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文檔簡介
1、一、一、建筑結構選型建筑結構選型概念及意義概念及意義 1 1、建筑結構的定義建筑結構的定義 2 2、建筑結構選型的內容建筑結構選型的內容 3 3、建筑設計與結構設計的、建筑設計與結構設計的 關系關系二、結構選型的基本原則二、結構選型的基本原則 1 1、內容、內容 2 2、建筑結構選型的原則、建筑結構選型的原則建筑結構選型建筑結構選型 建筑包括哪些?建筑包括哪些? 工業(yè)廠房、礦井、鐵路、道路(高速及城市公路等)、工業(yè)廠房、礦井、鐵路、道路(高速及城市公路等)、橋梁、隧道(公路及海底隧道)、地鐵站及地下空間、橋梁、隧道(公路及海底隧道)、地鐵站及地下空間、港口、住宅以及港口、住宅以及公共設施公共設
2、施的建筑物、的建筑物、構筑物構筑物等等等等。 結構結構是在建筑中,由若干是在建筑中,由若干構件構件(如梁、板、柱等)(如梁、板、柱等)連接而構成的能承受各種外界作用(如荷載、溫度變連接而構成的能承受各種外界作用(如荷載、溫度變化、地基不均勻沉降等)的體系?;?、地基不均勻沉降等)的體系。 結構包括哪些?結構包括哪些?1 1、建筑結構的定義:、建筑結構的定義: 建筑結構建筑結構是指形成一定是指形成一定空間及造型空間及造型,并具有,并具有承受承受人為和自然界施加于建筑物的各種人為和自然界施加于建筑物的各種荷載荷載作用,使建筑作用,使建筑物得以安全使用的骨架,物得以安全使用的骨架,用來滿足人類的生產、
3、生活用來滿足人類的生產、生活需求以及對建筑物的美觀要求。需求以及對建筑物的美觀要求。 一、建筑結構選型概念及意義一、建筑結構選型概念及意義2 2、建筑結構選型的內容:、建筑結構選型的內容: 1.1.建筑設計中的各類建筑設計中的各類結結構構和和主要構件主要構件的分類形式、的分類形式、受力特點;受力特點; 2.2.各種建筑結構形式的各種建筑結構形式的應用范圍及型式選擇應用范圍及型式選擇; 3.3.高層結構、大跨度結高層結構、大跨度結構,以及其他結構形式在構,以及其他結構形式在土建工程中的土建工程中的具體應用的具體應用的條件和方法條件和方法; 4.4.在進行建筑構思和設計在進行建筑構思和設計中,把握
4、結構選型的合理中,把握結構選型的合理性與可行性,做出比較經性與可行性,做出比較經濟合理、濟合理、切實可行切實可行的建筑的建筑方案。方案。 建筑結構選型敘述了各種常見結構體系設計的基本建筑結構選型敘述了各種常見結構體系設計的基本理論以及原理,全面系統(tǒng)的介紹了建筑結構的形式,包理論以及原理,全面系統(tǒng)的介紹了建筑結構的形式,包括:桁架、剛架、拱、薄殼、網(wǎng)架、網(wǎng)殼、懸索、薄膜括:桁架、剛架、拱、薄殼、網(wǎng)架、網(wǎng)殼、懸索、薄膜結構、混合空間結構、多層建筑結構、高層建筑結構、結構、混合空間結構、多層建筑結構、高層建筑結構、樓蓋結構等,對上述結構選型分別介紹結構組成、受力樓蓋結構等,對上述結構選型分別介紹結構
5、組成、受力特點、布置方式、特點、布置方式、適用范圍適用范圍、構造要點等。構造要點等。3 3、建筑設計與結構設計的關系:、建筑設計與結構設計的關系: 1. 1.結構設計結構設計是建筑是建筑三大構成要素中建筑技三大構成要素中建筑技術的組成內容,是術的組成內容,是保證保證房屋安全房屋安全的重要手段。的重要手段。 2.2.建筑設計建筑設計是為了滿是為了滿足建筑足建筑功能要求功能要求,為創(chuàng),為創(chuàng)造建筑的美而服務。造建筑的美而服務。 3. 3.結構設計結構設計是解決支撐體系是解決支撐體系問題,處于服務地位,由注冊結問題,處于服務地位,由注冊結構師完成。構師完成。 4.4.建筑設計是解決功能、適建筑設計是解
6、決功能、適用和美觀的問題,處于先行與主用和美觀的問題,處于先行與主導地位,由注冊建筑師完成。導地位,由注冊建筑師完成。 5.5.建筑設計必須和結構設計建筑設計必須和結構設計有機結合起來,有機結合起來,只有真正符合結只有真正符合結構邏輯的建筑才具有真實的表現(xiàn)構邏輯的建筑才具有真實的表現(xiàn)力和實際的可行性,富有建筑的力和實際的可行性,富有建筑的個性。個性。二、建筑結構選型的原則:二、建筑結構選型的原則: 在建筑設計中,空間組合和建筑造型的主要環(huán)在建筑設計中,空間組合和建筑造型的主要環(huán)節(jié)是節(jié)是選擇最佳結構方案選擇最佳結構方案,即結構選型。結構選型應遵,即結構選型。結構選型應遵循以下原則:循以下原則:
7、1.1.適應適應建筑功能建筑功能的要求;的要求; 2.2.滿足滿足力學原理力學原理; 3.3.考慮材料和施工的條件;考慮材料和施工的條件; 4.4.充分發(fā)揮結構優(yōu)勢并考慮經濟;充分發(fā)揮結構優(yōu)勢并考慮經濟; 5.5.注意美觀;注意美觀;1.1.適應建筑功能的要求適應建筑功能的要求 對于有些公共建筑,其功能有視聽對于有些公共建筑,其功能有視聽要求要求,如:,如:體育館為保證較好的觀看視覺效果,比賽大廳內體育館為保證較好的觀看視覺效果,比賽大廳內不能不能設柱設柱,必須采用,必須采用大跨度結構大跨度結構;大型超市為滿足購物的;大型超市為滿足購物的需要,室內空間具有流動性和靈活性,所以應采用框需要,室內
8、空間具有流動性和靈活性,所以應采用框架結構。架結構。2.2.滿足力學原理滿足力學原理 建筑結構選型的依據(jù)是建筑結構選型的依據(jù)是建筑力學建筑力學的理論基礎,只的理論基礎,只有在充分考慮建筑受力的基礎上,結構造型的安全性有在充分考慮建筑受力的基礎上,結構造型的安全性才能得到可靠的保證,因此研究建筑結構選型的基礎才能得到可靠的保證,因此研究建筑結構選型的基礎就是就是掌握各種結構造型的受力原理掌握各種結構造型的受力原理,了解,了解各種結構造各種結構造型的適用范圍型的適用范圍。地上地上2020層,地下層,地下1 1層,高層,高72.472.4米,標準層高米,標準層高3.33.3米米 地上地上1919層,
9、高層,高75.575.5米米3.3.考慮材料和施工的條件考慮材料和施工的條件 由于材料和施工技術的不同,其結構形式也不由于材料和施工技術的不同,其結構形式也不同。例如:砌體結構所用材料多為就地取材,施工簡同。例如:砌體結構所用材料多為就地取材,施工簡單,適用于低層、多層建筑。當鋼材供應緊缺或鋼材單,適用于低層、多層建筑。當鋼材供應緊缺或鋼材加工、施工技術不完善時,不可大量采用鋼結構。加工、施工技術不完善時,不可大量采用鋼結構。4.4.充分發(fā)揮結構優(yōu)勢并合理造價充分發(fā)揮結構優(yōu)勢并合理造價 每種結構型式都有各自的特點和不足,有其各自每種結構型式都有各自的特點和不足,有其各自的的適用范圍適用范圍,所
10、以要結合建筑設計的具體情況進行結,所以要結合建筑設計的具體情況進行結構選型。當幾種結構形式都有可能滿足建筑設計條件構選型。當幾種結構形式都有可能滿足建筑設計條件時,時,經濟條件經濟條件就是決定因素,盡量采用能降低工程造就是決定因素,盡量采用能降低工程造價的結構形式。價的結構形式。5.5.建筑美學建筑美學 建筑外形的藝術美并不是以投資的多少為決定因建筑外形的藝術美并不是以投資的多少為決定因素。事實上,只要在一定的經濟條件下,巧妙地運用素。事實上,只要在一定的經濟條件下,巧妙地運用物質技術手段和構圖法則,努力創(chuàng)新,完全可以用較物質技術手段和構圖法則,努力創(chuàng)新,完全可以用較少的投資設計和建造出適用、
11、安全、經濟、美觀的建少的投資設計和建造出適用、安全、經濟、美觀的建筑物來。筑物來。怎么樣更好的學習建筑結構選型?怎么樣更好的學習建筑結構選型? 1 1、注意觀察:、注意觀察:身邊的建筑,把平時書本上的內容和實際身邊的建筑,把平時書本上的內容和實際看到的相聯(lián)系??吹降南嗦?lián)系。 2 2、收集資料:、收集資料:了解新工藝、新技術和新材料。了解新工藝、新技術和新材料。 3 3、課程設計:、課程設計:自己動手做,不要總看別人做,看和做不自己動手做,不要總看別人做,看和做不一樣。一樣。 4 4、勤思考:、勤思考:多多問自己幾個為什么?問自己幾個為什么?特點:涉及面廣、內容龐雜、概念較多、專業(yè)性強、特點:涉
12、及面廣、內容龐雜、概念較多、專業(yè)性強、實踐性較強。實踐性較強。建筑結構選型建筑結構選型第一章第一章 梁和懸挑結構梁和懸挑結構梁梁v定義:定義:由支座支承的主要由支座支承的主要承受彎矩和剪力承受彎矩和剪力的構件的構件。v優(yōu)點:優(yōu)點:傳力明確傳力明確、分析方便、制作簡單、在中小跨度建筑得到大量、分析方便、制作簡單、在中小跨度建筑得到大量的應用。的應用。v缺點:缺點:與桁架、拱等結構相比其受力性能差。與桁架、拱等結構相比其受力性能差。1.1 1.1 梁的型式梁的型式v1.1.11.1.1 梁按材料分類梁按材料分類 石梁、木梁、鋼梁、鋼筋混凝土梁、預應力混凝土梁、石梁、木梁、鋼梁、鋼筋混凝土梁、預應力
13、混凝土梁、鋼鋼- -鋼筋混凝土組合梁等等鋼筋混凝土組合梁等等v1.1.21.1.2 梁按截面形式分類梁按截面形式分類 矩形截面梁、矩形截面梁、T T形截面梁、槽形截面梁、工字形截面梁、形截面梁、槽形截面梁、工字形截面梁、圓形截面梁、箱形截面梁等圓形截面梁、箱形截面梁等v1.1.31.1.3 梁按支座約束條件分類梁按支座約束條件分類 靜定梁、超靜定梁靜定梁、超靜定梁1.1 1.1 梁的型式梁的型式v梁按功能分類梁按功能分類 有結構梁,如基礎地梁、框架梁等,與柱、承重墻等有結構梁,如基礎地梁、框架梁等,與柱、承重墻等豎向構件共同構成空間結構體系;有構造梁,如圈梁、過梁、豎向構件共同構成空間結構體系
14、;有構造梁,如圈梁、過梁、連系梁等,起到抗裂、抗震、穩(wěn)定等構造性作用。連系梁等,起到抗裂、抗震、穩(wěn)定等構造性作用。v梁按結構工程屬性分類梁按結構工程屬性分類 框架梁、剪力墻支承的框架梁、內框架梁、梁、砌體墻框架梁、剪力墻支承的框架梁、內框架梁、梁、砌體墻梁、砌體過梁、剪力墻連梁、剪力墻暗梁、剪力墻邊框梁。梁、砌體過梁、剪力墻連梁、剪力墻暗梁、剪力墻邊框梁。v梁按施工工藝分類梁按施工工藝分類 現(xiàn)澆梁、預制梁現(xiàn)澆梁、預制梁 石材抗壓強度高,抗拉強度低。高度大,而跨度較小石材抗壓強度高,抗拉強度低。高度大,而跨度較小, ,使柱網(wǎng)尺寸受到限制,影響室內空間的使用。使柱網(wǎng)尺寸受到限制,影響室內空間的使用
15、。石梁石梁1.1.1 1.1.1 梁按材料分類梁按材料分類福建泉州洛陽橋福建泉州洛陽橋浙江紹興纖道橋浙江紹興纖道橋v木梁在我國古代的廟宇、木梁在我國古代的廟宇、宮殿中應用極為普遍。宮殿中應用極為普遍。木材自重輕,木材自重輕,抗拉、抗抗拉、抗壓強度均較高壓強度均較高。因此,。因此,一般地,較之石梁,木一般地,較之石梁,木梁截面小、跨度大,室梁截面小、跨度大,室內空間開闊,使用方便。內空間開闊,使用方便。但木材的但木材的防腐、防蛀、防腐、防蛀、防火性能差防火性能差,且資源有,且資源有限,因此現(xiàn)代建筑結構限,因此現(xiàn)代建筑結構中已漸漸被淘汰。中已漸漸被淘汰。木梁木梁桁桁木建筑側面圖木建筑側面圖脊瓜柱脊
16、瓜柱椽椽三架梁三架梁五架梁五架梁駝峰駝峰枋枋抱頭梁抱頭梁穿插枋穿插枋膠合木膠合木 用膠粘方法將木料或木料與膠合板拼接成用膠粘方法將木料或木料與膠合板拼接成尺寸與形狀符合要求而又具有整體木材效能的構尺寸與形狀符合要求而又具有整體木材效能的構件和結構。件和結構。 膠合木結構于膠合木結構于19071907年首先在德國問世,至年首先在德國問世,至4040年代中期已發(fā)展成為現(xiàn)代木結構的一個重要分支。年代中期已發(fā)展成為現(xiàn)代木結構的一個重要分支。廣泛應用于各種工程上。廣泛應用于各種工程上。鋼梁鋼梁v 鋼梁鋼梁強度高強度高、施工方便、適用范圍廣。、施工方便、適用范圍廣。v 鋼梁鋼梁自重自重比相同跨度混凝土梁要
17、比相同跨度混凝土梁要輕輕。v 鋼材防腐、鋼材防腐、防火性能較差防火性能較差,造價和維修費用高,很少直,造價和維修費用高,很少直接使用實腹鋼梁,常采用其他結構形式。接使用實腹鋼梁,常采用其他結構形式。v 較之混凝土梁,鋼梁在設計中除了需要進行強度和撓度較之混凝土梁,鋼梁在設計中除了需要進行強度和撓度核核查查外,還需要進行穩(wěn)定性核外,還需要進行穩(wěn)定性核查查,包括整體穩(wěn)定和局部穩(wěn),包括整體穩(wěn)定和局部穩(wěn)定兩方面的穩(wěn)定性核定兩方面的穩(wěn)定性核查查。鋼筋混凝土梁:鋼筋混凝土梁:鋼筋混凝土梁由混凝土和鋼筋鋼筋混凝土梁由混凝土和鋼筋共同工作,共同工作,混凝土受壓,鋼筋受拉,混凝土受壓,鋼筋受拉,受力明確,受力明
18、確,構造簡單,但其自重較大,跨度一般不超過構造簡單,但其自重較大,跨度一般不超過1212米。米。預應力混凝土梁:預應力混凝土梁:預應力混凝土梁在受拉區(qū)施預應力混凝土梁在受拉區(qū)施加預應力,可有效控制裂縫和撓度。預應力混凝加預應力,可有效控制裂縫和撓度。預應力混凝土梁,適用跨度更大,一般可達土梁,適用跨度更大,一般可達18m18m,也有超過,也有超過30m30m的。的。 鋼鋼- -鋼筋混凝土梁:鋼筋混凝土梁:下部鋼材受拉,上部鋼筋下部鋼材受拉,上部鋼筋混凝土受壓,充分利用其材料特性?;炷潦軌海浞掷闷洳牧咸匦?。1.1.2 1.1.2 梁按截面形式分類梁按截面形式分類超靜定梁超靜定梁 靜定梁靜定
19、梁靜定多跨梁靜定多跨梁連續(xù)梁連續(xù)梁1.1.3 1.1.3 梁按支座約束條件分類梁按支座約束條件分類優(yōu)點優(yōu)點缺點缺點1.1.構造簡單構造簡單2.2.支座不均勻沉降支座不均勻沉降不引不引起附加內力起附加內力3.3.適合地基較差的適合地基較差的建筑物建筑物1.1.內力大內力大2.2.撓度大撓度大懸臂端視野開懸臂端視野開闊闊需要驗算需要驗算整體抗整體抗傾傾覆穩(wěn)定性覆穩(wěn)定性1.1.充分發(fā)揮材料作充分發(fā)揮材料作用用2.2.構造上容易實現(xiàn)構造上容易實現(xiàn)簡支梁簡支梁懸臂梁懸臂梁外伸梁外伸梁梁按支撐情況分類:梁按支撐情況分類:1.2 1.2 梁的受力與變形梁的受力與變形改善梁的受力改善梁的受力1.1.改改變梁的跨度變梁的跨度改善梁的受力改善梁的受力2.2.改改變梁的受力變梁的受力改善梁的受力改善梁的受力3.3.改改變支座形式變支座形式1.3 1.3 梁式結構的工程實例梁式結構的工程實例大沽河航道橋的
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