土木工程概論—建筑工程PPT課件

1、土木工程概論第4章 建筑工程最初的建筑物是人類為了躲避風(fēng)雨和野畜侵襲的需要也建造的。西安半坡村房屋復(fù)原示意墻內(nèi)豎有木柱茅草下密排樹枝起龍骨作用。 d56m隨著生產(chǎn)力的發(fā)展，人類對建筑物的要求也日益復(fù)雜多樣化，出現(xiàn)了不同的建筑類型。黃石公園（Old faithful)隨著生產(chǎn)力的發(fā)展，人類對建筑物的要求也日益復(fù)雜多樣化，出現(xiàn)了不同的建筑類型。黃石公園（Old faithful)隨著生產(chǎn)力的發(fā)展，人類對建筑物的要求也日益復(fù)雜多樣化，出現(xiàn)了不同的建筑類型。黃石公園（Old faithful)傳力途徑4.1 基本構(gòu)件 梁、板 墻、柱 基礎(chǔ) 拱4.1 基本構(gòu)件板定義 承受施加在樓板的板面上、并與板面垂直

2、的荷載（含樓板、地面的恒載和樓面上人群活荷載等）。板的長、寬兩方向的尺寸遠(yuǎn)大于其高度（或厚度）。板的作用效應(yīng)主要為受彎。樓板、陽臺板、樓梯板都屬于這一類。 樓板 樓梯板 分類 按力的傳遞路徑，可分為單向板及雙向板，按板的力學(xué)分析模式，可分為厚板及薄板。單向板 四邊簡單支承的板，當(dāng)長邊（L1）與短邊（L2）之比大于或等于 2的板。雙向板 四邊簡單支承的板，當(dāng)長邊（L1）與短邊（L2）之比小于2的板。 厚板:板的跨度與板的厚度之比小于或等于7的板。 薄板:板的跨度與板的厚度之比大于7的板。 4.1 基本構(gòu)件梁定義:承受板傳來的壓力以及梁的自重。梁的截面寬度和高度尺寸遠(yuǎn)小于其長度尺寸；梁受荷載作用的

3、方向與梁軸線相垂直，其作用效應(yīng)主要為受彎和受剪。大梁、伸臂梁都屬于這一類。 梁4.1 基本構(gòu)件分類 按支撐條件可分為：簡支梁、連續(xù)梁、懸臂梁，按受力性質(zhì)可分為：普通梁、深梁、薄腹梁，按力的傳遞路徑可分為：主梁、次梁。簡支梁 左右兩支座只承受垂直壓力的單跨梁。 連續(xù)梁 支座只承受垂直壓力的多跨梁。 懸臂梁 一端懸臂，一端固定的單跨梁，固定端承受垂直壓力、彎矩的單跨梁。 普通梁 跨度與高度的比大于7的梁。 深梁 跨度與高度的比小于0.5的梁。 薄腹梁 梁腹板的高度與厚度之比大于6的梁。 主梁 承受次梁傳來的荷載的梁。 次梁承受板傳來的荷載，并將此荷載傳給主梁。 4.1 基本構(gòu)件傳力方式簡支梁的傳力

4、方式連續(xù)梁的傳力方式懸臂梁的傳力方式4.1 基本構(gòu)件墻定義:承受梁、板傳來的壓力及墻的自重。墻的長、寬兩方向尺寸遠(yuǎn)大于其厚度，但荷載作用方向卻與墻面平行（與板不同），其作用效應(yīng)為受壓（當(dāng)荷載作用于墻的截面形心軸線上時），有時還可能受彎（當(dāng)荷載偏離形心軸線時）墻分類 按力的傳遞路徑，可分為承重墻和非承重墻。 承重墻 除承受自身重量外，還承受梁、板傳來的荷載 非承重墻 只承受自身重量外的墻。4.1 基本構(gòu)件柱定義:承受梁傳來的壓力以及柱自重。柱的截面尺寸遠(yuǎn)小于其高度，荷載作用方向與柱軸線平行。當(dāng)荷載作用于柱截面形心時為中心受壓；當(dāng)偏離截面形心時為偏心受壓（即既受壓又受彎）柱分類按受力的方式，可分為

5、軸心受壓 、偏心受壓（單向偏心受壓，雙向偏心受壓）。按柱的長短可分為長柱、短柱。 軸心受壓 外力（壓力）的作用點與構(gòu)件的形心重合的構(gòu)件。偏心受壓單偏：外力（壓力）的作用點在構(gòu)件的一條對稱軸上的構(gòu)件。雙偏：外力（壓力）的作用點不在構(gòu)件的對稱軸上的構(gòu)件。長柱 計算長度與短邊長度之比大于8的構(gòu)件。 短柱 計算長度與短邊長度之比不大于8的構(gòu)件。4.1 基本構(gòu)件拱定義：一種有推力結(jié)構(gòu)。構(gòu)件的外形一般是拋物線、圓弧線或折線，其目的是使拱體各截面在外荷載，支承反力和推力作用下基本處于受壓或較小偏心受壓狀態(tài)，從而大大提高拱結(jié)構(gòu)的強度。按其受力結(jié)構(gòu)可分為三鉸拱，兩鉸拱和無鉸拱三種。4.2 單層與多層建筑4.2.

6、1 單層建筑 按使用目的可分為民用單層建筑和工業(yè)單層建筑（工業(yè)廠房） 工業(yè)建筑中的廠房（簡稱為工業(yè)廠房）是指用于工業(yè)生產(chǎn)的建筑。分類按材料可分為鋼筋混凝土廠房和鋼結(jié)構(gòu)廠房。 工業(yè)廠房中的基本構(gòu)件 屋面板 承受屋面構(gòu)造層（防水、保溫層等）重力荷載、雪荷載、積灰荷載、屋面施工荷載或檢修荷載，且是維護結(jié)構(gòu) 天溝板 承受屋面積水及天溝板上構(gòu)造層重力荷載，用作屋面排水 屋架 承受屋蓋上的全部荷載及自重，連接柱形成橫向排架。 屋架支撐 加強屋蓋空間剛度、保證屋架穩(wěn)定，傳遞風(fēng)荷載至排架結(jié)構(gòu)。4.2 單層與多層建筑4.2.1 單層建筑 天窗架 承受天窗架上的屋面板荷載及天窗上的風(fēng)載，構(gòu)成天窗用于采光、通風(fēng)。

7、天窗架支撐 保證天窗上弦的側(cè)向穩(wěn)定，傳遞天窗端壁所受風(fēng)力至排架結(jié)構(gòu)。 連系梁 承受墻體重量，并將它傳給柱，亦作為縱向拄列的連系構(gòu)件。 吊車梁 承受吊車的豎向輪壓和水平剎車力，并構(gòu)成縱向排架。圍護結(jié)構(gòu) 外縱墻、山墻 承受作用在墻面上的風(fēng)荷載及自重，廠房的圍護構(gòu)件。 基礎(chǔ)梁 承受墻體重量。 柱間支撐 構(gòu)成縱向排架，承受縱向的風(fēng)荷載、水平剎車力、地震作用。 抗風(fēng)柱 承受山墻傳來的風(fēng)荷載。4.2 單層與多層建筑4.2.2 大跨度建筑 大跨度結(jié)構(gòu)跨度大于60m的建筑。常用于展覽館、體育館、音樂廳、飛機庫等。其結(jié)構(gòu)體系有：網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)、懸索結(jié)構(gòu)、懸吊結(jié)構(gòu)、索膜結(jié)構(gòu)、充氣結(jié)構(gòu)、薄殼結(jié)構(gòu)和應(yīng)力蒙皮結(jié)構(gòu)等

8、。4.2 單層與多層建筑網(wǎng)架結(jié)構(gòu)采用鋼管或型鋼現(xiàn)場安裝，因其為空間結(jié)構(gòu)，所以也叫空間網(wǎng)架。4.2 單層與多層建筑懸索結(jié)構(gòu)將兩個以上的索網(wǎng)或其他索體系組合起來，通常需沿兩個曲率相反的主曲率方向布置懸索，一個方向為承重索，另一個方向為穩(wěn)定索，并設(shè)置強大的拱或鋼架等結(jié)構(gòu)作為中間支撐，形成各種形式的組合屋蓋結(jié)構(gòu)。4.2 單層與多層建筑懸吊結(jié)構(gòu)采用巨型格構(gòu)式大柱，穿屋面而上，利用懸索將巨大的輕型無蓋吊于空中。4.2 單層與多層建筑索膜結(jié)構(gòu)用高強度柔性薄膜材料與支撐體系相結(jié)合形成具有一定剛度的穩(wěn)定曲面，能承受一定外荷載的空間結(jié)構(gòu)形式。其造型自由輕巧、阻燃、制作簡易、安裝快捷、節(jié)能、使用安全等優(yōu)點，因而使它

9、在世界各地受到廣泛應(yīng)用。 4.2 單層與多層建筑充氣結(jié)構(gòu)又叫充氣薄膜結(jié)構(gòu)，在玻璃絲增強塑料薄膜或尼龍罩內(nèi)部充氣形成一定形狀，作為建筑物的覆蓋物。 4.2 單層與多層建筑薄殼結(jié)構(gòu)曲面薄壁結(jié)構(gòu)，按曲面形式分筒殼、圓頂薄殼、雙曲扁殼、雙曲拋物線面殼等， 材料大多采用鋼筋混凝土。4.2 單層與多層建筑4.2.3 多層建筑 高度低于24m的建筑。主要用于住宅、商場、辦公樓、旅館等建筑，常用結(jié)構(gòu)形式為混合結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)?；旌辖Y(jié)構(gòu)：用不同材料建造的房屋，通常墻體用磚氣體，屋面和樓面板采用鋼筋混凝土板，故也稱磚混結(jié)構(gòu)。4.2 單層與多層建筑4.2.3 多層建筑 框架結(jié)構(gòu)：用梁、柱剛性連接而成骨架的結(jié)構(gòu)，具有如

10、下優(yōu)點：1、強度高、自重輕、整體性好和抗震性能好；2、因采用梁、柱承重，建筑布置靈活，可獲得較大使用空間，使用廣泛，主要應(yīng)用于多層工業(yè)廠房、倉庫、商場和辦公樓?？刹捎矛F(xiàn)澆、裝配式或裝配整體式。4.3 高層與超高層建筑我國規(guī)定：高度高于24m，不超過100m的建筑為高層建筑；超過100m的建筑為超高層建筑。 高層與超高層建筑的主要結(jié)構(gòu)形式：框架結(jié)構(gòu)、框架剪力墻結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)，框支剪力墻結(jié)構(gòu)和筒體結(jié)構(gòu)。1、框架結(jié)構(gòu)受力體系由梁、柱組成，能很好地承受豎向荷載，但抗側(cè)移能力較差，僅適用于房屋高度不大的建筑。當(dāng)房屋高度較大時，水平荷載將起很大影響，會造成梁、柱尺寸很大，在技術(shù)經(jīng)濟上不如其他結(jié)構(gòu)合理。4

11、.3 高層與超高層建筑2、框架剪力墻結(jié)構(gòu)剪力墻：一段鋼筋混凝土墻體，因抗剪能力強而得名。在框架剪力墻結(jié)構(gòu)中，框架與剪力墻協(xié)同受力，剪力墻承擔(dān)絕大部分水平荷載，框架則以承擔(dān)豎向荷載為主，這樣可大大減小柱子的截面。但剪力墻在一定程度上限制了建筑平面布置的靈活性。4.3 高層與超高層建筑3、剪力墻結(jié)構(gòu) 當(dāng)層數(shù)更高時，橫向水平荷載起控制作用，如仍采用框架剪力墻結(jié)構(gòu)，剪力墻將布置得非常密集，這時宜采用剪力墻結(jié)構(gòu)，即全部采用縱、橫布置剪力墻。剪力墻不僅承受水平荷載，同時還承受豎向荷載。剪力墻結(jié)構(gòu)抗側(cè)移剛度大，但建筑平面布置的靈活性差。4.3 高層與超高層建筑4、框支剪力墻結(jié)構(gòu) 為合理利用基地，當(dāng)上部為住宅

12、或辦公樓，下部開設(shè)商店時，上部住宅和辦公樓需要小開間，比較適合剪力墻結(jié)構(gòu)，下部商店需大開間，比較適合框架結(jié)構(gòu)。為滿足這種建筑功能要求，須將兩種結(jié)構(gòu)組合在一起。為完成這兩種體系轉(zhuǎn)換，需在其交界位置設(shè)置巨型轉(zhuǎn)換大梁，將上部剪力墻的力傳至下部柱子上?？蛑Ъ袅Y(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換梁接近一層樓高。4.3 高層與超高層建筑5、筒體結(jié)構(gòu) 由一個或多個筒體做承重結(jié)構(gòu)的高層建筑體系，適用于層數(shù)較多的高層建筑?？煞譃榭蛲搀w系、筒中筒體系、桁架筒體系、成束筒體系?？蛲搀w系：內(nèi)芯為剪力墻構(gòu)成的筒，周邊為框架結(jié)構(gòu)。筒中筒體系：當(dāng)周邊框架柱布置較密時，可將周邊框架視為外筒，則構(gòu)成筒中筒。桁架筒體系：在筒體結(jié)構(gòu)中，增加斜撐來抵抗水平

13、力，以進一步提高結(jié)構(gòu)承受水平荷載的能力，增加體系的剛度。成束筒體系：由多個筒體組成的筒體系。4.4 特種結(jié)構(gòu)4.4.1 煙囪 4.4.2 水塔 4.4.3 水池 煙囪：工業(yè)常用構(gòu)筑物，把煙氣排入高空的高聳結(jié)構(gòu)，能改善燃燒條件，減輕煙氣對環(huán)境污染。按建筑材料分有磚煙囪、鋼筋混凝土煙囪和鋼煙囪三類。外形多為園錐形。水塔：是儲水和配水的高聳結(jié)構(gòu)，是給水工程中常用的構(gòu)筑物，用來保持和調(diào)節(jié)給水管網(wǎng)中的水量和水壓。水池：和水塔一樣用于儲水，但水塔用支架和支筒支撐，而水池建造在地面和地下。4.4 特種結(jié)構(gòu)4.4.4 筒倉 4.4.5 核電站 筒倉：是儲存粒料和粉狀松散物（如谷物、面粉、水泥、碎煤、精礦粉等）的立式容器，可作為生產(chǎn)企業(yè)調(diào)節(jié)和短期貯存生產(chǎn)用的附屬設(shè)施，也可用于長期貯存糧食的倉庫 。核電站：是利用核能發(fā)電的設(shè)備。4.5 未來展望21世紀(jì)建筑發(fā)展的新觀念：是儲存粒料和粉狀松散物（如谷物、面粉、水泥、碎煤、精礦粉（1）生態(tài)觀正視生態(tài)困境、加強生態(tài)意識；（2）經(jīng)濟觀力臻人居環(huán)境建設(shè)活動與經(jīng)濟發(fā)展良性互動；（3）科技觀充分利用科學(xué)技術(shù)，推動經(jīng)濟發(fā)展和社會繁榮；（4）社會觀關(guān)懷最廣大人民群眾，重視社會發(fā)展的整體利益；（5）文化觀積極推動建筑文化和藝術(shù)的創(chuàng)造、發(fā)展和繁榮。經(jīng)常不斷地學(xué)習(xí),你就什么都知道。你知道得越