还可适当选用水泥品种及外加剂，增大保护层厚度，就能满足工程要求；砼是不良热增大保护层厚度，就能满足工程要求；砼是不良热导体，导体，30mm30mm厚混凝土保护层厚混凝土保护层可耐火可耐火2 2小时小时，使钢筋使钢筋不致因升温过快而丧失强

19、度。不致因升温过快而丧失强度。第21页/共26页易于就地取材：易于就地取材：易于就地取材：易于就地取材：混凝土所用的大量砂、石，易于混凝土所用的大量砂、石，易于就地取材，并可采用工业废料制成人工骨料，或作就地取材，并可采用工业废料制成人工骨料，或作为水泥的外加成分，改善混凝土的性能。为水泥的外加成分，改善混凝土的性能。绪绪 论论一、建筑结构的概念及分类一、建筑结构的概念及分类 现浇混凝土结构的刚度大、整现浇混凝土结构的刚度大、整现浇混凝土结构的刚度大、整现浇混凝土结构的刚度大、整体性好：体性好：体性好：体性好：且通过合适的配筋，可获且通过合适的配筋，可获得较好的延性，适用于抗震、抗爆得较好的延

20、性，适用于抗震、抗爆结构；同时防振性和防辐射性能较结构；同时防振性和防辐射性能较好，适用于防护结构。好，适用于防护结构。节约钢材节约钢材节约钢材节约钢材 混凝土结构合理地应用了材料的性能，混凝土结构合理地应用了材料的性能，在一般情况下可以代替钢结构，从而能节约钢材、在一般情况下可以代替钢结构，从而能节约钢材、降低造价。降低造价。第22页/共26页 承载力有限：承载力有限：承载力有限：承载力有限：在重载结构和高层建筑底部结构，在重载结构和高层建筑底部结构，构件尺寸太大，减小使用空间。构件尺寸太大，减小使用空间。施工复杂：施工复杂：施工复杂：施工复杂：工序多（支模、绑钢筋、浇筑、养护）工序多（支模

21、、绑钢筋、浇筑、养护），工期长，施工受季节、天气的影响较大。，工期长，施工受季节、天气的影响较大。混凝土结构一旦破坏，其修复、混凝土结构一旦破坏，其修复、混凝土结构一旦破坏，其修复、混凝土结构一旦破坏，其修复、加固、补强比较困难。加固、补强比较困难。加固、补强比较困难。加固、补强比较困难。绪绪 论论一、建筑结构的概念及分类一、建筑结构的概念及分类缺点 自重大：自重大：自重大：自重大：不适用于大跨、高层结构。不适用于大跨、高层结构。抗裂性差：抗裂性差：抗裂性差：抗裂性差：普通普通RCRC结构，在正常使用阶段往往带结构，在正常使用阶段往往带裂缝工作，环境较差裂缝工作，环境较差(露天、沿海、化学侵蚀

22、露天、沿海、化学侵蚀)时会时会影响耐久性；也限制了普通影响耐久性；也限制了普通RCRC用于大跨结构，高强用于大跨结构，高强钢筋无法应用。钢筋无法应用。第23页/共26页三、本课程的任务和学习方法三、本课程的任务和学习方法三、本课程的任务和学习方法 绪绪 论论钢筋混凝钢筋混凝土结构设土结构设计计砌体结砌体结构构钢结构钢结构混凝土结构混凝土结构设计原理设计原理建筑结构建筑结构设计方法设计方法建筑结构课程第24页/共26页3.3.深刻理解重要的结构概念，掌握设计计算的基本深刻理解重要的结构概念，掌握设计计算的基本功，切记死记硬背。功，切记死记硬背。要求熟练掌握、深刻理解有关要求熟练掌握、深刻理解有关

23、结构构造要求，结构构造要求，并在今后的学习中不断加深理解。并在今后的学习中不断加深理解。绪绪 论论学习要求1.1.本课程与本课程与建筑力学、建筑识图建筑力学、建筑识图与构造、建筑材料与构造、建筑材料等先修课程联等先修课程联系紧密，必须要不断复习上述课系紧密，必须要不断复习上述课程中所涉及到的相关知识；程中所涉及到的相关知识；2.2.本课程的内容多、符号多、计算公式多、构造本课程的内容多、符号多、计算公式多、构造规定也多，学习时要遵循教学大纲的要求，贯彻规定也多，学习时要遵循教学大纲的要求，贯彻“少而精少而精”的原则，加强重点内容的学习，注重的原则，加强重点内容的学习，注重难点的突破；难点的突破；三、本课程的任务和学习方法三、本课程的任务和学习方法4.4.加强正确识读结构施工图能力的训练。加强正确识读结构施工图能力的训练。第25页/共26页感谢您的观看！第26页/共26页