智慧的結(jié)構(gòu)ppt

1、智慧的結(jié)構(gòu)體系智慧的結(jié)構(gòu)體系研研 究究 生：陳生：陳 晨晨學(xué)科方向：建筑與土木工程學(xué)科方向：建筑與土木工程 建筑結(jié)構(gòu)的定義和功能建筑結(jié)構(gòu)的定義和功能 建筑結(jié)構(gòu)選型的原則建筑結(jié)構(gòu)選型的原則 影響建筑結(jié)構(gòu)選型的因素影響建筑結(jié)構(gòu)選型的因素 建筑結(jié)構(gòu)的組成和分類建筑結(jié)構(gòu)的組成和分類 國(guó)內(nèi)外經(jīng)典建筑結(jié)構(gòu)展示國(guó)內(nèi)外經(jīng)典建筑結(jié)構(gòu)展示建筑結(jié)構(gòu)建筑結(jié)構(gòu)（Building Structure）是形成一）是形成一定空間造型，并具有承受人為和自然界施定空間造型，并具有承受人為和自然界施加于建筑物的各種荷載作用的體系，是房加于建筑物的各種荷載作用的體系，是房屋建筑的空間受力骨架體系，是建筑物得屋建筑的空間受力骨架體系，

2、是建筑物得以存在的基礎(chǔ)。以存在的基礎(chǔ)。 建筑結(jié)構(gòu)的定義和功能建筑結(jié)構(gòu)的定義和功能1.建筑結(jié)構(gòu)的定義建筑結(jié)構(gòu)的定義2.建筑結(jié)構(gòu)的功能建筑結(jié)構(gòu)的功能首先是首先是骨架所形成的空間能良好地為人類生骨架所形成的空間能良好地為人類生活與生產(chǎn)服務(wù)，并滿足人類對(duì)美觀的需求，活與生產(chǎn)服務(wù)，并滿足人類對(duì)美觀的需求，為此須選擇合理的結(jié)構(gòu)型式。為此須選擇合理的結(jié)構(gòu)型式。其次是其次是應(yīng)合理選擇結(jié)構(gòu)的材料和受力體系，應(yīng)合理選擇結(jié)構(gòu)的材料和受力體系，充分發(fā)揮所用材料的作用，使結(jié)構(gòu)具有抵御充分發(fā)揮所用材料的作用，使結(jié)構(gòu)具有抵御自然界各種作用的能力，如結(jié)構(gòu)自重、使用自然界各種作用的能力，如結(jié)構(gòu)自重、使用荷載、風(fēng)荷載和地震作用等

3、。荷載、風(fēng)荷載和地震作用等。結(jié)構(gòu)的作用結(jié)構(gòu)的作用：承擔(dān)荷載：承擔(dān)荷載構(gòu)件構(gòu)件：是結(jié)構(gòu)的組成部分，如梁、板、：是結(jié)構(gòu)的組成部分，如梁、板、 柱、基礎(chǔ)等柱、基礎(chǔ)等結(jié)構(gòu)荷載結(jié)構(gòu)荷載：自重、外部荷載作用（活荷載、：自重、外部荷載作用（活荷載、風(fēng)荷載、雪荷載、地震荷載等）、變形作用風(fēng)荷載、雪荷載、地震荷載等）、變形作用（溫度變化引起的變形、地基沉降等）、環(huán)（溫度變化引起的變形、地基沉降等）、環(huán)境作用（大氣污染作用等）境作用（大氣污染作用等）3.建筑結(jié)構(gòu)的基本功能要求建筑結(jié)構(gòu)的基本功能要求可靠可靠、適用適用、耐久耐久以及在偶然事故中，以及在偶然事故中，當(dāng)局部結(jié)構(gòu)遭到破壞后，仍能保持結(jié)構(gòu)當(dāng)局部結(jié)構(gòu)遭到破壞后

4、，仍能保持結(jié)構(gòu)的整體完整性的整體完整性壓縮空間：壓縮空間： 在建筑設(shè)計(jì)中，空間組合和建筑造型的主要環(huán)節(jié)是選擇最佳結(jié)構(gòu)方案，即結(jié)構(gòu)選型。結(jié)構(gòu)選型應(yīng)遵循以下原則： （1）適應(yīng)建筑功能的要求 對(duì)于有些公共建筑，其功能有視聽要求，如體育館為保證較好的觀看效果，比賽大廳不得設(shè)柱子，必須采用大跨度結(jié)構(gòu) 建筑結(jié)構(gòu)選型的原則建筑結(jié)構(gòu)選型的原則 （2）滿足建筑造型的需要 對(duì)于建筑造型復(fù)雜、平面和里面特別不規(guī)則的建筑結(jié)構(gòu)選型，要按實(shí)際需要在適當(dāng)部位設(shè)置防震縫，形成較多有規(guī)則的結(jié)構(gòu)單元。 （3）充分發(fā)揮結(jié)構(gòu)自身的優(yōu)勢(shì) 每種結(jié)構(gòu)形式都有各自的特點(diǎn)和不足，有其各自的適用范圍，所以要結(jié)合建筑設(shè)計(jì)的具體情況進(jìn)行結(jié)構(gòu)選型。

5、（4）考慮材料和施工的條件 由于材料和施工技術(shù)的不同，其結(jié)構(gòu)形式也不同。例如：砌體結(jié)構(gòu)所用材料多為就地取材，施工簡(jiǎn)單，適用于低層、多層建筑。當(dāng)鋼材供應(yīng)緊缺或施工技術(shù)不完善時(shí)，不可大量采用鋼結(jié)構(gòu)。 （5）盡可能降低造價(jià) 當(dāng)幾種結(jié)構(gòu)形式都有肯呢個(gè)滿足建筑設(shè)計(jì)條件時(shí)，經(jīng)濟(jì)條件就是決定因素，盡量采用能降低工程造價(jià)的承擔(dān)結(jié)構(gòu)形式。 （1）結(jié)合建筑物的適用功能要求做好結(jié)構(gòu) 選型 任何建筑物都具有對(duì)客觀空間環(huán)境的要求，根據(jù)這些要求可以大體確定建筑物的尺度、規(guī)模與相互關(guān)系。首先，結(jié)構(gòu)選型時(shí)應(yīng)注意盡可能降低結(jié)構(gòu)構(gòu)件的高度，選擇與建筑物使用空間相適應(yīng)的結(jié)構(gòu)形式。 影響結(jié)構(gòu)選型的因素影響結(jié)構(gòu)選型的因素 （2）建筑結(jié)

6、構(gòu)型式對(duì)建筑風(fēng)格和建筑藝術(shù)的影響 建筑結(jié)構(gòu)型式對(duì)建筑風(fēng)格和建筑藝術(shù)的影響極為明顯 （3）結(jié)構(gòu)選型時(shí)還應(yīng)注意結(jié)構(gòu)的幾何體型對(duì)聲學(xué)效果的影響，對(duì)采光的影響以及對(duì)屋面排水的影響 （4）建筑結(jié)構(gòu)材料及其他因素對(duì)結(jié)構(gòu)選型的影響 比較梁式結(jié)構(gòu)和軸心受力結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)，我們可以看出，梁的截面應(yīng)力分布極不均勻，除邊緣纖維達(dá)到最大許用應(yīng)力外，大部分材料的應(yīng)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于許用應(yīng)力，即材料強(qiáng)度并未充分利用，而軸心受力狀態(tài)因截面應(yīng)力分布均勻更能充分利用到最低程度，從而形成工字形截面構(gòu)件它比矩形截面構(gòu)件獲得了更大的抗彎慣性矩。 （5）影響建筑結(jié)構(gòu)形式的因素還包括建筑施工的生產(chǎn)技術(shù)水平以及經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等 衡量結(jié)構(gòu)方案經(jīng)濟(jì)型的手段

7、是進(jìn)行綜合經(jīng)濟(jì)分析。所謂綜合經(jīng)濟(jì)分析就是要從以下幾個(gè)方面綜合考慮問題： 1.不但要考慮某個(gè)結(jié)構(gòu)方案付諸實(shí)施時(shí)的一次投資費(fèi)用，還要考慮其全壽命期費(fèi)用。 2.除了以貨幣指標(biāo)核酸結(jié)構(gòu)的建造成本外，還要從節(jié)省材料消耗和節(jié)省勞動(dòng)力等來衡量 3.在結(jié)構(gòu)方案比較時(shí)還應(yīng)綜合考慮一次性初始投資和建設(shè)速度的關(guān)系 建筑結(jié)構(gòu)的組成和分類建筑結(jié)構(gòu)的組成和分類 1.建筑結(jié)構(gòu)的組成 1.1 承受豎向荷載的水平構(gòu)件 （1）板的長(zhǎng)、寬兩個(gè)方向的尺寸遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其厚度尺寸。板有平板、曲面板和斜板。 （2）梁的界面寬度和高度尺寸遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于其跨度尺寸。梁有直梁、曲梁和斜梁。 （3）桁架、網(wǎng)架由桿件組成，且桿件截面尺寸遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于其長(zhǎng)度尺寸。

8、1.2 支撐水平構(gòu)件或承擔(dān)水平荷載的構(gòu)件 （1）柱截面尺寸遠(yuǎn)小于其高度，承受梁傳來的荷載。 （2）墻體的長(zhǎng)、寬兩個(gè)方向的尺寸遠(yuǎn)大于其厚度尺寸，承受梁、板傳來的荷載。 （3）基礎(chǔ)是建筑物與地基相聯(lián)系的部分，承受建筑物的全部荷載并傳至地基。 2.結(jié)構(gòu)的分類 建筑結(jié)構(gòu)是由許多結(jié)構(gòu)構(gòu)件組成的一個(gè)系統(tǒng)，其中主要的額手里系統(tǒng)成為結(jié)構(gòu)總體系。結(jié)構(gòu)總體系雖然千變?nèi)f化，但總是由水平結(jié)構(gòu)體系、豎向結(jié)構(gòu)體系和基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)體系三部分組成。 水平結(jié)構(gòu)體系：一般由板、梁、桁架組成，如板-梁結(jié)構(gòu)體系和桁架體系。其作用為在水平方向，它起隔板作用，并保持豎向結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定；在豎直方向，它通過構(gòu)件的彎曲變形承受樓面或屋面的豎向荷載，并把

9、它傳遞給豎向承重體系。 豎向結(jié)構(gòu)體系：一般由柱、墻、筒體組成，如框架體系、墻體體系和并筒體系等。其作用為：在水平方向，抵抗水平作用力，如風(fēng)荷載、地震作用等，也把它們傳遞給基礎(chǔ)體系；在豎直方向，承受水平結(jié)構(gòu)體系傳來的全部荷載，并把它們傳給基礎(chǔ)體系。 基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)體系：一般是由獨(dú)立基礎(chǔ)、條形基礎(chǔ)、交叉基礎(chǔ)、片筏基礎(chǔ)、箱形基礎(chǔ)以及樁、深井組成。其作用為：把上述兩類結(jié)構(gòu)體系傳來的重力荷載全部傳給地基；承受基面以上的上部結(jié)構(gòu)傳來的水平作用力，并把它們傳給地基；限制整個(gè)結(jié)構(gòu)的沉降，避免不允許的不均勻沉降和結(jié)構(gòu)的滑移。 結(jié)構(gòu)水平體系和豎向體系之間的基本矛盾是，豎向結(jié)構(gòu)構(gòu)件之間的距離越大，水平結(jié)構(gòu)構(gòu)件所需要的材料

10、用量越多。好的結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)因該需求到一個(gè)最開闊、最靈活的可利用空間，滿足人滿適用的功能和美觀的需求，而為此所付出的材料和施工消耗最少，而且能適合本地區(qū)的自然條件（氣候、地質(zhì)、水文、地形等）根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)的外形特點(diǎn)分類 （1）底層結(jié)構(gòu)（1-3層，多用于單層廠房、食堂、影劇院、倉庫等） （2）多層結(jié)構(gòu)（2-7層） （3）高層結(jié)構(gòu)（一般在8層以上） （4）超高層（100m以上）世界第一高樓：迪拜塔樓高：828m世界上最高的雙塔樓：吉隆坡雙子塔樓高：525m根據(jù)結(jié)構(gòu)所采用的材料分類 （1）鋼筋混凝土結(jié)構(gòu) （2）砌體結(jié)構(gòu)（砌磚體、石砌體、小型砌塊、大型砌塊、多孔磚砌塊） （3）鋼結(jié)構(gòu) （4）木結(jié)構(gòu) （5）

11、薄膜結(jié)構(gòu)根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)的主要結(jié)構(gòu)形式分類 （1）墻體結(jié)構(gòu)（以墻體作為支撐水平構(gòu)件及承擔(dān)水平力的結(jié)構(gòu)） （2）框架結(jié)構(gòu)（由梁和柱剛性連接的骨架結(jié)構(gòu)） （3）框架-剪力墻結(jié)構(gòu)（抗震墻結(jié)構(gòu)） （4）剪力墻結(jié)構(gòu)（墻體既承擔(dān)水平構(gòu)件傳來的豎向荷載，同時(shí)也承擔(dān)風(fēng)力和地震力傳來的水平荷載） （5）筒體結(jié)構(gòu)（由剪力墻組成或密柱框筒組成） （6）框架結(jié)構(gòu) （7）拱形結(jié)構(gòu) （8）網(wǎng)架結(jié)構(gòu)（以網(wǎng)架做屋蓋） （9）空間薄壁結(jié)構(gòu)（包括剝殼、折板、幕式結(jié)構(gòu)） （10）鋼索結(jié)構(gòu)（懸索結(jié)構(gòu)，以鋼纜或鋼拉桿為主要承重構(gòu)件）根據(jù)結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)分類 （1）平面結(jié)構(gòu)體系 （2）空間結(jié)構(gòu)體系按材料劃分結(jié)構(gòu)的特點(diǎn) 混凝土結(jié)構(gòu) 優(yōu)點(diǎn)：強(qiáng)度高、

12、耐久性好、耐火性好、可模性好、整體性好，易于就地取材 缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)自重大、抗裂性較差、修復(fù)較困難、施工受環(huán)境影響大 混凝土結(jié)構(gòu)的工程應(yīng)用 （1）房屋建筑工程 （2）橋梁工程 （3）特種結(jié)構(gòu)與高聳結(jié)構(gòu) （4）水利及其他工程混凝土結(jié)構(gòu) 砌體結(jié)構(gòu) 優(yōu)點(diǎn)：易就地取材、耐火性好、化學(xué)穩(wěn)定性好、節(jié)約木材可連續(xù)施工、施工進(jìn)度快 缺點(diǎn)：自重大、砌筑工作繁重、砂漿和磚石間的粘結(jié)力較弱、粘土磚用量大、砌塊結(jié)構(gòu)造價(jià)略高于磚石結(jié)構(gòu) 砌體結(jié)構(gòu)的應(yīng)用 （1）一般民用建筑的基礎(chǔ)、內(nèi)外墻、柱、屋蓋等構(gòu)件 （2）工業(yè)長(zhǎng)風(fēng)中，用來砌筑圍護(hù)墻、煙囪、管道支架等特殊結(jié)構(gòu) （3）農(nóng)村建筑如豬圈、糧倉等 （4）交通運(yùn)輸方面，用于橋梁隧道、

13、各式地下渠道、涵洞、擋土墻等結(jié)構(gòu) （5）水利建設(shè)方面，可以用于石料砌筑壩、堰和渡槽等 鋼結(jié)構(gòu) 優(yōu)點(diǎn)：自重輕、承載力高、塑性韌性好、可焊性高、具有不滲透的特性、鋼結(jié)構(gòu)具有制造工廠化、施工裝配化 缺點(diǎn)：鋼材耐腐蝕性差、鋼結(jié)構(gòu)耐熱性能好，但防火性能差、剛度差 鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用 （1）重型工業(yè)廠房 （2）大跨度結(jié)構(gòu) （3）高聳結(jié)構(gòu)和高層建筑 （4）受動(dòng)力荷載作用的結(jié)構(gòu) （5）可拆卸和移動(dòng)的結(jié)構(gòu) （6）容器和管道 （7）輕型鋼結(jié)構(gòu) （8）其他建筑物鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu) 木結(jié)構(gòu) 優(yōu)點(diǎn)：得房率高、工期短、節(jié)能、環(huán)保可再生，是公認(rèn)的綠色建筑 缺點(diǎn)：木材受拉和受剪都是脆性破壞、潮濕狀態(tài)下易腐蝕、承載力有限，不宜

14、做高層和大跨結(jié)構(gòu)、受資源限制，不宜大規(guī)模推廣 木結(jié)構(gòu)的應(yīng)用 木結(jié)構(gòu)是單純有不猜或主要由木材承受荷載的結(jié)構(gòu)，通過各種金屬連接件進(jìn)行連接和固定。這種結(jié)構(gòu)因?yàn)槭怯商烊徊牧纤M成，受著材料本身?xiàng)l件的限制，因而木材多用于民用核中小型工業(yè)廠房的屋蓋中 薄膜結(jié)構(gòu) 優(yōu)點(diǎn)：自重輕、跨度大、建筑造型自由豐富、施工方便、經(jīng)濟(jì)型、安全性、透光性 缺點(diǎn)：耐久性差、單層膜結(jié)構(gòu)保溫性差、隔音效果差、不利于環(huán)保 薄膜結(jié)構(gòu)的應(yīng)用 多用于植物園、水族館、體育場(chǎng)等設(shè)施當(dāng)中薄膜結(jié)構(gòu)薄膜結(jié)構(gòu) 按結(jié)構(gòu)類型劃分結(jié)構(gòu)的特點(diǎn) 1.混合結(jié)構(gòu) 同一結(jié)構(gòu)體系中存在兩種或兩種以上的材料作為承重結(jié)構(gòu)的房屋結(jié)構(gòu)。 優(yōu)點(diǎn)：承重的縱橫墻體系采用磚砌，容易滿足

15、剛度要求、只有樓蓋采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，造價(jià)低 缺點(diǎn)：磚砌墻體強(qiáng)度低、抗震性能差、施工速度慢 2.框架結(jié)構(gòu) 框架結(jié)構(gòu)指的是由梁和柱以剛接或者鉸接相連接而成構(gòu)成承重體系的結(jié)構(gòu)。即由梁和柱組成框架共同抵抗適用過程中出現(xiàn)的水平荷載和豎向荷載。采用結(jié)構(gòu)的房屋墻體不承重，僅起到維護(hù)和分隔作用。 3.剪力墻結(jié)構(gòu) 剪力墻結(jié)構(gòu)是用鋼筋混凝土墻板來代替框架結(jié)構(gòu)的梁柱，能承擔(dān)各類荷載引起的內(nèi)力，并能有效控制結(jié)構(gòu)的水平力，這種用鋼筋混凝土墻板來承受豎向和水平力的結(jié)構(gòu)成為剪力墻結(jié)構(gòu)。 優(yōu)點(diǎn)：能承擔(dān)豎向荷載、抵抗水平荷載、側(cè)向剛度大 缺點(diǎn)：剪力墻不能被拆除或破壞，不利于形成大空間 4.框架剪力墻結(jié)構(gòu) 在框架結(jié)構(gòu)中適當(dāng)?shù)牟?/p>

16、位增設(shè)一定數(shù)量的額混凝土剪力墻，形成的框架和剪力墻結(jié)合在一起承受水平和豎向荷載的體系叫做框架剪力墻結(jié)構(gòu)。 優(yōu)點(diǎn)：易于分隔空間、立面易于變化、抗震性能較好 缺點(diǎn)：抗側(cè)移剛度較小、受水平荷載后成剪切型變形 5.筒體結(jié)構(gòu) 筒體結(jié)構(gòu)由框架-剪力墻結(jié)構(gòu)與全剪力墻結(jié)構(gòu)綜合演變和發(fā)展而來。筒體結(jié)構(gòu)是將剪力墻或密柱框架集中到房屋的內(nèi)部和外圍而形成的空間封閉式的筒體。 優(yōu)點(diǎn)：特點(diǎn)是剪力墻集中而獲得較大的自由分割空間 缺點(diǎn)：只多用于高層、超高層建筑 6.桁架結(jié)構(gòu) 由桿件組成格構(gòu)化的一種梁式結(jié)構(gòu)。各桿件只受軸力，而不受彎矩和剪力。由于大多用于建筑的屋蓋結(jié)構(gòu)，桁架通常也被稱作屋架。 特點(diǎn)：各桿件受力均以單向拉、壓為主，通過對(duì)上下玹桿和腹桿的合理布置，可適應(yīng)結(jié)構(gòu)內(nèi)部的彎矩和剪力分布，結(jié)構(gòu)布置靈活，應(yīng)用范圍廣 7.網(wǎng)架結(jié)構(gòu) 由多跟桿件按照一定的網(wǎng)格形式通過節(jié)點(diǎn)連接而成的空間結(jié)構(gòu)。一般網(wǎng)架是雙層，在某些情況下也可做成三層。 特點(diǎn)：是高次超靜定結(jié)構(gòu)，空間剛度大、整體性好、抗震能力強(qiáng)、自重輕、用鋼量省 8.拱式結(jié)構(gòu) 拱式結(jié)構(gòu)是一種主要承受軸向壓力并由兩端推力維持平衡的曲線或折線形構(gòu)件。由拱圈以及支