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(chǎn)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囊粯樱惺軌毫Φ哪芰軓?，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?？蚣芙Y構抗震性能較差，適用于非抗震設計、層數(shù)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(shù)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(shù)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(shù)10～1510～3010～2010～4040～5040～60可建層數(shù)204025505575各種結構體系的適用層數(shù)和可建層數(shù)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(jù)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(xiàn)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?；炷两Y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迅階段秋：從上濁世紀叉20筑年代棟到第應二次書世界班大戰(zhàn)初前后放?；炷送梁蜋z鋼筋鞏強度寬的不負斷提漁高。19夸28康年法斧國杰懇出的文土木爛工程捧師E墊.F哲re電ys幻玉sn喬et泳發(fā)明降了預曬應力凍混凝虜土，罩使得和砼結欠構可己用于桌建造膜大跨伯度建格筑。計算普理論皇：前蘇詳聯(lián)著病名的洋混凝幟土結嬸構專朱家格駱沃茲泊捷夫嫩開始宵考慮意混凝洲土塑換性性熊能的歲破損搜階段湖設計做法，50年代利又提盈出更纖為合命理的惹極限挨狀態(tài)愿設計絲式法，候奠定槽了現(xiàn)咬代鋼模筋混咸凝土削結構毒的基姓本計飄算理濫論。緒論二、混凝土結構的發(fā)展簡況及其應用第三扔階段勁：二戰(zhàn)乘以后狐到現(xiàn)狀在隨著況建設貸速度蜂加快席，對災材料漢性能柱和施擱工技頑術提險出更售高要嬸求，換出現(xiàn)催裝配當式鋼隆筋混充凝土嬌結構啦、泵粒送商羞品混錘凝土槍等工嘩業(yè)化姨生產(chǎn)蘇技術森。高強疑混凝熟土和劉高強繪鋼筋爭的發(fā)棍展、何計算滋機的掃采用狗和先揚進施逗工機尤械設負備的初發(fā)明氧，建恩造了疲一大馬批超型高層猜建筑旋、大諒跨度腳橋梁湖、特乘長跨略海隧鴿道、養(yǎng)高聳贈結構立等大住型工框程，愚成為葬現(xiàn)代北土木菠工程兔的標定志。設計某計算蓄理論格：發(fā)展束了以闊概率揪理論鉆為基猴礎的拳極限睛狀態(tài)返設計她法，伶基礎傻理論淡問題芳大都年得到定解決展，而甜新型配混凝陵土材恥料及酒其復秧合結滔構形壘式的證出現(xiàn)智又不撓斷提屑出新費的課侍題，劃并不根斷促臺進混事凝土靜結構馳的發(fā)燦展。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、結本課極程的腔任務暈和學冠習方物法緒論鋼筋唉混凝袖土結膚構砌體診結構鋼結福構地基卡基礎建筑烏結構忘抗震建筑壤結構穴課程1.歲了解貧建筑威結構驚計算紀的基港本原清則；緒論三、本課程的任務和學習方法學習乳目的2.悶掌握靈鋼筋饞砼結佳構、意砌體縣結構書和鋼包結構柔基本綠構件沈的計死算方屋法；3.串理解慨結構平構件指和建逮筑基街礎的左基本吹構造捧要求?。?.登能正日確識善讀結綠構施禿工圖英，并萍能理饒解建右筑施霧工中梯的一研般結斥構問作題。3.燈深刻艱理解角重要裹的結釀構概溉念，奏掌握蔥設計財計算絮的基務本功塔，切敞記死駛記硬蠶背。要求扒熟練掀掌握痛、深正刻理殺解有獎關結勿構構焦造要顆求，并在茂今后膽的學井習中伸不斷單加深豈理解礙。緒論學習警要求1.儉本課綁程與建筑妙力學膛、建翁筑識摧圖與泛構造碑、建紗筑材泥料等先監(jiān)修課握程聯(lián)彼系緊山密，射必須潔要不灑斷復紋習上努述課紀程中敘所涉