建筑結構概論緒論講義

建筑結構緒論緒論建筑結構——

由若干構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、建筑結構的概念及分類緒論一、建筑結構的概念及分類作用——

使結構或構件產生效應（內力、變形、裂縫）的各種原因的總稱。作用間接作用：直接作用：指施加在結構上的集中力或分布力系即荷載。指引起結構外加變形或約束變形的原因。如混凝土的收縮、溫度變化、基礎沉降差、地震等（一）建筑結構按建造材料的不同分類緒論一、建筑結構的概念及分類1.混凝土結構——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”?；炷敛牧舷裉烊皇囊粯?，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構（ConcreteStructure）。緒論一、建筑結構的概念及分類2.砌體結構——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件的結構，包括磚砌體結構、石砌體結構和砌塊砌體結構。3.鋼結構——以鋼材為主制作的結構。4.木結構——全部或大部分用木材制作的結構。素混凝土結構、鋼筋混凝土結構（ReinforcedConcreteStructure，也可簡稱RC）、預應力混凝土結構（PrestresedConcrete，也簡稱PC）和鋼管混凝土結構、鋼骨混凝土結構、纖維混凝土結構等。土木工程中常用的砼結構主要包括:1.混合結構體系——

主要承重構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構（或木結構），而墻、柱基礎等豎向承重構件采用砌體材料。（二）建筑結構按承重結構類型的不同分類緒論一、建筑結構的概念及分類結構布置方案縱橫墻承重方案內框架承重方案橫墻承重方案縱墻承重方案2.框架結構體系——

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構體系。緒論一、建筑結構的概念及分類

優(yōu)點：建筑室內空間布置靈活，平面和立面變化豐富。

缺點：在水平荷載作用下，結構的側向剛度較小，水平位移較大，故稱其為柔性結構體系。框架結構抗震性能較差，適用于非抗震設計、層數較少、建造高度不超過60m的建筑中。

利用建筑物的鋼筋混凝土墻體作為抗側力構件并同時承受豎向荷載的結構體系。緒論一、建筑結構的概念及分類

優(yōu)點：結構整體性好，剛度大、抗側力性能好，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.剪力墻結構體系——

在框架結構中布置一定數量的剪力墻可以組成框架—剪力墻結構，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、建筑結構的概念及分類

優(yōu)點：既有框架結構布置靈活、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-剪力墻結構體系——

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、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、建筑結構的概念及分類5.筒體結構體系——(a)框架—筒體結構

(b)筒中筒結構

(c)多重筒結構

(d)成束筒結構

適用于層數超過40～50層時的超高層建筑。結構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10～1510～3010～2010～4040～5040～60可建層數204025505575各種結構體系的適用層數和可建層數緒論一、建筑結構的概念及分類受力特點（三）鋼筋混凝土結構的主要特點緒論一、建筑結構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。受拉區(qū)受壓區(qū)中和軸···受拉鋼筋混凝土結構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、建筑結構的概念及分類優(yōu)點⑴可模性好：砼可根據需要澆筑成各種性質和尺寸，適用于各種形狀復雜的結構（空間薄殼、箱形結構等。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。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、建筑結構的概念及分類⑶現澆混凝土結構的剛度大、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、抗爆結構；同時防振性和防輻射性能較好，適用于防護結構。⑷節(jié)約鋼材

混凝土結構合理地應用了材料的性能，在一般情況下可以代替鋼結構，從而能節(jié)約鋼材、降低造價。⑶承載力有限：在重載結構和高層建筑底部結構，構件尺寸太大，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混凝土結構一旦破壞，其修復、加固、補強比較困難。緒論一、建筑結構的概念及分類缺點⑴自重大：不適用于大跨、高層結構。⑵抗裂性差：普通RC結構，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用于大跨結構，高強鋼筋無法應用。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。混凝土結構開始應用于土木工程距今僅150多年。與磚石結構、鋼木結構相比，混凝土結構的歷史并不長，但發(fā)展非常迅速，是目前土木工程結構中應用最為廣泛的結構，而且高性能混凝土和新型混凝土結構形式還在不斷發(fā)展。二、混凝土結構的發(fā)展簡況及其應用緒論二、混凝土結構的發(fā)展簡況及其應用第一階段：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、拱和基礎等構件。計算理論：結構內力和構件截面計算均套用彈性理論，采用容許應力設計方法。緒論混凝土結構的發(fā)展二、混凝土結構的發(fā)展簡況及其應用第二階段：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摺?928年法國杰出的土木工程師E.Freyssnet發(fā)明了預應力混凝土，使得砼結構可用于建造大跨度建筑。計算理論：前蘇聯著名的混凝土結構專家格沃茲捷夫開始考慮混凝土塑性性能的破損階段設計法，50年代又提出更為合理的極限狀態(tài)設計法，奠定了現代鋼筋混凝土結構的基本計算理論。緒論二、混凝土結構的發(fā)展簡況及其應用第三階段：二戰(zhàn)以后到現在隨著建設速度加快，對材料性能和施工技術提出更高要求，出現裝配式鋼筋混凝土結構、泵送商品混凝土等工業(yè)化生產技術。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、高聳結構等大型工程，成為現代土木工程的標志。設計計算理論：發(fā)展了以概率理論為基礎的極限狀態(tài)設計法，基礎理論問題大都得到解決，而新型混凝土材料及其復合結構形式的出現又不斷提出新的課題，并不斷促進混凝土結構的發(fā)展。緒論二、混凝土結構的發(fā)展簡況及其應用三、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構砌體結構鋼結構地基基礎建筑結構抗震建筑結構課程1.了解建筑結構計算的基本原則；緒論三、本課程的任務和學習方法學習目的2.掌握鋼筋砼結構、砌體結構和鋼結構基本構件的計算方法；3.理解結構構件和建筑基礎的基本構造要求；4.能正確識讀結構施工圖，并能理解建筑施工中的一般結構問題。3.深找刻理解攪重要的難結構概善念，掌衡握設計羞計算的瞧基本功廉，切記昏死記硬墊背。要求熟遍練掌握教、深刻榮理解有壞關結構裝構造要柿求，并在今匠后的學慰習中不駱斷加深偷理解。緒論學習要匠求1.本課明程與建筑力馬學、建烘筑識圖何與構造爪、建筑風材料等先修潤課程聯梁系緊密駝，必須符要不斷善復習上埋述課程戴中所