建筑結構湖南大學

第一章概論建筑與結構關系結構技術兩者關系課程目標結構技術主要指在既定結構基礎上采用的分析、設計方法及所涉及的建筑材料、施工技術等。建筑師在方案階段須滿足的結構三大原則：建筑功能優(yōu)先原則；構件受力合理原則；施工實際出發(fā)原則。建筑結構分類：可按結構采用的材料分類；按結構體系分類和按建筑物層數(shù)分類。通過本課程學習，使建筑專業(yè)學生在建筑設計中能具備結構總體知識，對結構體系、結構布置及結構形成有一定了解，并能對常用、簡單的結構進行計算；掌握常用結構體系的特點、適用情況，對所設計的建筑能熟練選擇結構體系，并估算其基本尺度。分類第二章建筑結構設計基本原理作用抗力分類效應一、作用，效應，抗力作用是指施加在結構上的集中或分布荷載以及引起結構外加變形或約束變形因素的總稱，包括直接作用和間接作用。由作用引起的結構或構件的反應稱為作用效應，直接作用和間接作用都能產生作用效應。結構或結構構件承受作用效應的能力稱為結構抗力，結構抗力與構件的截面尺寸、形式及材料等級有關。按照時間的變異，可將荷載分為永久荷載、可變荷載和偶然荷載；按照空間位置的變異可將荷載分為固定荷載和可動荷載；按照結構的反應可將荷載分為靜態(tài)荷載和動態(tài)荷載。定義分類二、極限狀態(tài)設計法第二章建筑結構設計基本原理結構可靠度是指在設計使用年限內和正常設計、正常施工及正常使用的條件下，完成結構功能要求的概率。結構功能要求主要包括安全性要求、適用性要求和耐久性要求。

建筑物的安全等級是根據結構破壞可能產生后果的嚴重程度進行劃分，共分為三級。整個結構或其中一部分，超過某一特定狀態(tài)就不能滿足設計規(guī)定的某一功能要求，此特定狀態(tài)稱為該功能的極限狀態(tài)。我國將結構的極限狀態(tài)分為承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)。材料性能分析方法第三章結構材料力學性能及結構分析方法材料性能與設計方法結構材料的主要力學性能指標有：強度、彈性、塑性、沖擊韌性與冷脆性、徐變和松弛等。此外材料還需滿足協(xié)同工作性能、耐久性、可加工性等性能要求。結構分析的內容有整體分析、最不利作用效應組合、簡化及假定可靠、力學平衡和變形協(xié)調等?；炷两Y構的分析方法主要有彈性分析方法、塑性內力重分布分析方法、塑性極限分析方法和彈塑性分析方法等。定義優(yōu)缺點第四章混凝土結構一、混凝土結構以混凝土為主要材料制作的結構稱為混凝土結構，包括素混凝土結構、鋼筋混凝土結構、型鋼混凝土結構、鋼管混凝土結構和預應力混凝土結構等。除了能合理利用鋼筋和混凝土兩者的材料性能優(yōu)勢外，主要優(yōu)點有就地取材、節(jié)約鋼材、耐久及耐火、可模性好、整體性好和剛度大等；其主要缺點有自重大、抗裂性差、建造較費工等。第四章混凝土土結構二、受彎構件正正截面定義破壞形態(tài)矩形截面配筋分分為單筋矩形截截面配筋和雙筋筋矩形截面配筋筋，只在截面受受拉區(qū)配置縱向向受力鋼筋的截截面稱為單筋矩矩形截面。正截截面破壞由彎矩矩引起。正截面承載力計計算基本假定有有：截面應變在在變形前后仍保保持平面；不考考慮混凝土的抗抗拉強度；混凝凝土受壓的應力力與應變關系為為已知；鋼筋的的應力取其應變變與其彈性模量量的乘積。為簡簡化計算，可將將受壓區(qū)混凝土土的壓應力圖形形用一個等效的的矩形壓應力圖圖形代替。基本假定單筋矩形截面正正截面破壞形態(tài)態(tài)有三類：超筋筋破壞、適筋破破壞和少筋破壞壞。工程中只允允許適筋破壞。。第四章混凝土土結構二、受彎構件正正截面公式構造要求為了使用和施工工上的可能和需需要,以及在計算中有有許多因素未考考慮（如溫度、、混凝土的收縮縮、徐變等）對對截面承載能力力帶來的不利影影響，在構件設設計時,除了要符合計算算結果外,還必須滿足一定定的構造要求，，這些構造要求求是人們在長期期實踐經驗基礎礎上總結出來的的,它可防止因在計計算中沒有考慮慮的因素影響而而導致構件的破破壞。第四章混凝土土結構三、受彎構件斜斜截面定義破壞形態(tài)實際工程中，構構件截面處于彎彎矩和剪力共同同作用的復合受受力狀態(tài)，其受受力和破壞特征征與正截面都不不同。當剪跨比較大時時，斜裂縫一旦旦出現(xiàn)，便迅速速向集中荷載作作用點延伸，并并很快形成臨界界斜裂縫，梁隨隨即破壞，稱之之為斜拉破壞；；剪壓破壞是指指當剪跨比適中中時，斜裂縫中中某一條發(fā)展為為臨界斜裂縫，，并向荷載作用用點緩慢發(fā)展，，剪壓區(qū)高度逐逐漸減小，最后后剪壓區(qū)混凝土土被壓碎；當剪剪跨比很小時，，荷載作用點與與支座間梁的腹腹部出現(xiàn)若干條條平行的斜裂縫縫，梁腹被這些些斜裂縫分割為為若干斜向短柱柱，最后因短柱柱混凝土被壓碎碎而破壞，稱之之為斜壓破壞。。第四章混凝土土結構公式構造鋼筋三、受彎構件斜斜截面在彎剪區(qū)段，梁梁除發(fā)生斜截面面破壞外，還可可能發(fā)生因斜截截面受彎承載力力不夠及錨固不不足的玻壞，因因此在考慮縱向向鋼筋彎起、截截斷及鋼筋錨固固時，還需在構構造上采取措施施，保證梁的斜斜截面受彎承載載力及鋼筋的錨錨固可靠。此外外還要注意箍筋筋構造要求問題題。第四章章混混凝土土結構構四、裂裂縫寬寬度驗驗算原因機理裂縫形形成的的原因因可分分為兩兩大類類：一一類是是由荷荷載引引起；；第二二類是是由變變形因因素（（非荷荷載））引起起，如如由材材料收收縮、、溫度度變化化、混混凝土土碳化化（鋼鋼筋銹銹蝕膨膨脹））以及及地基基不均均勻沉沉降等等原因因引起起的裂裂縫。。大多多數(shù)裂裂縫屬屬于第第一類類。規(guī)范采采用平平均裂裂縫寬寬度乘乘以擴擴大系系數(shù)的的方法法確定定最大大裂縫縫寬度度，平平均裂裂縫寬寬度應應等于于平均均裂縫縫間距距之間間沿鋼鋼筋水水平位位置處處鋼筋筋和混混凝土土總伸伸長之之差，，平均均裂縫縫間距距可按按下列列半理理論半半經驗驗公式式計算算。第四章章混混凝土土結構構五、撓撓度驗驗算機理公式撓度是是由于于混凝凝土材材料的的非線線性等等原因因導致致，受受彎構構件按按荷載載效應應的準準永久久組合合并考考慮荷荷載長長期作作用影影響計計算的的撓度度計算算，其其最大大值不不應大大于受受彎構構件的的撓度度限值值。第四章章混混凝土土結構構六、預預應力力混凝凝土定義應力損損失計算內內容預應力力混凝凝土是是在結結構承承受外外荷載載之前前，在在其受受拉部部位預預先人人為施施加壓壓力，，以抵抵消或或減少少外荷荷載產產生的的拉應應力，，使構構件在在正常常使用用的情情況下下不開開裂，，或裂裂縫開開得較較晚、、開展展寬度度較小小。預應力力損失失包括括:1.張拉端端錨具具變形形和鋼鋼筋內內縮；；2.預應力力鋼筋筋與孔孔道壁壁之間間的摩摩擦；；3.混凝土土加熱熱養(yǎng)護護時受受張拉拉的鋼鋼筋與與承受受拉力力的設設備之之間的的溫差差；4.預應力力鋼筋筋應力力松弛弛；5.混凝土土收縮縮和徐徐變；；6.螺旋式式預應應力鋼鋼筋作作配筋筋的環(huán)環(huán)形構構件由由于混混凝土土的局局部擠擠壓。。先張法法構件件混凝凝土預預壓前前的預預應力力損失失有1、2、3、4項，預預壓后后的預預應力力損失失有5；后張張法構構件混混凝土土預壓壓前的的預應應力損損失有有1、2項，預預壓后后的預預應力力損失失有4、5、6項。第四章章混混凝土土結構構七、樓樓蓋結結構類型計算方方法樓蓋按按結構構形式式可分分為：：單向向板肋肋梁樓樓蓋、、雙向向板肋肋梁樓樓蓋、、井式式樓蓋蓋、密密肋樓樓蓋和和無梁梁樓蓋蓋等；；按預應應力情情況可可以分分為：：鋼筋筋混凝凝土樓樓蓋和和預應應力混混凝土土樓蓋蓋兩種種；按施工工方法法可分分為：：現(xiàn)澆澆式、、裝配配式和和裝配配整體體式樓樓蓋?！，F(xiàn)澆板板肋梁梁樓蓋蓋的計計算理理論有有彈性性理論論和塑塑性理理論。。隨著著荷載載的增增加，，混凝凝土受受拉區(qū)區(qū)裂縫縫的出出現(xiàn)和和開展展，受受壓區(qū)區(qū)混凝凝土的的塑性性變形形，鋼鋼筋混混凝土土連續(xù)續(xù)梁的的內力力與荷荷載的的關系系是非非線性性的。。鋼筋筋混凝凝土連連續(xù)梁梁的內內力，，相對對于線線性彈彈性分分布發(fā)發(fā)生的的變化化，稱稱為內內力重重分布布現(xiàn)象象。第四章章混混凝土土結構構八、受受扭構構件類型計算原原則構件的的扭矩矩分為為兩種種類型型，第第一種種扭矩矩的大大小由由靜力力平衡衡條件件求得得，這這種扭扭矩稱稱為平平衡扭扭矩；；第二二種構構件的的扭轉轉大小小與構構件相相對剛剛度有有關，，這種種扭矩矩稱為為協(xié)調調扭矩矩。若構件件中還還有剪剪力作作用，，構件件的抗抗扭、、抗剪剪承載載力都都將降降低，，這便便是剪剪力和和扭矩矩的相相關性性。對對復合合受力力承載載力計計算，，只考考慮剪剪力和和扭矩矩之間間的相相關性性，再再將計計算結結果簡簡單疊疊加。。第四章章混混凝土土結構構九、軸軸心受受力構構件定義計算原原則當構件件軸向向力作作用線線與構構件截截面形形心軸軸線重重合時時，即即為軸軸心受受力構構件。。承受受軸心心拉力力的構構件稱稱為軸軸心受受拉構構件；；承受受軸心心壓力力的構構件稱稱為軸軸心受受壓構構件。。根據構構件的的長細細比的的不同同，軸軸心受受壓構構件可可分為為短柱柱和長長柱。。長柱柱的承承載力力低于于相同同條件件短柱柱的承承載力力，可可采用用引入入穩(wěn)定定系數(shù)數(shù)來考考慮長長柱縱縱向撓撓曲的的不利利影響響，穩(wěn)穩(wěn)定系系數(shù)小小于1.0且隨著著長細細比的的增大大而減減小。。軸心受受拉構構件開開始加加載時時軸向向拉力力很小小，混混凝土土和鋼鋼筋都都處在在彈性性受力力狀態(tài)態(tài)；構構件開開裂后后，混混凝土土退出出工作作，所所有外外力由由鋼筋筋承受受；最最后軸軸向拉拉力使使裂縫縫截面面處鋼鋼筋應應力達達到抗抗拉強強度，，此時時構件件進入入破壞壞階段段。第四章章混混凝土土結構構十、偏偏壓構構件附加彎彎矩破壞形態(tài)偏心受受壓構構件的的破壞壞形態(tài)態(tài)分為為大偏偏心受受壓和和小偏偏心受受壓破破壞。。大偏偏心受受壓破破壞是是由于于受拉拉鋼筋筋首先先達到到屈服服，然然后受受壓區(qū)區(qū)混凝凝土壓壓壞，，承載載力主主要取取決于于受拉拉鋼筋筋，故故稱為為受拉拉破壞壞；小小偏心心受壓壓破壞壞是由由于受受壓區(qū)區(qū)混凝凝土達達到其其抗壓壓強度度，遠遠離縱縱向力力一側側的鋼鋼筋，，一般般均未未達到到屈服服，近近縱向向力一一側的的鋼筋筋一般般均能能達到到屈服服，構構件承承載力力主要要取決決于受受壓區(qū)區(qū)混凝凝土，，故稱稱為受受壓破破壞。。鋼筋混混凝土土柱在在偏心心壓力力作用用下將將產生生撓曲曲變形形，并并產生生附加加彎矩矩，當當柱的的長細細比較較大時時，撓撓度的的影響響不容容忽視視，計計算中中須考考慮側側向撓撓度引引起的的附加加彎矩矩對構構件承承載力力的影影響。。第四章章混混凝土土結構構十、偏偏壓構構件：：對稱稱配筋筋計算公公式對稱配配筋是是采用用同一一種規(guī)規(guī)格的的鋼筋筋,且兩側側鋼筋筋面積積相等等、混混凝土土保護護層也也相等等。在對稱稱配筋筋情形形下，，由界界限破破壞荷荷載判判斷構構件的的大小小偏心心。對于大大偏心心受壓壓，有有對于小小偏心心受壓壓，有有第四章章混混凝土土結構構十一、、偏心心受力力構件件斜截截面機理公式在偏心心受壓壓和偏偏心受受拉構構件中中一般般都有有剪力力的存存在。。當壓壓應力力不超超過一一定范范圍時時，混混凝土土的抗抗剪強強度隨隨壓應應力的的增加加而提提高，，隨拉拉應力力的增增加而而減小小。偏心受壓構件件斜截面受剪剪承載力計算算公式為：偏心受拉構件件斜截面受剪剪承載力計算算公式為：砌體所用的黏黏土、砂、石石屬天然材料料，分布較廣廣；砌體的保溫、、隔熱、隔聲聲性能好；具有良好的耐耐火性和耐久久性；砌體結構施工工工藝簡單，，不需要模板板和特殊的施施工設備；砌體結構可以以節(jié)約鋼材、、水泥和木材材，造價低。。一、概況砌體的強度低低，構件截面面尺寸大，因因而結構自重重大；砌體的抗拉、、抗剪強度低低，砌體結構構的抗震性能能差；砌筑工作量大大，生產效率率低。第五章砌體體結構優(yōu)點缺點三、承載力計計算二、承載力計計算砌體結構房屋屋中的墻、柱柱是受壓構件件，當壓力作作用于構件截截面重心時，，稱為軸心受受壓構件，當當壓力作用于于構件截面重重心以外或同同時有軸向壓壓力和彎矩作作用時，稱為為偏心受壓構構件。第五章砌體體結構公式定義三、承載力計計算三、局部承壓壓計算當軸向壓力作作用于砌體的的部分截面上上時，砌體處處于局部受壓壓。根據局部部受壓面積上上的應力是否否均勻，砌體體局部受壓分分為局部均勻勻受壓和局部部不均勻受壓壓兩種情況。第五章砌體體結構公式定義房屋墻、柱的的靜力計算方方案，是指通通過對房屋的的空間受力性性能的分析，，根據房屋空空間剛度的大大小確定墻、、柱的計算簡簡圖。它是墻墻、柱內力分分析以及承載載力計算和相相應構造措施施的主要依據據。劃分依據據如下（表中中數(shù)字單位為為米）：三、承載力計計算四、房屋計算算方案屋蓋或樓蓋類別剛性方案剛彈性方案彈性方案1整體式、裝配整體和裝配式無檁體系鋼筋混凝土屋蓋或鋼筋混凝土樓蓋<3232～72>722裝配式有檁體系鋼筋混凝土屋蓋、輕鋼屋蓋和有密鋪望板的木屋蓋或木樓蓋<2020～48>483瓦材屋面的木屋蓋和輕鋼屋蓋<1616～36>36第五章砌體體結構五、過梁、墻墻梁、挑梁房屋中門、窗窗洞口上的梁梁，常稱為過過梁。常用的的過梁有磚砌砌平拱過梁、、鋼筋磚過梁梁和鋼筋混凝凝土過梁。過過梁除按受彎彎構件進行正正截面和斜截截面計算外，，有時還要進進行抗扭承載載力計算。由鋼筋混凝土土梁和梁以上上計算高度范范圍內的砌體體墻所組成的的共同受力構構件，稱為墻墻梁。墻梁的的計算較為復復雜，可參見見有關規(guī)范的的要求。挑梁是指一段段挑出墻體外外面，另一段段嵌入砌體墻墻內的懸挑構構件。通過自自身受彎、受受剪將荷載有有效地傳給承承重墻。挑梁除按受彎彎構件進行正正截面和斜截截面計算外，，還要進行抗抗傾覆驗算。。第五章砌體體結構挑梁過梁墻梁六、抗震設計計概要震害表明，破破壞主要體現(xiàn)現(xiàn)在：墻體破破壞、墻角破破壞、樓梯間間破壞、縱橫橫墻連接處破破壞以及樓蓋蓋、屋蓋破壞壞?？拐鹪O計中結結構布置要求求體現(xiàn)在：對對平面、立面面的布置要求求；房屋總高高度、層數(shù)及及層高限制；；房屋高寬比比限制；抗震震橫墻最大間間距要求及房房屋局部尺寸寸限值等方面面。砌體結構構造造要求很多、、很細，主要要有：構造柱柱設置、芯柱柱設置、圈梁梁設置、樓（（屋）蓋與承承重墻體連接接以及樓梯間間連接等內容容。第五章砌體體結構構造要求破壞類型結構布置一、概況第六章鋼結結構選材原則優(yōu)缺點材料類型鋼結構優(yōu)點有有：強度高，，重量輕；材材性好，可靠靠性高；工業(yè)業(yè)化程度高，，工期短；抗抗震性能好；；耐熱性好。。鋼結構的缺缺點也影響鋼鋼結構的應用用：耐銹蝕性性差；耐火性性差。鋼材主要為熱熱軋成型的鋼鋼板、型鋼以以及冷彎成型型的薄壁型鋼鋼以及熱軋成成型鋼管和冷冷彎成型焊接接鋼管。鋼板板有薄板、厚厚板、特厚板板和扁鋼等；；型鋼有角鋼鋼、工字型鋼鋼、槽鋼和H型鋼、鋼管等等；冷彎薄壁壁型鋼采用薄薄鋼板冷軋而而制成，其截截面形式及尺尺寸按合理方方案設計。選用鋼材應考考慮以下特點點：結構的重重要性；荷載載的性質；連連接方法；受受力性質及工工作溫度。二、拉彎構件件第六章鋼結結構設計原則定義破壞準則拉彎構件是指指構件不僅承承受軸向拉力力還承受彎矩矩，分為單向向拉彎構件和和雙向拉彎構構件。構件破壞準則則采用邊緣纖纖維屈服準則則：在構件受受力最大截面面上，截面邊邊緣處的最大大應力達到屈屈服時即認為為拉彎構件達達到了強度計計算準則。拉彎構件承受受軸向拉力和和彎矩，當彎彎矩不大時，，構件以軸向向拉力為主，，它的剛度計計算方法及容容許長細比要要求均同軸心心受拉構件；；當彎矩較大大時，不僅應應計算構件長長細比是否滿滿足要求，還還要進行撓度度計算。三、壓彎構件件第六章鋼結結構局部失穩(wěn)定義計算原則構件受到沿桿桿軸方向的壓壓力和繞截面面形心主軸的的彎矩作用，，稱為壓彎構構件。彎矩可可以由偏心軸軸力引起，這這時稱為偏壓壓構件。承載力計算包包括三個內容容：承載力計計算；整體穩(wěn)穩(wěn)定計算和局局部穩(wěn)定計算算。整體穩(wěn)定定又包括單向向平面內整體體穩(wěn)定及單向向平面外整體體穩(wěn)定，均可可由平衡微分分方程可得出出。原則中不允許許板件發(fā)生局局部失穩(wěn)，要要求局部屈曲曲臨界應力應應大于鋼材屈屈服強度或大大于構件的整整體穩(wěn)定臨界界應力。設計上則將保保證局部穩(wěn)定定的要求轉化化為對板件寬寬厚比的限制制來體現(xiàn)。四、構件連接接第六章鋼結結構焊接螺栓連接焊接連接是現(xiàn)現(xiàn)代鋼結構最最主要的連接接方式，它的的優(yōu)點是任何何形狀的結構構都可用焊縫縫連接，構造造簡單。焊縫縫連接方法最最常用的有電電弧焊、電渣渣焊、電阻焊焊和氣焊。普通螺栓按受受力不同分為為剪力螺栓和和拉力螺栓。。剪力螺栓的的工作原理是是當外力并不不大時由構件件間的摩擦力力來傳遞外力力，當構件之之間出現(xiàn)相對對滑移，螺栓栓開始接觸構構件的孔壁而而受剪，孔壁壁則受壓；拉拉力螺栓的工工作原理是在在受拉螺栓連連接中，外力力使被連接構構件的接觸面面互相脫開而而使螺栓受拉拉，最后螺栓栓被拉斷而破破壞。一、概況第七章木結結構定義分類木結構是指以以木材為主要要受力體系的的工程結構，，其主要優(yōu)點點有：資源再再生產容易；；有較好的保保溫隔熱性能能；建造方便便；具有較好好的抗震性能能。同時也存存在各向異性性、木材容易易腐蝕、易于于燃燒等缺點點。木材按照其加加工方式不同同主要分為原原木、鋸材和和膠合材三類類。原木為經經去皮后的樹樹干直接用做做結構的構件件；鋸材為樹樹干經去皮處處理后切割成成一定長度、、斷面的材料料；以木材為為原料通過膠膠合壓制成矩矩形材和板材材的總稱為膠膠合材。二、軸力構件件軸拉構件軸壓構件第七章木結結構軸心受拉構件件是所受拉力力通過截面形形心的構件。。其控制截面面出現(xiàn)在該構構件與其他構構件連接處或或構件截面因因開槽、開孔孔等的削弱處處。軸心受壓構件件的破壞形式式有強度破壞壞和整體失穩(wěn)穩(wěn)。當軸心受受壓構件的截截面無削弱時時一般不會發(fā)發(fā)生強度破壞壞；當軸心受受壓構件的截截面有較大削削弱時，則有有可能在削弱弱處發(fā)生強度度破壞。軸心受壓構件件承載力很大大程度上取決決于構件的長長細比。長細細比越大，承承載力越低。。計算長細比比時均按全截截面面積和全全截面慣性矩矩計算，即不不考慮缺孔影影響。三、受彎構件件定義計算準則第七章木結結構只受彎矩作用用或受彎矩與與剪力共同作作用的構件稱稱為受彎構件件。按彎曲變變形情況不同同，受彎構件件分為單向彎彎曲和雙向彎彎曲或稱為斜斜彎曲。受彎構件的抗抗彎承載能力力一般可按彎彎矩最大處截截面進行驗算算，但對被削削弱截面處，，應對該截面面進行驗算。。受彎構件受到到彎矩作用時時，截面受壓壓側類同于壓壓桿，當壓應應力達到一定定值時有受壓壓屈曲的傾向向。受彎構件件抵抗平面外外失穩(wěn)的能力力與側向抗彎彎剛度和抗扭扭剛度有關。。四、構件連接接方式齒連接第七章木結結構木材常見的連連接方法有榫榫卯連接、齒齒連接、螺栓栓連接、釘連連接和鍵連接接等方式。榫榫卯連接是中中國古代匠師師創(chuàng)造的一種種連接方式；；齒連接是用用于傳統(tǒng)木桁桁架節(jié)點的連連接方式；螺螺栓和釘?shù)墓すぷ髟硐嗤?，螺栓和釘釘主要承受剪剪力；鍵連接接有受力性能能較好的板銷銷連接和鋼鍵鍵連接。齒連接在構造造上應符合的的規(guī)定有：齒齒連接的承壓壓面應與所連連接的壓桿軸軸線垂直；單單齒連接應使使壓桿軸線通通過承壓面中中心；木桁架架支座節(jié)點的的上弦軸線和和支座反力的的作用線當采采用方木或板板材時，宜于于下弦凈截面面的中心線交交匯于一點，，當采用原木木時，可與下下弦毛截面的的中心線交匯匯于一點，此此時核算處的的截面可按軸軸心受拉驗算算。一、廠房構構成第八章單單層工業(yè)廠廠房根據組成構構件的作用用功能不同同，可將單單層廠房的的組成構件件分為屋蓋蓋結構、縱縱橫向平面面排架結構構和圍護結結構。定義組成二、牛腿設設計第八章單單層工業(yè)廠廠房計算模型定義牛腿按承受受的豎向荷荷載合力作作用點至牛牛腿根部柱柱邊緣水平平距離的不不同分為短短牛腿和長長牛腿兩類類。一、概況第九章多多高層鋼筋筋混凝土結結構特點定義我國《高層建筑混混凝土結構構技術規(guī)程程》規(guī)定10層及10層以上的住住宅建筑或或高度超過過24m的公共建筑筑稱為高層層建筑，1至3層建筑為低低層建筑，，層數(shù)介于于高層和低低層之間的的建筑為多多層建筑，，高度超過過100m的建筑稱為為超高層建建筑。我國高層建建筑的主要要特點有：：高度越來來越高；超超限、復雜雜的高層建建筑越來越越多；高強強混凝土及及高強鋼筋筋的廣泛使使用；鋼—混凝土組合合構件發(fā)展展迅速；框框架—核心筒結構構廣泛使用用。受力特點是是水平作用用（風荷載載和地震作作用）占主主導地位。。二、結構布布置第九章多多高層鋼筋筋混凝土結結構立面平面平面布置一一般原則：：平面長度度不宜過長長，突出部部分長度不不宜過大；；結構應盡盡可能簡單單、規(guī)則、、均勻、對對稱；結構構質量中心心與剛度中中心重合，，減少扭轉轉；控制樓樓板開洞面面積大小及及洞邊至建建筑外邊緣緣距離；妥妥善處理溫溫度、地基基不均勻沉沉降以及地地震等因素素對建筑的的影響。立面布置一一般原則，，避免有大大的外挑或或內收；結結構的側向向剛度宜下下大上小，，均勻變化化，避免側側向剛度不不規(guī)則和樓樓層承載力力突變，并并盡量少采采用轉換層層結構；為為保證高層層建筑有良良好的抗震震性能，宜宜設置地下下室。三、框架結結構第九章多多高層鋼筋筋混凝土結結構計算簡圖特點采用梁柱等等桿件剛接接組成空間間體系，作作為建筑物物承重骨架架的結構稱稱為框架結結構。它的的特點是承承受豎向荷荷載的能力力較強，承承受水平荷荷載的能力力較弱，因因而高度受受到限制。。計算簡圖的的基本假定定，一是框框架只在其其自身平面面內有剛度度，平面外外剛度很小小，可忽略略；二是樓樓板在其自自身平面內內剛度無限限大。以上上二假定確確定了水平平荷載在各各抗側力結結構間的分分配原則，，從而計算算其內力和和側移。四、各類結結構第九章多多高層鋼筋筋混凝土結結構計算分類利用建筑物物墻體構成成的承受水水平作用和和豎向作用用的結構稱稱為剪力墻墻結構。由由剪力墻與與框架形成成的結構稱稱為框-剪結構；內內外均為剪剪力墻的結結構成為筒筒體結構(包括框筒、、桁架筒、、筒中筒和和束筒結構構)。加大外框框筒的柱距距，減小梁梁的高度，，周邊形成成稀柱框架架，并在平平面中心設設置內筒，，形成了框框架—核心筒結構構。這些結結構的特點點是具有很很強的側向向和豎向剛剛度，抵抗抗水平作用用的能力強強，空間整整體性好。?？拐鹉芰α?。以上結構的的計算均采采用空間結結構的分析析軟件進行行，同時在在設計中特特別注重施施工過程的的真實受力力模擬。五、混合結結構第九章多多高層鋼筋筋混凝土結結構特點定義高層建筑混混合結構是是指梁、板板、柱、剪剪力墻和筒筒體或結構構的一部分分，采用鋼鋼筋混凝土土、鋼骨混混凝土、鋼鋼—混凝土組合合樓板等構構件組成的的高層建筑筑結構。鋼骨混凝土土構件指在在鋼骨周圍圍配置鋼筋筋并澆筑混混凝土的構構件，簡稱稱為SRC，用于梁板板結構中。。鋼管混凝凝土構件指指在鋼管內內填充混凝凝土的構件件，簡稱為為CFST，用于柱構構件中。鋼鋼板混凝土土剪力墻指指在普通鋼鋼筋混凝土土剪力墻內內埋設鋼板板，仍用于于剪力墻構構件。鋼—混凝土組合合樓蓋指樓樓蓋中利用用鋼梁或壓壓型鋼板承承受截面彎彎矩產生的的拉應力，，混凝土承承受壓應力力的樓板。。一、土體特特性第十章地地基與基礎礎承載力土體分類地基土可分分為巖石、、碎石土、、砂土、粉粉土、黏性性土和人工工填土。根根據土體組組成和成因因，人工填填土可以分分為素填土土、雜填土土、沖填土土和壓實填填土。地基承載力力是地基按按正常使用用極限狀態(tài)態(tài)設計時單單位面積所所能承受的的最大應力力值。地基基承載力特特征值由載載荷試驗或或其他原位位測試、公公式計算，，并結合工工程實踐經經驗等方法法綜合確定定。當基礎礎寬度大于于3m或埋置深度度大于0.5m時，地基承承載力特征征值應當修修正。二、獨立基基礎第十章地地基與基礎礎原則設計內容基礎設計內內容包括以以滿足地基基承載力條條件確定基基礎底板尺尺寸；以滿滿足受沖切切承載力、、受剪承載載力條件驗驗算基礎高高度，以滿滿足底板受受彎承載力力條件計算算基礎底板板受力配筋筋。基礎底面尺尺寸是根據據地基承載載力條件、、地基變形形條件和上上部結構荷荷載條件確確定的。獨獨立基礎高高度除應滿滿足構造要要求外，還還應根據柱柱與基礎交交接處混凝凝土抗沖切切承載力要要求確定。。底板鋼筋筋可根據鋼鋼筋長度大大小在邊緣緣予以剪短短并交錯設設置。一、剛架結結構第十一章大大跨度結結構類型受力特點梁、柱桿件件剛性連接接，梁起坡。。梁柱合一的的剛架仍是是橫向受彎彎為主的結結構，但梁梁柱剛接的的相互約束束減少了梁梁跨中與柱柱內彎矩，，內力雖有有軸力，但但以彎矩為為主，這是是其承荷傳傳力的基本本特性。按結構形式式分：無鉸剛架、兩鉸剛架、三鉸剛架架按材料分：：膠合木剛架架、鋼剛架（實腹式、、格構式））、混凝土土剛架一、剛架結結構第十一章大大跨度結結構單層剛架基基本尺度二、桁架（（屋架）結結構第十一章大大跨度結結構類型受力特點桁架（屋架）的受力以軸軸力為主，，各桿是承承受拉（壓壓）力的二二力桿件，，受力狀態(tài)態(tài)比梁合理理，計算簡簡單、施工工方便、自自重較輕、、適應性強強。但結構構高度大，，側向剛度度小，為保保證其側向向穩(wěn)定而設設置的支撐撐往往耗費費過多的材材料，為了了構造和制制作的方便便往往采取取由最大內內力控制的的等截面桿桿件而使材材料未盡其其用。按外形分：三角形、梯形、拋物物形型、折折線型、平平行弦型等按材料分：：木屋架，鋼鋼—木組合合屋架、鋼鋼屋架、輕輕型鋼屋架架、鋼筋混混凝土屋架架等按受力特點點分：橋式屋架、、無斜腹桿桿屋架、剛剛接桁架、、立體桁架架等二、桁架（（屋架）結結構第十一章大大跨度結結構木桁架、鋼鋼-木組合桁架架主要形式及及尺度跨高比約1/5-1/7三角形桁架架跨度≤18m弧形、梯形形桁架跨度度約18-24m二、桁架（（屋架）結結構第十一章大大跨度結結構鋼筋混凝土土桁架主要形式及及尺度普通混凝土土桁架適宜宜跨度：15-24m預應力混凝凝土桁架適適宜跨度：：18-36m二、桁架（（屋架）結結構第十一章大大跨度結結構鋼桁架主要形式及及尺度高跨比：1/10~1/5適宜跨度：：40－90m間隔：約9－15m（采用輕型型屋面）二、桁架（（屋架）結結構第十一章大大跨度結結構桁架結構布布置及支撐撐體系二、桁架（（屋架）結結構第十一章大大跨度結結構工程實例I國家體育館館鳥巢二、桁架（（屋架）結結構第十一章大大跨度結結構工程實例-國家體育館館鳥巢三、拱結構構第十一章大大跨度結結構類型受力特點拱結構桿軸為凸向向外荷載的的曲線，在在豎向荷載載作用下產產生推力并并以軸向受受壓為主，，而拱腳支支座的水平平推力能抵抵消豎向荷荷載引起的的彎矩作用用，從而減減少拱桿的的彎矩峰值值。在均布荷載載下讓拱完全沒沒有彎矩只只有壓應力力的曲線形形式為倒懸懸鏈形，其受力最經濟合理理，但施工工不便，且且活荷載的的影響使荷荷載變化，，故一般做做成圓弧形形、拋物線形。。按結構組成成和支承方方式分：三鉸拱、兩兩鉸拱、無無鉸拱按材料分：：木拱、磚拱拱、石拱、、鋼筋混凝凝土拱、鋼鋼拱按截面形式式分：實體拱、格構式拱（（截面高大大于1.5m時）、板式拱三、拱結構構第十一章大大跨度結結構拱的基本尺尺度實腹式拱高跨比：砼砼1/40~1/30、鋼1/30~1/80矢高：f＝1/5~1/7且≮1/10適宜跨度：：80m左右間隔：約9－15m桁架式拱（（格構式拱拱）高跨比：1/60~1/30適宜跨度：：80m以上間隔：約9－15m三、拱結構構第十一章大大跨度結結構工程實例—日本Hakuryu體育館四、薄殼結結構第十一章大大跨度結結構類型受力特點雙向直接傳傳力—強度大極大空間剛剛度——剛度大屋面承重合合一——板板架合一，材盡其用用按高斯曲率分：正高斯曲率率（K＞0）曲面，如球球面、橢球球面、拋物物面等零高斯曲率率（K=0）曲面，如圓圓柱面、圓圓錐面等負高斯曲率（K＜0）曲面，如單葉雙曲面面等按形成的幾幾何特點分分：旋轉曲面平移曲面直紋曲面（雙曲拋物物面、柱面與柱狀狀面、錐面與錐狀狀面）四、薄殼結結構第十一章大大跨度結結構薄殼結構主要形式及及尺度筒殼筒殼有邊梁梁和橫隔板板以縱向直直線兩端為為其支座或四邊支承，L1/L2小于1為短殼，反反之為長殼殼，矢高?1不應小于L2/8，殼體截面的的總高度≥≥(1/15~1/10)L1長殼的厚度度t=(1/500~1/300)L1，且≥50mm。球殼殼板厚t一般由構造造要求定，，可取球殼殼半徑的1/600，對于現(xiàn)澆澆鋼筋混凝凝土球殼其其厚度應≥40mm，對于裝配配整體式球球殼其厚度度應≥30mm，殼板邊緣緣應局部加加厚，加厚厚范圍一般般不小于殼殼體直徑的的1/12~1/10，增加的厚厚度不小于于殼體中間間部分的厚厚度。四、薄殼結結構第十一章大大跨度結結構薄殼結構主要形式及及尺度雙曲扁殼雙曲扁殼矢矢高與底面面短邊之比比應不大于于1/5，但也不能能太扁以避避免向平板板轉化。當雙面扁殼殼雙面曲率率不等時，，較大曲率率與較小曲曲率之比，，以及底面面長邊與短短邊之比，，均不宜超超過2。雙曲扁殼殼允許傾斜斜放置，但但殼體底平平面的最大大傾角不宜宜超過10°，其它它尺度度要求求同球球殼。。雙曲拋拋物面面殼殼厚尺尺度要要求同同球殼殼，但但在靠靠近邊邊緣1/10短邊長長范圍圍內殼殼板應應加厚厚。對對于組組合型型扭殼殼，在在屋脊脊交接接縫附附近的的局部部區(qū)域域還應應逐漸漸加厚厚到3～4倍殼厚厚，加加厚范范圍需需滿足足受力力要求求，但但不小小于短短邊邊邊長的的1/10，同時時應使使加厚厚部分分光滑滑地過過渡。。四、薄薄殼結結構第十一一章大大跨跨度結結構工程實實例—羅馬小小體育育宮四、薄薄殼結結構第十一一章大大跨跨度結結構工程實實例—羅馬小小體育育宮五、折折板結結構第十一一章大大跨跨度結結構類型受力特特點折板是以一一定角角度整整體聯(lián)聯(lián)系的的薄板板體系系。折折板結結構通通過折折縫和和端部部支座座或中中部橫橫隔的的加勁勁作用用，能能形成成具有有折線線形橫橫截面面的梁梁、剛剛架、、拱或或穹頂頂?shù)冉Y結構，，是一一種雙雙向受受力與與傳力力體系系，橫橫向靠靠多跨跨連續(xù)續(xù)板傳傳力，，縱向向靠側側縫及及兩側側斜板板傳力力。故故受力力性能能良好好，又又因主主要是是板式式結構構，構構造簡簡單、、施工工方便便、模模板消消耗少少。折板結結構的的形式式主要要分為為有邊邊梁的的和無無邊梁梁的兩兩種。。無邊邊梁的的折板板由若若干等等厚度度的平平板和和橫隔隔構件件組成成，預預制V形折板板就是是其中中的一一種。。有邊邊梁的的折板板一般般為現(xiàn)現(xiàn)澆結結構，，由板板、邊邊梁和和橫隔隔構件件三部部分組組成，，與筒筒殼類類似。。邊梁梁的間間距L2通常也也稱為為波長長，橫橫隔的的間距距L1稱為跨跨度。。五、折折板結結構第十一一章大大跨跨度結結構折板的的基本本尺度度五、折折板結結構第十一一章大大跨跨度結結構工程實實例聯(lián)合國國教科科文組組織會會議大大廳六、網網架結結構第十一一章大大跨跨度結結構類型受力特特點由許多多桿件件按照照一定定規(guī)律律組成成的網網狀結結構，，是一一種受受力性性能很很好的的空間間高次次超靜靜定結結構體體系。。整體為為三維受受力，各桿桿件主主要承承受軸軸向力力，能能充分分發(fā)揮揮材料料強度度，鋼鋼網架架比傳統(tǒng)統(tǒng)的鋼鋼結構構節(jié)省省20%～30%的用鋼鋼量。按外形形可分分為：平板型型網架架，平板型型網架架都是是雙層層的殼形網網架，有單層層、雙雙層，，單曲曲、雙雙曲等等形狀狀按材料料分：：鋼筋混混凝土土網架架、木網架架、鋼木組組合網網架、、鋼網網架按結構構體系系分：交叉桁桁架體體系（（兩向向或三三向交交叉））、角角錐體體系（（三角角、四四角等等）六、網網架結結構第十一一章大大跨跨度結結構平板網網架結結構尺度網架的的高度度與短短向跨跨度之之比一一般為為：跨度＜＜30m時，約約為1/10~1/14跨度=30~60m時，約約為1/12~1/16跨度＞＞60m時，約約為1/14~1/20。網格尺尺寸與與網架架短向向跨度度之比比一般般為：：跨度＜＜30m時，約約為1/8~1/12跨度=30~60m，約為為1/10~1/16跨度＞＞60m時，約約為1/12~1/20。六、網網架結結構第十一一章大大跨跨度結結構網殼結結構尺度柱面網網殼的的矢跨跨比可可取1/4~1/8，單層柱柱面網網殼的的矢跨跨比宜宜大于于1/5，球面網網殼的的矢跨跨比一一般取取1/2~1/7。矢跨比比對建建筑體體型有有直接接影響響，也也是影影響網網殼結結構內內力的的主要要因素素之一一。矢矢跨比比越大大，網網殼表表面積積越大大，屋屋面材材料及及用鋼鋼量增增加，，室內內空間間大，，使用用期間間能耗耗大，，但可可減少少推力力，降降低下下部結結構的的造價價；矢矢跨比比越小小，材材料消消耗量量相應應減少少，但但側推推力增增加，，從而而提高高了下下部結結構的的造價價。六、網網架結結構第十一一章大大跨跨度結結構鋼網殼殼工程程實例例I國家大大劇院院六、網網架結結構第十一一章大大跨跨度結結構木網殼殼工程程實例例I蓬皮杜杜中心心新館館七、懸懸索結結構第十一一章大大跨跨度結結構類型受力特特點懸索是是以一一系列列受拉拉的索索作為為主要要承重重構件件，這這些索索按一一定規(guī)規(guī)律組組成各各種不不同形形式的的體系系，并并懸掛掛在相相應的的支承承結構構上。懸索的的荷載載與位位移、、荷載載與索索力的的關系系曲線線呈非非線性性，是是動態(tài)態(tài)變化化的，，懸索索是一一種可可變體體系，，其平平衡形形式隨隨荷載載分布布方式式而變變化。為使懸懸索結結構具具有足足夠的的形狀狀穩(wěn)定定性，，應在在懸索索體系系內建建立適適當?shù)牡念A應應力，，使懸懸索繃繃緊。單層懸懸索加加重屋屋面預應力力“懸懸掛薄薄殼””預應力力雙層層索系系、預應力力索網網勁性懸懸索橫向加加勁平平行索索系——索-梁(桁)體系、索-拱體系系七、懸懸索結結構第十一一章大大跨跨度結結構懸索結結構尺度單層索索系：：承重重索垂垂跨比比1/20～1/10雙層索索系：：承重重索垂垂跨比比1/20～1/15穩(wěn)定索索拱跨跨比1/30～1/20鞍形索索網：：承重重索垂垂跨比比1/20～1/10穩(wěn)定索索拱跨跨比1/30～1/15七、懸懸索結結構第十一一章大大跨跨度結結構單層懸懸索工工程實實例美國華華盛頓頓杜勒斯斯機場場候機機廳七、懸懸索結結構第十一一章大大跨跨度結結構預應力力索網網工程程實例例七、懸懸索結結構第十一一章大大跨跨度結結構預應力力索網網工程程實例例美國雷雷里體體育館館TheRaleighArena,USA(a剖面Sectionb立面Elevation)七、懸懸索結結構第十一一章大大跨跨度結結構預應力力索網網工程程實例例美國雷雷里體體育館館TheRaleighArena(c平面d索水平平力的的傳遞遞e拱截面面f屋面做做法與與鋼牽牽索g拱腳處處預應應力混混凝土土拉桿桿)八、薄膜結構構第十一章大大跨度結構類型特點薄膜是一塊薄薄到實際上只只能產生拉力力的材料，雖然薄膜是一一種雙向抵抗抗結構，但它它不能產生明明顯彎曲應力力，薄膜的承載能能力只能來源源于在它面內內的薄膜應力力，薄膜以類似雙雙向懸索作用用來支承荷載載。薄膜結構自重輕、強度度大、不透水水、造型自由由、透光性好好、自潔性好好、造價低、、工期短，是建筑與結構構完美結合的的一種結構體體系。充氣膜結構（（1）氣承式式膜結構（2）氣囊式膜膜結構張拉式（懸掛掛式）膜結構構骨架支撐式膜膜結構“索穹頂”—預應力空間索索系及薄膜覆覆蓋八、薄膜結構構第十一章大大跨度結構薄膜結構材料目前常用的兩兩類膜材：1.玻璃纖維結構構(GlassFabric)＋聚四氟乙烯(PTFE)涂層永久性膜材2.聚酯纖維結構構(PolyesterFabric)＋聚氯乙烯(PVC)涂層＋聚偏氟乙烯烯(PVDF)面層半永久性膜材八、薄膜結構構第十一章大大跨度結構氣承式膜結構構實例東京棒球館TheTokyoDome(202m)八、薄膜結構構第十一章大大跨度結構氣囊式膜結構構實例1970大阪博覽會富富士集團展館館八、薄膜結構構第十一章大大跨度結構懸掛式膜結構構實例利雅特體育場場八、薄膜結構構第十一章大大跨度結構骨架式膜結構實例國家游泳中心心—水立方九、組合空間間結構第十一章大大跨度結構組合方式特點組合結構利用不同型式式結構受力性性能的不同，，或利用不同同材料強度性性能的不同，，使各種結構構充分發(fā)揮各各自的特長，，使各種材料料取長補短共共同工作，有有時還可使承承重結構與圍圍護結構合二二為一，達到到了材盡其用用之目的。組組合空間結構構不僅傳力合合理、技術先先進，而且可可以綜合各種種建筑結構的的優(yōu)勢,揚長補短。組合空間結構構是由剛架、、桁架、拱、、殼體、網架架、懸索、薄薄膜等結構中中的兩種或三三種結構單元元組合成一種種新的結構。常以巨大的剛剛架、拱、懸懸索或斜拉結結構形成巨型型骨架，勾劃劃出建筑造型型的主輪廓。。以巨型骨架架、側邊構件件或周邊承重重結構作為支支座，在其上上布置平板網網架、網殼、、懸索、薄膜膜等屋蓋，形形成風格各異異的屋面，可可以形成外形形輕巧、造型型豐富的建筑筑體型。1.剛架—索組合空間結結構2.拱—網架組合空間間結構3.拱—懸索組合空間間結構4.懸索拱—交叉索網組合合空間結構5.懸索—交叉索網組合合空間結構6.張弦梁結構7.其它組合結構構九、組合空間間結構第十一章大大跨度結構常見組合空間間結構形式九、組合空間間結構第十一章大大跨度結構張弦梁結構工程實例例上海浦東國際際機場候機樓樓九、組合空間間結構第十一章大大跨度結構張弦梁結構工程實例例上海浦東國際際機場候機樓樓一、基本知識識第十二