1.2土木工程材料與基本結(jié)構(gòu)形式ppt課件

1、第二講第二講 土木工程材料與基本結(jié)構(gòu)形式土木工程材料與基本結(jié)構(gòu)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質(zhì)基礎(chǔ)是土木工程的物質(zhì)基礎(chǔ)對(duì)功能有直接的影響對(duì)功能有直接的影響對(duì)經(jīng)濟(jì)性影響明顯對(duì)經(jīng)濟(jì)性影響明顯對(duì)技術(shù)的發(fā)展有直接的推動(dòng)作用對(duì)技術(shù)的發(fā)展有直接的推動(dòng)作用為理論的發(fā)展提供動(dòng)力為理論的發(fā)展提供動(dòng)力土木工程材料的重要性第二講：土木工程材料與基本結(jié)構(gòu)形式第二講：土木工程材料與基本結(jié)構(gòu)形式2 2、土木工程材料分類、土木工程材料分類 土木工程材料種類繁多，可有多種分類方法。土木工程材料種類繁多，可有多種分類方法。按來(lái)源分：天然材料、人造材料按來(lái)源分：天然材

2、料、人造材料按性質(zhì)分：金屬材料、非金屬材料、有機(jī)材料、復(fù)合按性質(zhì)分：金屬材料、非金屬材料、有機(jī)材料、復(fù)合材料材料按用途分：結(jié)構(gòu)材料、功能材料、裝飾材料按用途分：結(jié)構(gòu)材料、功能材料、裝飾材料第二講：土木工程材料與基本結(jié)構(gòu)形式第二講：土木工程材料與基本結(jié)構(gòu)形式土木工程材料的分類3 3、常用材料簡(jiǎn)介、常用材料簡(jiǎn)介3.1 3.1 自然石、磚、瓦自然石、磚、瓦(1).(1).自然石：自然石： 重巖自然石表觀密度大于重巖自然石表觀密度大于18 kN/m318 kN/m3） 輕巖自然石表觀密度小于輕巖自然石表觀密度小于18 kN/m318 kN/m3） 重巖自然石包括：花崗巖重巖自然石包括：花崗巖grani

3、tegranite）、砂巖）、砂巖sandstonesandstone）、）、 石灰石石灰石limestonelimestone等。等。 輕巖自然石包括：貝殼石灰?guī)r輕巖自然石包括：貝殼石灰?guī)rcoquinacoquina）、凝灰?guī)r）、凝灰?guī)r （tufftuff）。）。 采用的石料分為料石采用的石料分為料石ashlarashlar及毛石及毛石rubblerubble兩類。兩類。 第二講：土木工程材料與基本結(jié)構(gòu)形式第二講：土木工程材料與基本結(jié)構(gòu)形式常用材料簡(jiǎn)介(2).(2).磚磚 磚磚brickbrick由粘土燒制而成，分為紅磚和青磚。標(biāo)準(zhǔn)磚的由粘土燒制而成，分為紅磚和青磚。標(biāo)準(zhǔn)磚的規(guī)格為規(guī)格為24

4、0mm240mm115mm115mm53mm53mm。有實(shí)心磚、空心磚兩類。有實(shí)心磚、空心磚兩類。 承重空心磚的孔洞一般是豎向的承重空心磚的孔洞一般是豎向的, ,空心磚厚度較大，重量較空心磚厚度較大，重量較 輕，有利于加快砌筑進(jìn)度。輕，有利于加快砌筑進(jìn)度。第二講：土木工程材料與基本結(jié)構(gòu)形式第二講：土木工程材料與基本結(jié)構(gòu)形式常用材料簡(jiǎn)介 石材或磚用砂漿砌筑而成的構(gòu)件稱為砌體石材或磚用砂漿砌筑而成的構(gòu)件稱為砌體masonrymasonry）。）。(3).(3).瓦瓦 目前我國(guó)生產(chǎn)的瓦多為平瓦。目前我國(guó)生產(chǎn)的瓦多為平瓦。第二講：土木工程材料與基本結(jié)構(gòu)形式第二講：土木工程材料與基本結(jié)構(gòu)形式常用材料簡(jiǎn)介

5、3.23.2、膠凝材料和砂漿、膠凝材料和砂漿 膠凝材料膠凝材料cementing materialcementing material）：和水成漿后能）：和水成漿后能硬化成堅(jiān)實(shí)整體的礦物質(zhì)粉狀材料，如石灰、燒石膏硬化成堅(jiān)實(shí)整體的礦物質(zhì)粉狀材料，如石灰、燒石膏和水泥等。和水泥等。 砂漿砂漿mortarmortar是石灰、石膏或水泥等膠凝材料摻是石灰、石膏或水泥等膠凝材料摻砂或礦渣等細(xì)骨料加水拌和而成，用以砌筑砌體。砂或礦渣等細(xì)骨料加水拌和而成，用以砌筑砌體。 采用水泥砂漿時(shí)，往往還摻和一定量的石灰膏或粘采用水泥砂漿時(shí)，往往還摻和一定量的石灰膏或粘土漿以增加砂漿的和易性，以保證砌體質(zhì)量，這種砂土漿

6、以增加砂漿的和易性，以保證砌體質(zhì)量，這種砂漿稱為混合砂漿。漿稱為混合砂漿。第二講：土木工程材料與基本結(jié)構(gòu)形式第二講：土木工程材料與基本結(jié)構(gòu)形式常用材料簡(jiǎn)介3.33.3、混凝土和混凝土砌塊、混凝土和混凝土砌塊(1).(1).混凝土混凝土 混凝土：用水泥、砂細(xì)骨料和碎石粗骨料），混凝土：用水泥、砂細(xì)骨料和碎石粗骨料），按一定重量比例配合，加水拌和成型后結(jié)硬而成。按一定重量比例配合，加水拌和成型后結(jié)硬而成。 水泥和砂、石的比例按重量稱為配合比水泥和砂、石的比例按重量稱為配合比mix mix ratioratio）, ,水和水泥的比例稱為水灰比。水和水泥的比例稱為水灰比。 輕骨料混凝土密度小于輕骨料混

7、凝土密度小于18kN/m318kN/m3）; ; 加氣混凝土，泡沫混凝土；加氣混凝土，泡沫混凝土； 低熱混凝土，無(wú)收縮混凝土，膨脹混凝土；低熱混凝土，無(wú)收縮混凝土，膨脹混凝土； 耐酸混凝土，耐堿混凝土，耐熱混凝土；耐酸混凝土，耐堿混凝土，耐熱混凝土；第二講：土木工程材料與基本結(jié)構(gòu)形式第二講：土木工程材料與基本結(jié)構(gòu)形式常用材料簡(jiǎn)介(2).(2).混凝土砌塊混凝土砌塊 用混凝土可制成砌塊用混凝土可制成砌塊blockblock），一般為空心構(gòu)造。），一般為空心構(gòu)造。 砌塊也可采用煤渣等材料制作，從而改善了環(huán)境。采用砌塊砌塊也可采用煤渣等材料制作，從而改善了環(huán)境。采用砌塊建筑可大大減輕勞動(dòng)量，縮短工時(shí)

8、，安裝可以采用機(jī)械化，并建筑可大大減輕勞動(dòng)量，縮短工時(shí)，安裝可以采用機(jī)械化，并降低墻壁材料在運(yùn)輸中的損耗。降低墻壁材料在運(yùn)輸中的損耗。第二講：土木工程材料與基本結(jié)構(gòu)形式第二講：土木工程材料與基本結(jié)構(gòu)形式常用材料簡(jiǎn)介3.43.4、鋼筋、鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土、鋼筋、鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土(1).(1).鋼筋鋼筋 鋼筋按化學(xué)成分可分為：熱軋?zhí)妓劁?、熱軋普通鋼筋按化學(xué)成分可分為：熱軋?zhí)妓劁?、熱軋普通低合金鋼。低合金鋼?熱軋?zhí)妓劁摮需F元素外還含有少量的碳、硅、熱軋?zhí)妓劁摮需F元素外還含有少量的碳、硅、錳、硫、磷等元素。（低碳鋼錳、硫、磷等元素。（低碳鋼0.25% 0.6%0.6%） 熱軋普

9、通低合金鋼除碳素鋼中已有的成分外，還加熱軋普通低合金鋼除碳素鋼中已有的成分外，還加入少量的合金元素，如錳、鈦、釩等，有效地改善了鋼入少量的合金元素，如錳、鈦、釩等，有效地改善了鋼筋的性能。筋的性能。第二講：土木工程材料與基本結(jié)構(gòu)形式第二講：土木工程材料與基本結(jié)構(gòu)形式常用材料簡(jiǎn)介 鋼筋按其截面形式可分為：光面鋼筋、變形鋼筋。鋼筋按其截面形式可分為：光面鋼筋、變形鋼筋。 熱軋鋼筋直徑一般為熱軋鋼筋直徑一般為6 632mm32mm。小直徑鋼筋。小直徑鋼筋101012mm12mm以下以下做成盤(pán)圓供應(yīng)，大直徑鋼筋長(zhǎng)度一般為做成盤(pán)圓供應(yīng)，大直徑鋼筋長(zhǎng)度一般為12m12m。鋼筋接頭有搭接和。鋼筋接頭有搭接和

10、焊接兩種焊接兩種 。第二講：土木工程材料與基本結(jié)構(gòu)形式第二講：土木工程材料與基本結(jié)構(gòu)形式常用材料簡(jiǎn)介(2).(2).鋼筋混凝土鋼筋混凝土 鋼筋混凝土的本質(zhì)鋼筋混凝土的本質(zhì) 鋼筋混凝土是由兩種力學(xué)性能大不相同的材料鋼筋和混鋼筋混凝土是由兩種力學(xué)性能大不相同的材料鋼筋和混凝土結(jié)合成整體，共同發(fā)揮作用的一種建筑材料。凝土結(jié)合成整體，共同發(fā)揮作用的一種建筑材料。 第二講：土木工程材料與基本結(jié)構(gòu)形式第二講：土木工程材料與基本結(jié)構(gòu)形式常用材料簡(jiǎn)介 鋼筋混凝土的主要優(yōu)缺點(diǎn)：鋼筋混凝土的主要優(yōu)缺點(diǎn)： 主要優(yōu)點(diǎn)：主要優(yōu)點(diǎn)： （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整體性整體

11、性 （5 5剛性剛性 （6 6可塑性可塑性 主要缺點(diǎn)：主要缺點(diǎn)： （1 1自重大自重大 （2 2抗裂性差抗裂性差 （3 3費(fèi)工大、耗用木料多費(fèi)工大、耗用木料多 第二講：土木工程材料與基本結(jié)構(gòu)形式第二講：土木工程材料與基本結(jié)構(gòu)形式常用材料簡(jiǎn)介(3).(3).預(yù)應(yīng)力混凝土預(yù)應(yīng)力混凝土 預(yù)應(yīng)力混凝土：利用預(yù)先建立的壓應(yīng)力以抵消在荷載下產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力混凝土：利用預(yù)先建立的壓應(yīng)力以抵消在荷載下產(chǎn)生的拉應(yīng)力而做成的。的拉應(yīng)力而做成的。 施加預(yù)應(yīng)力的方法主要有：先張法、后張法。施加預(yù)應(yīng)力的方法主要有：先張法、后張法。第二講：土木工程材料與基本結(jié)構(gòu)形式第二講：土木工程材料與基本結(jié)構(gòu)形式常用材料簡(jiǎn)介3.53.5、鋼

12、、鋼 應(yīng)用于工程結(jié)構(gòu)的鋼材，除鋼板外，還有各種型應(yīng)用于工程結(jié)構(gòu)的鋼材，除鋼板外，還有各種型鋼：角鋼、槽鋼、工字鋼、冷彎型鋼等。鋼：角鋼、槽鋼、工字鋼、冷彎型鋼等。 利用鋼板和各種型鋼通過(guò)連接可組成各種形狀的利用鋼板和各種型鋼通過(guò)連接可組成各種形狀的截面。截面。第二講：土木工程材料與基本結(jié)構(gòu)形式第二講：土木工程材料與基本結(jié)構(gòu)形式常用材料簡(jiǎn)介鋼結(jié)構(gòu)的主要優(yōu)缺點(diǎn)：鋼結(jié)構(gòu)的主要優(yōu)缺點(diǎn)： 主要優(yōu)點(diǎn)：主要優(yōu)點(diǎn)： （1 1結(jié)構(gòu)重量輕結(jié)構(gòu)重量輕 鋼容重與屈服點(diǎn)的比值相對(duì)較低，鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面較鋼容重與屈服點(diǎn)的比值相對(duì)較低，鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面較小，重量較輕。一般為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的小，重量較輕。一般為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的1

13、/2-1/51/2-1/5。特。特別適用于大跨、超高、承載重的結(jié)構(gòu)。別適用于大跨、超高、承載重的結(jié)構(gòu)。 （2 2結(jié)構(gòu)性能好結(jié)構(gòu)性能好 鋼材塑性、韌性好，變形能力強(qiáng)，計(jì)算準(zhǔn)確性好，可鋼材塑性、韌性好，變形能力強(qiáng)，計(jì)算準(zhǔn)確性好，可靠性高。靠性高。 （3 3工業(yè)化程度高工業(yè)化程度高 工業(yè)化程度高，施工精度好，勞動(dòng)生產(chǎn)率高。工業(yè)化程度高，施工精度好，勞動(dòng)生產(chǎn)率高。 （4 4符合可持續(xù)發(fā)展要求符合可持續(xù)發(fā)展要求 鋼材可重復(fù)利用程度高，符合可持續(xù)發(fā)展要求。鋼材可重復(fù)利用程度高，符合可持續(xù)發(fā)展要求。第二講：土木工程材料與基本結(jié)構(gòu)形式第二講：土木工程材料與基本結(jié)構(gòu)形式常用材料簡(jiǎn)介 鋼結(jié)構(gòu)主要缺點(diǎn)：鋼結(jié)構(gòu)主要缺

14、點(diǎn)： （1 1耐火性差。耐火性差。 鋼結(jié)構(gòu)在溫度鋼結(jié)構(gòu)在溫度250250以內(nèi)性質(zhì)變化很小，溫度達(dá)到以內(nèi)性質(zhì)變化很小，溫度達(dá)到300 300 以后，強(qiáng)度逐漸下降，達(dá)到以后，強(qiáng)度逐漸下降，達(dá)到450450650 650 時(shí)，強(qiáng)度降為零。時(shí)，強(qiáng)度降為零。 （2 2易銹蝕。易銹蝕。 （3 3價(jià)格較貴。價(jià)格較貴。第二講：土木工程材料與基本結(jié)構(gòu)形式第二講：土木工程材料與基本結(jié)構(gòu)形式常用材料簡(jiǎn)介3.63.6、木、木 1.1.圓木圓木 直徑常在直徑常在120mm120mm以上，長(zhǎng)度一般為以上，長(zhǎng)度一般為9m9m以內(nèi)。以內(nèi)。 2.2.方料方料 （1 1大料：兩面鋸開(kāi)及四面鋸開(kāi)。大料：兩面鋸開(kāi)及四面鋸開(kāi)。 （2

15、2條料：四面鋸平，厚度小于條料：四面鋸平，厚度小于100mm100mm，寬度小，寬度小于厚度于厚度2 2倍。倍。 （3 3板料：厚度不大于板料：厚度不大于100mm100mm，寬度大于厚度的，寬度大于厚度的2 2倍，其中倍，其中 厚度在厚度在35mm35mm以下的為薄板，大于以下的為薄板，大于35mm35mm的為厚板。的為厚板。第二講：土木工程材料與基本結(jié)構(gòu)形式第二講：土木工程材料與基本結(jié)構(gòu)形式常用材料簡(jiǎn)介4 4、土木工程材料發(fā)展展望、土木工程材料發(fā)展展望4.1.4.1.墻體材料墻體材料 我國(guó)粘土磚的用量很大，墻體材料產(chǎn)值約我國(guó)粘土磚的用量很大，墻體材料產(chǎn)值約占建材工業(yè)總產(chǎn)值的占建材工業(yè)總產(chǎn)值

16、的1/31/3，但新墻體材料只占，但新墻體材料只占5 5左右。左右。 改革墻體材料勢(shì)在必行：改革墻體材料勢(shì)在必行： 利用工業(yè)廢料，大力應(yīng)用各種砌塊。利用工業(yè)廢料，大力應(yīng)用各種砌塊。 適當(dāng)擴(kuò)大承重空心磚類型和孔洞率。適當(dāng)擴(kuò)大承重空心磚類型和孔洞率。 大力發(fā)展各種功能型環(huán)保復(fù)合墻體材料。如大力發(fā)展各種功能型環(huán)保復(fù)合墻體材料。如ALCALC、NALCNALC、FCLCFCLC墻板等。墻板等。 第二講：土木工程材料與基本結(jié)構(gòu)形式第二講：土木工程材料與基本結(jié)構(gòu)形式土木工程材料的發(fā)展4.2.4.2.混凝土混凝土 混凝土應(yīng)以混凝土應(yīng)以“輕質(zhì)、高強(qiáng)、高性能作為主要發(fā)展方向。輕質(zhì)、高強(qiáng)、高性能作為主要發(fā)展方向。

17、 （1 1提高結(jié)構(gòu)混凝土的強(qiáng)度。提高結(jié)構(gòu)混凝土的強(qiáng)度。 （2 2發(fā)展輕混凝土。發(fā)展輕混凝土。 （3 3發(fā)展改性混凝土。發(fā)展改性混凝土。 （4 4廣泛使用外加劑、合理使用摻和料。廣泛使用外加劑、合理使用摻和料。 （5 5逐步改造混凝土生產(chǎn)工藝。逐步改造混凝土生產(chǎn)工藝。 （6 6大力提高混凝土質(zhì)量。大力提高混凝土質(zhì)量。 （7 7加強(qiáng)基礎(chǔ)理論研究加強(qiáng)基礎(chǔ)理論研究 。第二講：土木工程材料與基本結(jié)構(gòu)形式第二講：土木工程材料與基本結(jié)構(gòu)形式土木工程材料的發(fā)展4.3.4.3.預(yù)應(yīng)力混凝土預(yù)應(yīng)力混凝土 （1 1應(yīng)提高我國(guó)高強(qiáng)鋼材的產(chǎn)量。應(yīng)提高我國(guó)高強(qiáng)鋼材的產(chǎn)量。 20002000年我國(guó)預(yù)應(yīng)力混凝土產(chǎn)量達(dá)年我國(guó)預(yù)

18、應(yīng)力混凝土產(chǎn)量達(dá)25002500萬(wàn)噸，需高強(qiáng)萬(wàn)噸，需高強(qiáng)度鋼材度鋼材8080萬(wàn)噸，與現(xiàn)有生產(chǎn)水平差距較大。萬(wàn)噸，與現(xiàn)有生產(chǎn)水平差距較大。 （2 2應(yīng)提高預(yù)應(yīng)力基本工藝水平，發(fā)展預(yù)應(yīng)力混凝土工業(yè)化應(yīng)提高預(yù)應(yīng)力基本工藝水平，發(fā)展預(yù)應(yīng)力混凝土工業(yè)化生產(chǎn)。生產(chǎn)。 （3 3逐步建立完整、先進(jìn)的構(gòu)件制作、鋼絲成束、穿束、逐步建立完整、先進(jìn)的構(gòu)件制作、鋼絲成束、穿束、 張拉、錨固和最后灌漿等工業(yè)體系。張拉、錨固和最后灌漿等工業(yè)體系。 （4 4提高張拉和錨固能力。提高張拉和錨固能力。 第二講：土木工程材料與基本結(jié)構(gòu)形式第二講：土木工程材料與基本結(jié)構(gòu)形式土木工程材料的發(fā)展4.4 4.4 金屬材料金屬材料 合金改

19、性材料合金改性材料 耐候鋼材耐候鋼材 新型型材新型型材4.5 4.5 功能材料功能材料 隔熱保溫材料隔熱保溫材料 吸聲材料吸聲材料4.6 4.6 裝飾材料裝飾材料 環(huán)保材料環(huán)保材料4.7 4.7 智能材料智能材料 記憶合金記憶合金第二講：土木工程材料與基本結(jié)構(gòu)形式第二講：土木工程材料與基本結(jié)構(gòu)形式第二講：土木工程材料與基本結(jié)構(gòu)形式第二講：土木工程材料與基本結(jié)構(gòu)形式土木工程材料的發(fā)展土木工程的基本結(jié)構(gòu)形式土木工程的基本結(jié)構(gòu)形式1 1 工程結(jié)構(gòu)的基本元件工程結(jié)構(gòu)的基本元件 工程結(jié)構(gòu)的類型隨著建筑材料與工程力學(xué)的工程結(jié)構(gòu)的類型隨著建筑材料與工程力學(xué)的進(jìn)展和人類生產(chǎn)與生活的需要而不斷發(fā)展，由進(jìn)展和人類

20、生產(chǎn)與生活的需要而不斷發(fā)展，由簡(jiǎn)單到復(fù)雜。但其基本元件按其受力持點(diǎn)仍分簡(jiǎn)單到復(fù)雜。但其基本元件按其受力持點(diǎn)仍分成梁、板、柱、拱、殼與索成梁、板、柱、拱、殼與索( (拉桿拉桿) )六大類。六大類。 這些基本元件可以單獨(dú)作為結(jié)構(gòu)使用，在多這些基本元件可以單獨(dú)作為結(jié)構(gòu)使用，在多數(shù)情況下常組合成多種多樣的結(jié)構(gòu)類型使用。數(shù)情況下常組合成多種多樣的結(jié)構(gòu)類型使用。 土木工程基本結(jié)構(gòu)形式第二講：土木工程材料與基本結(jié)構(gòu)形式第二講：土木工程材料與基本結(jié)構(gòu)形式2 2 工程結(jié)構(gòu)的基本類型工程結(jié)構(gòu)的基本類型 工程結(jié)構(gòu)中常用的基本類型有：工程結(jié)構(gòu)中常用的基本類型有：v梁、板、柱梁、板、柱v桁架、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)桁架、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)v拱

21、、殼體結(jié)構(gòu)、折板結(jié)構(gòu)拱、殼體結(jié)構(gòu)、折板結(jié)構(gòu)v懸索結(jié)構(gòu)、懸吊結(jié)構(gòu)懸索結(jié)構(gòu)、懸吊結(jié)構(gòu)v排架、框架、排架、框架、v剪力墻、筒體結(jié)構(gòu)、板柱結(jié)構(gòu)、墻板結(jié)構(gòu)剪力墻、筒體結(jié)構(gòu)、板柱結(jié)構(gòu)、墻板結(jié)構(gòu)v充氣結(jié)構(gòu)等。充氣結(jié)構(gòu)等。 第二講：土木工程材料與基本結(jié)構(gòu)形式第二講：土木工程材料與基本結(jié)構(gòu)形式工程結(jié)構(gòu)的基本類型v其它常用結(jié)構(gòu)分類概念其它常用結(jié)構(gòu)分類概念v 工程結(jié)構(gòu)按其構(gòu)成的形式可分為實(shí)體結(jié)構(gòu)與工程結(jié)構(gòu)按其構(gòu)成的形式可分為實(shí)體結(jié)構(gòu)與組合結(jié)構(gòu)兩大類。壩、橋墩、基礎(chǔ)等通常為實(shí)體組合結(jié)構(gòu)兩大類。壩、橋墩、基礎(chǔ)等通常為實(shí)體結(jié)構(gòu)，房屋、橋梁、碼頭等通常由若干種元件組結(jié)構(gòu)，房屋、橋梁、碼頭等通常由若干種元件組成，稱為組合結(jié)構(gòu)

22、。成，稱為組合結(jié)構(gòu)。v 連接節(jié)點(diǎn)如只能承受拉力、壓力的，稱為鉸連接節(jié)點(diǎn)如只能承受拉力、壓力的，稱為鉸接，同時(shí)能承受彎矩等其他力的，稱為剛接或半接，同時(shí)能承受彎矩等其他力的，稱為剛接或半剛接。剛接。v 若組成的結(jié)構(gòu)與其所受之外力，在計(jì)算中可若組成的結(jié)構(gòu)與其所受之外力，在計(jì)算中可視為皆在同一平面之內(nèi)則稱該結(jié)構(gòu)為平面結(jié)構(gòu)。視為皆在同一平面之內(nèi)則稱該結(jié)構(gòu)為平面結(jié)構(gòu)。若組成的結(jié)構(gòu)承受不在同一平面內(nèi)的外力，且計(jì)若組成的結(jié)構(gòu)承受不在同一平面內(nèi)的外力，且計(jì)算時(shí)也按空間受力考慮，則稱該結(jié)構(gòu)為空間結(jié)構(gòu)。算時(shí)也按空間受力考慮，則稱該結(jié)構(gòu)為空間結(jié)構(gòu)。第二講：土木工程材料與基本結(jié)構(gòu)形式第二講：土木工程材料與基本結(jié)構(gòu)形式

23、工程結(jié)構(gòu)的基本類型3 基本結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介3.1 3.1 板、梁板、梁 板和梁兩端支承在支座上以承受荷載，板和梁主板和梁兩端支承在支座上以承受荷載，板和梁主要承受彎矩，稱為受彎構(gòu)件。板和梁在荷載下各截面內(nèi)要承受彎矩，稱為受彎構(gòu)件。板和梁在荷載下各截面內(nèi)將產(chǎn)生彎矩將產(chǎn)生彎矩M M和剪力和剪力V V，將產(chǎn)生彎曲變形撓度）。，將產(chǎn)生彎曲變形撓度）。 第二講：土木工程材料與基本結(jié)構(gòu)形式第二講：土木工程材料與基本結(jié)構(gòu)形式基本結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介3.2 3.2 柱柱 柱承受的荷載可能是軸柱承受的荷載可能是軸心受壓、偏心受壓、軸心心受壓、偏心受壓、軸心受拉、偏心受拉等。受拉、偏心受拉等。 偏心受壓和偏心受拉偏心受壓和偏心受拉構(gòu)

24、件統(tǒng)稱為偏心受力構(gòu)件。構(gòu)件統(tǒng)稱為偏心受力構(gòu)件。第二講：土木工程材料與基本結(jié)構(gòu)形式第二講：土木工程材料與基本結(jié)構(gòu)形式基本結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介3.3 3.3 拱拱 拱的形成拱的機(jī)理第二講：土木工程材料與基本結(jié)構(gòu)形式第二講：土木工程材料與基本結(jié)構(gòu)形式基本結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介3.4 3.4 桁架桁架(1).(1).鉸接桁架鉸接桁架 鉸接桁架由很多三角形組成。鉸接桁架由很多三角形組成。第二講：土木工程材料與基本結(jié)構(gòu)形式第二講：土木工程材料與基本結(jié)構(gòu)形式基本結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介(2).(2).剛接桁架剛接桁架第二講：土木工程材料與基本結(jié)構(gòu)形式第二講：土木工程材料與基本結(jié)構(gòu)形式基本結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介3.5 3.5 框架框架 由梁或屋架和柱聯(lián)接而成的結(jié)構(gòu)

25、稱為框架。由梁或屋架和柱聯(lián)接而成的結(jié)構(gòu)稱為框架。 框架節(jié)點(diǎn)有鉸接和剛接，前者稱為排架，后者稱框架節(jié)點(diǎn)有鉸接和剛接，前者稱為排架，后者稱為剛架。為剛架。(1).(1).排架排架第二講：土木工程材料與基本結(jié)構(gòu)形式第二講：土木工程材料與基本結(jié)構(gòu)形式基本結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介(2).(2).剛架剛架第二講：土木工程材料與基本結(jié)構(gòu)形式第二講：土木工程材料與基本結(jié)構(gòu)形式基本結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介第二講：土木工程材料與基本結(jié)構(gòu)形式第二講：土木工程材料與基本結(jié)構(gòu)形式基本結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介第二講：土木工程材料與基本結(jié)構(gòu)形式第二講：土木工程材料與基本結(jié)構(gòu)形式基本結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介3.6 剪力墻 剪力墻 (shear wall) 也稱抗風(fēng)墻或抗震墻，房屋或構(gòu)筑物

26、中主要承受風(fēng)或地震產(chǎn)生的水平力的墻體，一般用鋼筋混凝土做成。 分類 ：剪力墻包括平面剪力墻和筒體剪力墻兩大類。第二講：土木工程材料與基本結(jié)構(gòu)形式第二講：土木工程材料與基本結(jié)構(gòu)形式第二講：土木工程材料與基本結(jié)構(gòu)形式第二講：土木工程材料與基本結(jié)構(gòu)形式第二講：土木工程材料與基本結(jié)構(gòu)形式第二講：土木工程材料與基本結(jié)構(gòu)形式第二講：土木工程材料與基本結(jié)構(gòu)形式第二講：土木工程材料與基本結(jié)構(gòu)形式基本結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介3.7 3.7 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)網(wǎng)架結(jié)構(gòu) (spatial grid structure)(spatial grid structure) 由多根桿件按照一定的網(wǎng)格形式通過(guò)節(jié)點(diǎn)連結(jié)而成的空由多根桿件按照一定的網(wǎng)格形

27、式通過(guò)節(jié)點(diǎn)連結(jié)而成的空間結(jié)構(gòu)。具有空間受力、重量輕、剛度大、抗震性能好等優(yōu)間結(jié)構(gòu)。具有空間受力、重量輕、剛度大、抗震性能好等優(yōu)點(diǎn)；可用作體育館、影劇院、展覽廳、候車(chē)廳、體育場(chǎng)看臺(tái)點(diǎn)；可用作體育館、影劇院、展覽廳、候車(chē)廳、體育場(chǎng)看臺(tái)雨篷、飛機(jī)庫(kù)、雙向大柱距車(chē)間等建筑的屋蓋。缺點(diǎn)是匯交雨篷、飛機(jī)庫(kù)、雙向大柱距車(chē)間等建筑的屋蓋。缺點(diǎn)是匯交于節(jié)點(diǎn)上的桿件數(shù)量較多，制作安裝較平面結(jié)構(gòu)復(fù)雜。于節(jié)點(diǎn)上的桿件數(shù)量較多，制作安裝較平面結(jié)構(gòu)復(fù)雜。 分類分類 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)根據(jù)外形不同，可分為雙層的板型網(wǎng)架網(wǎng)架結(jié)構(gòu)根據(jù)外形不同，可分為雙層的板型網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、單層和雙層的殼型網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。板型網(wǎng)架和雙層殼型網(wǎng)結(jié)構(gòu)、單層和雙層的殼型

28、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。板型網(wǎng)架和雙層殼型網(wǎng)架的桿件分為上弦稈、下弦桿和腹桿，主要承受拉力和壓力。架的桿件分為上弦稈、下弦桿和腹桿，主要承受拉力和壓力。單層殼型網(wǎng)架桿件除承受拉力外，還承受彎矩和剪力。單層殼型網(wǎng)架桿件除承受拉力外，還承受彎矩和剪力。第二講：土木工程材料與基本結(jié)構(gòu)形式第二講：土木工程材料與基本結(jié)構(gòu)形式第二講：土木工程材料與基本結(jié)構(gòu)形式第二講：土木工程材料與基本結(jié)構(gòu)形式基本結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介第二講：土木工程材料與基本結(jié)構(gòu)形式第二講：土木工程材料與基本結(jié)構(gòu)形式基本結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介大跨度干煤棚網(wǎng)殼結(jié)構(gòu) 第二講：土木工程材料與基本結(jié)構(gòu)形式第二講：土木工程材料與基本結(jié)構(gòu)形式第二講：土木工程材料與基本結(jié)構(gòu)形式第二講：土木工

29、程材料與基本結(jié)構(gòu)形式基本結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介3.8 3.8 殼體結(jié)構(gòu)殼體結(jié)構(gòu) (shell structure)(shell structure) 由曲面形板與邊緣構(gòu)件由曲面形板與邊緣構(gòu)件( (梁、拱或桁架梁、拱或桁架) )組成的空間結(jié)構(gòu)，具組成的空間結(jié)構(gòu)，具有很好的空間傳力性能，能以較小的構(gòu)件厚度形成承載能力高、有很好的空間傳力性能，能以較小的構(gòu)件厚度形成承載能力高、剛度大的承重結(jié)構(gòu)，能覆蓋或圍護(hù)大跨度的空間而不需中間支柱，剛度大的承重結(jié)構(gòu)，能覆蓋或圍護(hù)大跨度的空間而不需中間支柱，能兼具承重和圍護(hù)的雙重作用，從而節(jié)約結(jié)構(gòu)材料。殼體結(jié)構(gòu)可能兼具承重和圍護(hù)的雙重作用，從而節(jié)約結(jié)構(gòu)材料。殼體結(jié)構(gòu)可做成各種形狀

30、，以適應(yīng)工程造形的需要，廣泛用于工程結(jié)構(gòu)中。做成各種形狀，以適應(yīng)工程造形的需要，廣泛用于工程結(jié)構(gòu)中。如大跨度建筑物頂蓋、各種工業(yè)用管道、壓力容器與冷卻塔、反如大跨度建筑物頂蓋、各種工業(yè)用管道、壓力容器與冷卻塔、反應(yīng)堆安全殼、無(wú)線電塔、貯液罐等。工程結(jié)構(gòu)中采用的殼體多由應(yīng)堆安全殼、無(wú)線電塔、貯液罐等。工程結(jié)構(gòu)中采用的殼體多由鋼筋混凝土做成。也可用鋼、木、石、磚或玻璃鋼做成。鋼筋混凝土做成。也可用鋼、木、石、磚或玻璃鋼做成。 分類分類 殼體的種類很多，多根據(jù)曲面的幾何特性殼體的種類很多，多根據(jù)曲面的幾何特性( (即兩個(gè)萬(wàn)間即兩個(gè)萬(wàn)間主曲率主曲率k1k1、k2k2的乘積的乘積K K，稱為高斯曲率，稱

31、為高斯曲率) )進(jìn)行分類。當(dāng)進(jìn)行分類。當(dāng)k1k1、k2k2同號(hào)同號(hào)時(shí)，時(shí)，K K為正值，稱正面斯曲率殼；當(dāng)為正值，稱正面斯曲率殼；當(dāng)k1k1、k2k2異號(hào)時(shí)，異號(hào)時(shí)，K K為負(fù)值，稱為負(fù)值，稱負(fù)高斯曲率殼；當(dāng)負(fù)高斯曲率殼；當(dāng)k1k1和和k2k2中有中有個(gè)為零時(shí)，個(gè)為零時(shí)，K K為零，稱零高斯曲為零，稱零高斯曲率殼；此外，尚有混合型曲率殼，即一個(gè)殼體內(nèi)兼有正、負(fù)高斯率殼；此外，尚有混合型曲率殼，即一個(gè)殼體內(nèi)兼有正、負(fù)高斯曲率部分。曲率部分。第二講：土木工程材料與基本結(jié)構(gòu)形式第二講：土木工程材料與基本結(jié)構(gòu)形式第二講：土木工程材料與基本結(jié)構(gòu)形式第二講：土木工程材料與基本結(jié)構(gòu)形式基本結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介新石器時(shí)代

32、新石器時(shí)代第二講：土木工程材料與基本結(jié)構(gòu)形式第二講：土木工程材料與基本結(jié)構(gòu)形式基本結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介3.9 3.9 懸吊結(jié)構(gòu)懸吊結(jié)構(gòu) (suspended structure )(suspended structure ) 樓面荷載通過(guò)吊索或吊桿傳遞到固定在筒體或柱上樓面荷載通過(guò)吊索或吊桿傳遞到固定在筒體或柱上的水平懸吊粱或桁架上，并通過(guò)筒體或柱傳遞到基礎(chǔ)的的水平懸吊粱或桁架上，并通過(guò)筒體或柱傳遞到基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)體系。懸吊結(jié)構(gòu)的水平荷載也由筒體或柱承受。懸結(jié)構(gòu)體系。懸吊結(jié)構(gòu)的水平荷載也由筒體或柱承受。懸吊結(jié)構(gòu)的造型新穎，建筑功能多樣，能充分利用鋼材或吊結(jié)構(gòu)的造型新穎，建筑功能多樣，能充分利用鋼材或預(yù)應(yīng)力混凝土的受拉工作性能；但支承受力較大，對(duì)地預(yù)應(yīng)力混凝土的受拉工作性能；但支承受力較大，對(duì)地基基礎(chǔ)的要求較高?；A(chǔ)的要求較高。 分類：根據(jù)支承情況可分為中心筒體支承、框架支分類：根據(jù)支承情況可分為中心筒體支承、框架支承、巨型結(jié)構(gòu)支承等多種。承、巨型結(jié)構(gòu)支承等多種。第二講：土木工程材料與基本結(jié)構(gòu)形式第二講：土木工程材料與基本結(jié)構(gòu)形式第