建筑結(jié)構(gòu) PPT課件 第1章 緒論

建筑結(jié)構(gòu)機械工業(yè)出版社第一章緒論本章教學(xué)目標(biāo)1.了解各類結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點及應(yīng)用范圍；

2.掌握作用的概念；

3.理解建筑結(jié)構(gòu)的定義、組成、分類以及鋼筋與混凝土共同工作的原因。

4.了解建筑結(jié)構(gòu)的發(fā)展與應(yīng)用狀況。1.1建筑結(jié)構(gòu)的概念及類型一、建筑結(jié)構(gòu)的概念

建筑是供人們生產(chǎn)、生活和進行其他活動的房屋或場所。建筑是建筑物和構(gòu)筑物的通稱。建筑物是指人們社會生活和生產(chǎn)的環(huán)境，如住宅、廠房；構(gòu)筑物是指一般不直接進入其間進行生活和生產(chǎn)的空間。如煙囪、水塔等。各類建筑都離不開梁、板、墻、柱、基礎(chǔ)等構(gòu)件，它們相互連接形成建筑的骨架。建筑中由若干構(gòu)件連接而成的能承受作用的平面或空間體系稱為建筑結(jié)構(gòu)，在不致混淆時可簡稱結(jié)構(gòu)。這里所說的“作用”，是指能使結(jié)構(gòu)或構(gòu)件產(chǎn)生效應(yīng)（內(nèi)力、變形、裂縫等）的各種原因的總稱。作用可分為直接作用和間接作用。直接作用即習(xí)慣上所說的荷載，是指施加在結(jié)構(gòu)上的集中力或分布力系，如結(jié)構(gòu)自重、家具及人群荷載、風(fēng)荷載等。間接作用是指引起結(jié)構(gòu)外加變形或約束變形的原因，如地震、基礎(chǔ)沉降、溫度變化等。

二、建筑的類型1、混凝土結(jié)構(gòu)混凝土結(jié)構(gòu)是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)和素混凝土結(jié)構(gòu)的總稱。素混凝土結(jié)構(gòu)是指由無筋或不配置受力鋼筋的混凝土制成的結(jié)構(gòu)，在建筑工程中一般只用作基礎(chǔ)墊層或室外地坪。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是混凝土結(jié)構(gòu)中應(yīng)用最多的一種，也是應(yīng)用最廣泛的建筑結(jié)構(gòu)形式之一。它不但被廣泛應(yīng)用于多層與高層住宅、賓館、寫字樓以及單層與多層工業(yè)廠房等工業(yè)與民用建筑中，而且水塔、煙囪、核反應(yīng)堆等特種結(jié)構(gòu)也多采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)之所以應(yīng)用如此廣泛，主要是因為它具有如下優(yōu)點：（1）就地取材。（2）耐久性好。（3）整體性好（4）可模性好。（5）耐火性好。。鋼筋混凝土也有一些缺點，主要是自重大，抗裂性能差，現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)模板用量大、工期長等等。但隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，這些缺點可以逐漸克服。例如采用輕質(zhì)、高強的混凝土，可克服自重大的缺點；采用預(yù)應(yīng)力混凝土，可克服容易開裂的缺點；摻入纖維做成纖維混凝土可克服混凝土的脆性；采用預(yù)制構(gòu)件，可減小模板用量，縮短工期。2、砌體結(jié)構(gòu)由塊體（磚、石材、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)稱為砌體結(jié)構(gòu)。它是磚砌體結(jié)構(gòu)、石砌體結(jié)構(gòu)和砌塊砌體結(jié)構(gòu)的統(tǒng)稱。砌體結(jié)構(gòu)主要有以下優(yōu)點：（1）取材方便，造價低廉。砌體結(jié)構(gòu)所需用的原材料如粘土、砂子、天然石材等幾乎到處都有，因而比鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)更為經(jīng)濟，并能節(jié)約水泥、鋼材和木材。砌塊砌體還可節(jié)約土地，使建筑向綠色建筑、環(huán)保建筑方向發(fā)展。（2）具有良好的耐火性及耐久性。一般情況下，砌體能耐受400℃的高溫。砌體耐腐蝕性能良好，完全能滿足預(yù)期的耐久年限要求。（3）具有良好的保溫、隔熱、隔音性能，節(jié)能效果好。（4）施工簡單，技術(shù)容易掌握和普及，也不需要特殊的設(shè)備。砌體結(jié)構(gòu)的主要缺點是自重大，強度低，整體性差，砌筑勞動強度大。砌體結(jié)構(gòu)在多層建筑中應(yīng)用非常廣泛，特別是在多層民用建筑中，砌體結(jié)構(gòu)占絕大多數(shù)。目前高層砌體結(jié)構(gòu)也開始應(yīng)用，最大建筑高度已達10余層。3.鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)系指以鋼材為主制作的結(jié)構(gòu)。鋼結(jié)構(gòu)具有以下主要優(yōu)點：（1）材料強度高，自重輕，塑性和韌性好，材質(zhì)均勻；（2）便于工廠生產(chǎn)和機械化施工，便于拆卸，施工工期短；（3）具有優(yōu)越的抗震性能；（4）無污染、可再生、節(jié)能、安全，符合建筑可持續(xù)發(fā)展的原則，可以說鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展是21世紀(jì)建筑文明的體現(xiàn)。鋼結(jié)構(gòu)易腐蝕，需經(jīng)常油漆維護，故維護費用較高。鋼結(jié)構(gòu)的耐火性差。當(dāng)溫度達到250℃時，鋼結(jié)構(gòu)的材質(zhì)將會發(fā)生較大變化；當(dāng)溫度達到500℃時，結(jié)構(gòu)會瞬間崩潰，完全喪失承載能力。鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用正日益增多，尤其是在高層建筑及大跨度結(jié)構(gòu)（如屋架、網(wǎng)架、懸索等結(jié)構(gòu)）中。4、木結(jié)構(gòu)木結(jié)構(gòu)是指全部或大部分用木材制作的結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)易于就地取材，制作簡單，但易燃、易腐蝕、變形大，并且木材使用受到國家嚴(yán)格限制，因此已很少采用。5、混合結(jié)構(gòu)由兩種及兩種以上材料作為主要承重結(jié)構(gòu)的房屋稱為混合結(jié)構(gòu)。混合結(jié)構(gòu)包含的內(nèi)容較多。多層混合結(jié)構(gòu)一般以砌體結(jié)構(gòu)為豎向承重構(gòu)件（如墻、柱等），而水平承重構(gòu)件（如梁、板等）多采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，有時采用鋼木結(jié)構(gòu)。其中以磚砌體為豎向承重構(gòu)件，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)為水平承重構(gòu)件的結(jié)構(gòu)體系稱為磚混結(jié)構(gòu)。高層混合結(jié)構(gòu)一般是鋼-混凝土混合結(jié)構(gòu)，即由鋼框架或型鋼混凝土框架與鋼筋混凝土筒體所組成的共同承受豎向和水平作用的結(jié)構(gòu)。1.2建筑結(jié)構(gòu)發(fā)展概況一、建筑結(jié)構(gòu)發(fā)展的歷史砌體結(jié)構(gòu)是最古老的結(jié)構(gòu)形式。在我國，石結(jié)構(gòu)已有5000多年歷史，在3000多年前的西周時期已開始生產(chǎn)和使用燒結(jié)磚，在秦、漢時期，磚瓦已廣泛應(yīng)用于房屋結(jié)構(gòu)。目前，高層砌體結(jié)構(gòu)已開始應(yīng)用，我國已建成12層的砌體結(jié)構(gòu)房屋?，F(xiàn)代混凝土結(jié)構(gòu)是隨著水泥和鋼鐵工業(yè)的發(fā)展而發(fā)展起來的，至今僅有約150年的歷史。1824年，英國泥瓦工約瑟夫﹒阿斯普?。↗oseph﹒Aspadin）發(fā)明了波蘭特水泥并獲得專利，隨后混凝土問世。1850年，法國人郎波特（L﹒Lambot）制成了鐵絲網(wǎng)水泥砂漿的小船。1861年，法國人莫尼埃（Joseph﹒Monier）獲得了制造鋼筋混凝土構(gòu)件的專利。20世紀(jì)30年代預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)，是混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)展的一次飛躍。它使混凝土結(jié)構(gòu)的性能得以改善，應(yīng)用范圍大大擴展。建筑結(jié)構(gòu)雖然已經(jīng)歷了漫長的發(fā)展過程，但至今仍生機勃勃，不斷發(fā)展。特別是近年來，在設(shè)計理論、材料、結(jié)構(gòu)等方面都得到了迅猛發(fā)展。理論方面，目前有學(xué)者提出全過程可靠度理論，將可靠度理論應(yīng)用到工程結(jié)構(gòu)設(shè)計、施工與使用的全過程中，以保證結(jié)構(gòu)的安全可靠。隨著模糊數(shù)學(xué)的發(fā)展，模糊可靠度的概念正在建立。隨著計算機的發(fā)展，工程結(jié)構(gòu)計算正向精確化方向發(fā)展，結(jié)構(gòu)的非線性分析是發(fā)展趨勢。隨著研究的不斷深入、統(tǒng)計資料的不斷積累，結(jié)構(gòu)設(shè)計方法將會發(fā)展至全概率極限狀態(tài)設(shè)計方法。二、建筑結(jié)構(gòu)發(fā)展趨勢1、建筑材料（1）混凝土結(jié)構(gòu)的材料將向輕質(zhì)、高強、新型、復(fù)合方向發(fā)展。（2）高強鋼筋快速發(fā)展?，F(xiàn)在強度達400～600N/mm2的高強鋼筋已廣泛應(yīng)用，今后將會出現(xiàn)強度超過1000N/mm2的鋼筋。（3）砌體結(jié)構(gòu)材料向輕質(zhì)高強的方向發(fā)展。途徑之一是發(fā)展空心磚。（4）鋼結(jié)構(gòu)材料向高效能方向發(fā)展。除提高材料強度外，還應(yīng)大力發(fā)展型鋼。如H型鋼可直接作梁和柱，采用高強螺栓連接，施工非常方便。作為一種新產(chǎn)品，壓型鋼板可直接作屋蓋，也可在上面澆上一層混凝土作樓蓋。作樓蓋時壓型鋼板既是樓板的抗拉鋼筋，又是模板。2、建筑結(jié)構(gòu)（1）大跨度結(jié)構(gòu)向空間鋼網(wǎng)架、懸索結(jié)構(gòu)、薄殼結(jié)構(gòu)方向發(fā)展?？臻g鋼網(wǎng)架最大跨度已超過100m；（2）高層砌體結(jié)構(gòu)開始應(yīng)用。為克服傳統(tǒng)體系砌體結(jié)構(gòu)水平承載力低的缺點，一個途徑是使墻體只受垂直荷載，將所有的水平荷載由鋼筋混凝土內(nèi)核芯筒承受，形成磚墻—筒體體系，另一個途徑就是對墻體施加預(yù)應(yīng)力，形成預(yù)應(yīng)力磚墻；（3）組合結(jié)構(gòu)成為結(jié)構(gòu)發(fā)展的方向，目前勁性鋼筋混凝土、鋼管混凝土、壓型鋼板疊合梁等組合結(jié)構(gòu)已廣泛應(yīng)用，在超高層建筑結(jié)構(gòu)中還采用鋼框架與內(nèi)核芯筒共同受力的組合體系，能充分利用材料優(yōu)勢。1.3本課程的內(nèi)容及學(xué)習(xí)要求本課程是建筑工程技術(shù)等專