建筑結(jié)構(gòu)概論

株洲藍盾鳥瞰圖：鋼筋混凝土框架-剪力墻結(jié)構(gòu)5/8/20241建筑結(jié)構(gòu)概論緒論建筑結(jié)構(gòu)——承重體系

由若干構(gòu)件連接而成的能承受建筑物上各種作用的平面或空間體系（骨架體系）。一、建筑結(jié)構(gòu)的概念及分類緒論一、建筑結(jié)構(gòu)的概念及分類作用——

使結(jié)構(gòu)或構(gòu)件產(chǎn)生效應（內(nèi)力、變形、裂縫）的各種原因的總稱。作用間接作用：直接作用：指施加在結(jié)構(gòu)上的集中力或分布力系即荷載。指引起結(jié)構(gòu)外加變形或約束變形的原因。如混凝土的收縮、溫度變化、基礎(chǔ)沉降差、地震等5/8/20242建筑結(jié)構(gòu)概論緒論結(jié)構(gòu)構(gòu)件——承重構(gòu)件

組成結(jié)構(gòu)的最小基本單元：如梁、柱、板、墻、基礎(chǔ)等一、建筑結(jié)構(gòu)的概念及分類緒論一、建筑結(jié)構(gòu)的概念及分類梁——（橫為梁），形狀瘦長，斷面形狀各異柱——（豎為柱），形狀瘦長，斷面形狀各異板——相對它的長度和寬度，厚度很薄，斷面形狀各異（平擺居多）墻——豎擺的板基礎(chǔ)——多埋置于地下的分力構(gòu)件（種類繁多）5/8/20243建筑結(jié)構(gòu)概論（一）建筑結(jié)構(gòu)按建造材料的不同分類緒論一、建筑結(jié)構(gòu)的概念及分類1.混凝土結(jié)構(gòu)——紅日當頭混凝土是人工石材，它由石子、砂粒、水泥、外加劑和水按一定比例拌合而成，簡稱“砼”。混凝土材料像天然石材一樣，承受壓力的能力很強，但抵抗拉力的能力卻很弱。而鋼材則不然，其抗壓和抗拉的能力都很強。于是，人們利用兩種材料各自的特點，把它們有機地結(jié)合在一起共同工作，形成了用于工程實際的以混凝土為主制作的結(jié)構(gòu)5/8/20244建筑結(jié)構(gòu)概論鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)商住樓5/8/20245建筑結(jié)構(gòu)概論鋼筋混凝土框架柱筋安裝5/8/20246建筑結(jié)構(gòu)概論緒論一、建筑結(jié)構(gòu)的概念及分類2.砌體結(jié)構(gòu)——走向沒落由塊體（磚、石材、各種砌塊）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)，包括磚砌體結(jié)構(gòu)、石砌體結(jié)構(gòu)和砌塊砌體結(jié)構(gòu)。3.鋼結(jié)構(gòu)——發(fā)展方向是超高層、大跨度和特殊造型。以鋼材為主制作的結(jié)構(gòu)。4.木結(jié)構(gòu)——暗無天日全部或大部分用木材制作的結(jié)構(gòu)。素混凝土結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、預應力混凝土結(jié)構(gòu)和鋼管混凝土結(jié)構(gòu)、鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)、纖維混凝土結(jié)構(gòu)等。土木工程中常用的砼結(jié)構(gòu)主要包括:5/8/20247建筑結(jié)構(gòu)概論裝配式鋼框架結(jié)構(gòu)5/8/20248建筑結(jié)構(gòu)概論燒結(jié)粘土磚砌體結(jié)構(gòu)5/8/20249建筑結(jié)構(gòu)概論粘土磚砌體結(jié)構(gòu)5/8/202410建筑結(jié)構(gòu)概論北京鳥巢---鋼結(jié)構(gòu)5/8/202411建筑結(jié)構(gòu)概論北京故宮太和殿—木結(jié)構(gòu)5/8/202412建筑結(jié)構(gòu)概論1.混合結(jié)構(gòu)體系——

主要承重構(gòu)件由不同的材料組成的房屋。如房屋的樓蓋和屋蓋采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)（或木結(jié)構(gòu)），而墻、柱基礎(chǔ)等豎向承重構(gòu)件采用砌體材料。（二）建筑結(jié)構(gòu)按承重結(jié)構(gòu)類型的不同分類緒論一、建筑結(jié)構(gòu)的概念及分類結(jié)構(gòu)布置方案縱橫墻承重方案內(nèi)框架承重方案橫墻承重方案縱墻承重方案5/8/202413建筑結(jié)構(gòu)概論2.框架結(jié)構(gòu)體系——

以由鋼筋混凝土梁、柱組成的框架作為豎向承重和抗水平作用的結(jié)構(gòu)體系。緒論一、建筑結(jié)構(gòu)的概念及分類

優(yōu)點：建筑室內(nèi)空間布置靈活，平面和立面變化豐富。

缺點：在水平荷載作用下，結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度較小，水平位移較大，故稱其為柔性結(jié)構(gòu)體系?？蚣芙Y(jié)構(gòu)抗震性能較差，適用于非抗震設(shè)計、層數(shù)較少、建造高度不超過60m的建筑中。5/8/202414建筑結(jié)構(gòu)概論

利用建筑物的鋼筋混凝土墻體作為抗側(cè)力構(gòu)件并同時承受豎向荷載的結(jié)構(gòu)體系。緒論一、建筑結(jié)構(gòu)的概念及分類

優(yōu)點：結(jié)構(gòu)整體性好，剛度大、抗側(cè)力性能好，同時抗震性能也較好。適宜于建造高層建筑，一般在10～40層范圍內(nèi)都可采用，在20～30層的房屋中應用較為泛。缺點：剪力墻間距太小(3～8m)，平面布置往往受到限制而不夠靈活。3.剪力墻結(jié)構(gòu)體系——5/8/202415建筑結(jié)構(gòu)概論

在框架結(jié)構(gòu)中布置一定數(shù)量的剪力墻可以組成框架—剪力墻結(jié)構(gòu)，豎向荷載主要由框架承受，水平荷載主要由剪力墻承受。緒論一、建筑結(jié)構(gòu)的概念及分類

優(yōu)點：既有框架結(jié)構(gòu)布置靈活、使用方便的優(yōu)點，又有較大的剛度和較強的抗震能力，因而廣泛地應用于高層辦公樓及賓館建筑。4.框架-剪力墻結(jié)構(gòu)體系——5/8/202416建筑結(jié)構(gòu)概論

由剪力墻或密柱框架組成的筒體具有很大的空間剛度和抗側(cè)、抗扭能力，用于承受水平荷載。筒體有如以樓板作為剛性隔板加勁的箱形截面豎向懸臂梁。緒論一、建筑結(jié)構(gòu)的概念及分類5.筒體結(jié)構(gòu)體系——(a)框架—筒體結(jié)構(gòu)

(b)筒中筒結(jié)構(gòu)

(c)多重筒結(jié)構(gòu)

(d)成束筒結(jié)構(gòu)

適用于層數(shù)超過40～50層時的超高層建筑。5/8/202417建筑結(jié)構(gòu)概論筒體結(jié)構(gòu)5/8/202418建筑結(jié)構(gòu)概論剪-框結(jié)構(gòu)模型圖5/8/202419建筑結(jié)構(gòu)概論學院新湖校區(qū)新公寓樓---磚混結(jié)構(gòu)5/8/202420建筑結(jié)構(gòu)概論公寓樓板筋和圈梁鋼筋5/8/202421建筑結(jié)構(gòu)概論結(jié)構(gòu)體系框架剪力墻框架剪力墻框架筒體框筒筒中筒適用層數(shù)10～1510～3010～2010～4040～5040～60可建層數(shù)204025505575各種結(jié)構(gòu)體系的適用層數(shù)和可建層數(shù)緒論一、建筑結(jié)構(gòu)的概念及分類5/8/202422建筑結(jié)構(gòu)概論受力特點（三）鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的主要特點緒論一、建筑結(jié)構(gòu)的概念及分類如下圖a所示簡支梁受彎后，截面中和軸以上部分受壓，以下部分受拉。如該梁由素砼構(gòu)成，則由于砼的抗拉強度很小，梁的下部會在較小的荷載作用下開裂，在荷載持續(xù)作用下，裂縫隨即急速上升，導致梁驟然脆斷，此時梁上部砼的抗壓強度還未充分利用。若在梁的下部受拉區(qū)配置適量的鋼筋，當受拉區(qū)砼開裂后，中和軸以下拉區(qū)的拉力主要由鋼筋承受，中和軸以上受壓區(qū)的壓應力仍由砼承受，與素砼梁不同，此時荷載仍可以繼續(xù)增加，直到受拉鋼筋應力達到屈服強度，隨著荷載的進一步增加，上部受壓區(qū)的砼也被壓碎，梁才破壞(圖b)。這樣，砼的抗壓能力和鋼筋的抗拉能力都得到充分的利用，于是就較大幅度地提高了梁的承載能力。受壓區(qū)受拉區(qū)中和軸···受拉鋼筋5/8/202423建筑結(jié)構(gòu)概論混凝土結(jié)構(gòu)除了能較合理地應用鋼筋和砼兩種材料的性能外，還有下列一些優(yōu)點：緒論一、建筑結(jié)構(gòu)的概念及分類優(yōu)點⑴可模性好：砼可根據(jù)需要澆筑成各種性質(zhì)和尺寸，適用于各種形狀復雜的結(jié)構(gòu)（空間薄殼、箱形結(jié)構(gòu)等。⑵耐久性和耐火性較好，維護費用低：砼的強度隨齡期而增長，砼保護層包裹鋼筋，使鋼筋不易銹蝕，故只要保護層厚度適當，其耐久性較好。若處于侵蝕性環(huán)境，還可適當選用水泥品種及外加劑，增大保護層厚度，就能滿足工程要求；砼是不良熱導體，30mm厚混凝土保護層可耐火2小時，使鋼筋不致因升溫過快而喪失強度。5/8/202424建筑結(jié)構(gòu)概論⑸易于就地取材：混凝土所用的大量砂、石，易于就地取材，并可采用工業(yè)廢料制成人工骨料，或作為水泥的外加成分，改善混凝土的性能。緒論一、建筑結(jié)構(gòu)的概念及分類⑶現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)的剛度大、整體性好：且通過合適的配筋，可獲得較好的延性，適用于抗震、抗爆結(jié)構(gòu)；同時防振性和防輻射性能較好，適用于防護結(jié)構(gòu)。⑷節(jié)約鋼材

混凝土結(jié)構(gòu)合理地應用了材料的性能，在一般情況下可以代替鋼結(jié)構(gòu)，從而能節(jié)約鋼材、降低造價。5/8/202425建筑結(jié)構(gòu)概論⑶承載力有限：在重載結(jié)構(gòu)和高層建筑底部結(jié)構(gòu)，構(gòu)件尺寸太大，減小使用空間。⑷施工復雜：工序多（支模、綁鋼筋、澆筑、養(yǎng)護），工期長，施工受季節(jié)、天氣的影響較大。⑸混凝土結(jié)構(gòu)一旦破壞，其修復、加固、補強比較困難。緒論一、建筑結(jié)構(gòu)的概念及分類缺點⑴自重大：不適用于大跨、高層結(jié)構(gòu)。⑵抗裂性差：普通RC結(jié)構(gòu)，在正常使用階段往往帶裂縫工作，環(huán)境較差(露天、沿海、化學侵蝕)時會影響耐久性；也限制了普通RC用于大跨結(jié)構(gòu)，高強鋼筋無法應用。5/8/202426建筑結(jié)構(gòu)概論1824年英國人阿斯普丁發(fā)明了硅酸鹽水泥。1849年法國人朗波制造了第一只鋼筋混凝土小船。1872年在紐約建造了第一所鋼筋混凝土房屋?；炷两Y(jié)構(gòu)開始應用于土木工程距今僅150多年。與磚石結(jié)構(gòu)、鋼木結(jié)構(gòu)相比，混凝土結(jié)構(gòu)的歷史并不長，但發(fā)展非常迅速，是目前土木工程結(jié)構(gòu)中應用最為廣泛的結(jié)構(gòu)，而且高性能混凝土和新型混凝土結(jié)構(gòu)形式還在不斷發(fā)展。二、混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展簡況及其應用緒論二、混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展簡況及其應用5/8/202427建筑結(jié)構(gòu)概論第一階段：從鋼筋混凝土的發(fā)明至上世紀初。鋼筋和混凝土的強度都比較低。主要用于建造中小型樓板、梁、柱、拱和基礎(chǔ)等構(gòu)件。計算理論：結(jié)構(gòu)內(nèi)力和構(gòu)件截面計算均套用彈性理論，采用容許應力設(shè)計方法。緒論混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展二、混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展簡況及其應用5/8/202428建筑結(jié)構(gòu)概論第二階段：從上世紀20年代到第二次世界大戰(zhàn)前后?；炷梁弯摻顝姸鹊牟粩嗵岣?。1928年法國杰出的土木工程師E.Freyssnet發(fā)明了預應力混凝土，使得砼結(jié)構(gòu)可用于建造大跨度建筑。計算理論：前蘇聯(lián)著名的混凝土結(jié)構(gòu)專家格沃茲捷夫開始考慮混凝土塑性性能的破損階段設(shè)計法，50年代又提出更為合理的極限狀態(tài)設(shè)計法，奠定了現(xiàn)代鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的基本計算理論。緒論二、混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展簡況及其應用5/8/202429建筑結(jié)構(gòu)概論第三階段：二戰(zhàn)以后到現(xiàn)在隨著建設(shè)速度加快，對材料性能和施工技術(shù)提出更高要求，出現(xiàn)裝配式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、泵送商品混凝土等工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)。高強混凝土和高強鋼筋的發(fā)展、計算機的采用和先進施工機械設(shè)備的發(fā)明，建造了一大批超高層建筑、大跨度橋梁、特長跨海隧道、高聳結(jié)構(gòu)等大型工程，成為現(xiàn)代土木工程的標志。設(shè)計計算理論：發(fā)展了以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計法，基礎(chǔ)理論問題大都得到解決，而新型混凝土材料及其復合結(jié)構(gòu)形式的出現(xiàn)又不斷提出新的課題，并不斷促進混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展。緒論二、混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展簡況及其應用5/8/202430建筑結(jié)構(gòu)概論建筑結(jié)構(gòu)建筑結(jié)構(gòu)的發(fā)展，無不以建筑材料、建筑施工技術(shù)、力學與結(jié)構(gòu)設(shè)計計算方法的突破、以及科技的進步息息相關(guān)；我們對建筑結(jié)構(gòu)的要求但始終是不變的，那就是：安全、適用、耐久；《建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與識圖》與《建筑構(gòu)造基礎(chǔ)與識圖》本質(zhì)區(qū)別在于：結(jié)構(gòu)講的是建筑內(nèi)部構(gòu)造要求，構(gòu)造更多講的是建筑的外形尺寸要求。緒論二、混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展簡況及其應用5/8/202431建筑結(jié)構(gòu)概論三、本課程的任務和學習方法三、本課程的任務和學習方法緒論鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)砌體結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)地基基礎(chǔ)建筑力學基本知識建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與識圖課程結(jié)構(gòu)設(shè)計方法和指標結(jié)施圖識讀5/8/202432建筑結(jié)構(gòu)概論1.了解建筑結(jié)構(gòu)的受力和破壞的基本知識緒論三、本課程的任務和學習方法學習目的：知識能力2.掌握鋼筋砼結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)等基本構(gòu)件的構(gòu)造要求；3.掌握鋼筋混凝土平法標準11G101，并能靈活運用；4.能正確識讀結(jié)構(gòu)施工圖，并能理解建筑施工中的一般結(jié)構(gòu)問題。5/8/202433建筑結(jié)構(gòu)概論1.應與已學知識如（建筑構(gòu)造、材料、力學等）相關(guān)知識相聯(lián)系;緒論三、本課程的任務和學習方法學習目的：方法能力2.應與結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范密切聯(lián)系，熟悉并應用現(xiàn)行規(guī)范；3.應與后續(xù)課程相聯(lián)系，為學好建筑施工和預算打下堅實基礎(chǔ)；4.多看、多動、多問、多聯(lián)想，并能做到熟能生巧、舉一反三。5/8/202434建筑結(jié)構(gòu)概論1.假喜真做：你先裝著喜歡，硬著頭皮做，奇跡就會發(fā)生;緒論三、本課程的任務和學習方法學習目的：社會能力2.不恥多問：不要留尾巴，積累終成大患，問了還能學到別人的方法；3.團結(jié)協(xié)作：一人短，三人長，幫助與被幫助都是件有意義的事；4.唯美求真：多對自己說，能不能做得更好？假一罰十，后果很嚴重。5/8/202435建筑結(jié)構(gòu)概論3.要求熟練掌握、深刻理解有關(guān)結(jié)構(gòu)構(gòu)造要求，并在今后的學習中不斷加深理解。緒論學習要求1.本課程與建筑力學、建筑識圖與構(gòu)造、建筑材料等先修課程聯(lián)系緊密，必須要不斷復習上述課程中所涉及到的相關(guān)知識；2.本課程的內(nèi)容多、符