建筑结构电子教案

1,0 绪论1 建筑结构计算基本原则2 建筑结构材料3 钢筋混凝土受弯构件4 钢筋混凝土纵向受力构件5 钢筋混凝土受扭构件6 预应力混凝土构件7 钢筋混凝土楼屋盖,建筑结构Building Structure,2,绪论,0.1建筑结构的概念,建筑中由若干构件连接而成的能承受作用的平面或空间体系称为建筑结构， 是建筑物的承重骨架。,作用可分为直接作用和间接作用,直接作用即习惯上所说的荷载，是指施加在结构上的集中力或分布力系，如结构自重、家具及人群荷载、风荷载等。间接作用是指引起结构外加变形或约束变形的原因，如地震、基础沉降、温度变化等。,3,0.1建筑结构的概念,绪论,建筑结构由水平构件、竖向构件和基础组成。,水平构件包括梁、板等，用以承受竖向荷载；竖向构件包括柱、墙等，其作用是支承水平构件或承受水平荷载；基础的作用是将建筑物承受的荷载传至地基。,4,0.1建筑结构的概念,按材料的不同分为：,绪论,Concrete Structure,Block Structure,Timber Structure,Steel Structure,混凝土结构砌体结构钢结构木结构混合结构,Composite Structure,5,0.1建筑结构的概念,绪论,1.混凝土结构包括：,钢筋混凝土结构预应力结构素混凝土结构,Reinforced Concrete Structure,Prestressed Concrete Structure,Plain Concrete Structure,6,6,为什么在混凝土中加入钢筋？,混凝土(Concrete): 抗压强度高，抗拉强度低钢筋(Steel)：抗拉性能优良，抗压强度高,破坏特征：一裂即断，脆性， 破坏无预兆。破坏特征：裂不等于坏，破 坏有一定的预兆。,素混凝土梁,钢筋混凝土梁：受拉区配220钢筋,F=13.4KN 截面开裂并破坏,Fcr=15 KN 截面开裂;,钢筋混凝土梁与素混凝土梁的破坏情况对比梁的承载力大大提高，梁的受力性能改善。,7,0.1建筑结构的概念,绪论,钢筋混凝土结构优点：,（1）就地取材（2）耐久性好（3）整体性好（4）可模性好（5）耐火性好,钢筋混凝土结构缺点：,自重大 抗裂性能差 模板用量大 工期长,克服缺点的方法： 采用轻质、高强的混凝土，可克服自重大的缺点； 采用预应力混凝土，可克服容易开裂的缺点； 掺入纤维做成纤维混凝土可克服混凝土的脆性； 采用预制构件，可减小模板用量，缩短工期。,混凝土外加剂聚丙烯抗裂防渗纤维,高强度混凝土用钢纤维,8,0.1建筑结构的概念,绪论,1、良好的粘结力2、温度线膨胀系数接近3、足够的保护层厚度,钢筋与混凝土共同工作的原因：,钢筋混凝土保护层塑料垫块,9,0.1建筑结构的概念,一是混凝土结硬时体积收缩，将钢筋紧紧握住而产生的摩擦力；二是由于钢筋表面凹凸不平而产生的机械咬合力；三是混凝土与钢筋接触表面间的胶结力。其中机械咬合力约占50%；,绪论,粘结作用由三部分组成：,热轧带肋钢筋与混凝土间的粘结作用主要依靠机械咬合力,10,绪论,0.1建筑结构的概念,2.砌体结构,由块体（砖、石材、砌块）和砂浆砌筑而成的墙、柱作为建筑物主要受力构件的结构称为砌体结构，包括：砖砌体结构石砌体结构砌块砌体结构,11,11,绪论,0.1建筑结构的概念,2.砌体结构,12,12,绪论,0.1建筑结构的概念,2.砌体结构,13,13,绪论,0.1建筑结构的概念,2.砌体结构,主要优点：取材方便，造价低廉；具有良好的耐火性及耐久性；具有良好的保温、隔热、隔声性能，节能效果好；施工简单，技术容易掌握和普及，也不需要特殊的设备。主要缺点：自重大，强度低，整体性差，砌筑劳动强度大。,14,14,以钢结构作为主要承载体系构件的工程结构称为钢结构。重型工业厂房、大跨结构、高层、高耸钢屋架、海洋钻井平台。,绪论,0.1建筑结构的概念,3.钢结构,主要优点：1）材料强度高，自重轻，塑性和韧性好，材质均匀（相对于混凝土）；2）便于工厂生产和机械化施工，便于拆卸，施工工期短；3）具有优越的抗震性能；4）无污染、可再生、节能、安全，符合建筑可持续发展的原则。,15,15,屋盖结构体系,绪论,0.1建筑结构的概念,3.钢结构,16,绪论,0.1建筑结构的概念,3.钢结构,17,17,绪论,0.1建筑结构的概念,3.钢结构,主要缺点： 易腐蚀，需经常油漆维护，故维护费用较高。钢结构的耐火性较差，当温度达到250时，钢结构的材质将会发生较大变化；当温度达到500时，结构会瞬间崩溃，完全丧失承载能力。,钢结构最怕火灾，超过800度高温，钢材会突然失去支撑强度.,18,18,绪论,0.1建筑结构的概念,3.钢结构,19,19,特点：使用寿命长施工简便，工期短冬暖夏凉抗震，自重轻,绪论,0.1建筑结构的概念,4.木结构,指全部或大部分用木材制作的结构。,20,20,绪论,0.1建筑结构的概念,4.木结构,宁 波 保 国 寺,21,21,绪论,0.1建筑结构的概念,5.混合结构,由两种及两种以上材料为主支座的结构称为混合结构。砖混结构：以砖砌体构件为竖向承重构件、钢筋混凝土构件为水平承重构件的结构体系。钢混凝土混合结构：由钢框架或劲性钢筋混凝土框架与钢筋混凝土筒体所组成的共同承受竖向和水平作用的结构。钢混凝土混合结构兼具钢结构与钢筋混凝土结构两者的优点。,22,绪论,0.1建筑结构的概念,5.混合结构,钢混凝土混合结构,上海金茂大厦,23,上海环球金融中心,绪论,据称，在大楼的第一百层，也就是距地面472米处设计了一个长度约为55米的观光天阁，这里将建成世界最高的观光厅。大楼的第94层处还将建设一个面积为七百平方米、室内净高8米的观光大厅。以上海的都市全景为背景，观光天阁和观光大厅将成为沪上新的观光景点。,2005年10月17日，中国内地第一高楼上海环球金融中心全面开工建设。工程将于2007年年中封顶，2008年初竣工，届时它将成为中国内地第一 、世界第二高楼。大楼位于上海市浦东新区陆家嘴金融贸易区，总高492米，比目前的“中华第一高楼”金茂大厦高出70多米。2008年竣工后，它将成为上海建设国际金融中心的又一地标。,环球金融中心由日本森大厦株式会社联合日本、美国等四十多家企业投资兴建。据悉，整幢大楼总建筑面积达三十八万一千六百平方米，地上101层，地下3层。建筑内部以办公房为主，集六星级宾馆、商业设施、美术馆、城市俱乐部、停车场等设施于一体，内部结构尤如一个小镇。,0.1建筑结构的概念,24,0.2建筑结构的发展与应用状况,绪论,混凝土历史发展简况,混凝土结构最早应用于欧洲，仅有170年历史。,1824年，英国泥瓦工JosephAspadin发明了水泥；,1850年，法国人Lambot用制造了钢筋水泥船，开始出现钢筋混凝土制品；,1867年，法国人Manier获得生产配筋混凝土构件的专利；,1928年，法国人佛列新涅，采用高强钢丝，并发明预应力锚具，预应力混凝土开始运用于工程。,25,0.2 建筑结构的发展与应用状况,绪论,材料的发展趋势：,1、混凝土结构材料向轻、强、新、复发展；,2、高强钢筋快速发展；,3、砌体材料向轻、强发展；,4、钢结构材料向高效能方向发展。,1、大跨结构向空间钢网架、悬索结构、薄壳结构方向发展；,2、组合结构发展很快；（劲性钢筋混凝土、钢管混凝土、型钢混凝土、 外钢框架-内核心筒等）,3、高层砌体结构已开始应用。（砖墙-核心筒、预应力砌体等）,结构的发展趋势：,26,0.2建筑结构的发展与应用状况,绪论,2005年11月15日，“鸟巢”工程混凝土主体结构提前封顶。 该工程总建筑面积25.8万平方米，地上高度69.21米，整个建筑造型呈椭圆的马鞍形。此次完工的混凝土结构主体分地下一层，地上七层，三层碗状斜看台可容纳观众9.1万人。“鸟巢”设计用钢量4.2万吨，是目前国内外体育场馆中用钢量最多、规模最大、施工难度最大、拥有多项世界顶级施工技术难题的大型钢结构工程。该工程设计使用年限为100年。 该工程总承包方北京城建集团表示，混凝土结构封顶后，“鸟巢”工程进入难度最大的大型钢结构和土建二次结构施工。整个钢结构施工计划于2006年11月完成。,北京奥运主体育场“鸟巢”工程在建设中,27,0.2建筑结构的发展与应用状况,绪论,北京奥运主体育场“鸟巢”,28,28,国家大剧院介绍,工程外部围护结构为钢结构网壳，是半椭圆球形，东西长轴212.2m，南北短轴143.64m，总高度46.285m。内设歌剧院（2416席）、音乐厅（2017席）及戏剧院（1040席）及公共大厅等。屋面采用钛金属板，整个网壳外环绕人工湖（35500m2）,各种通道及入口均设在水下 。设计为法国巴黎机场公司安德鲁建筑师，北京市建筑设计研究院参与主体设计 ，整体结构用钢量达6750t，195kg/m。,绪论,0.2建筑结构的发展与应用状况,29,0.3本课程的内容、学习目标及学习要求,绪论,建筑结构是一门综合性较强的应用科学，其发展涉及到数学、力学、材料及施工技术等科学。建筑结构按内容的性质可分为结构基本构件和结构设计两大部份。根据受力与变形特点不同，结构基本构件可归纳为受弯构件、受拉构件、受压构件和受扭构件。本课程包括混凝土结构、砌体结构、钢结构、建筑结构抗震基本知识等内容。,30,课程性质：建筑工程技术专业的主干专业基础课 课程任务： 1.为后续课程建筑施工、施工项目管理、建筑地基与基础、建筑工程计量与计价等奠定基础； 2. 为将来的职业工作建筑施工技术与管理奠定结构方面的知识和能力。,0.3本课程的内容、学习目标及学习要求,绪论,31,课程目标 知识目标： 掌握建筑结构常用材料的种类和材性；掌握建筑结构及结构构件的构造知识，包括抗震构造知识；掌握一般建筑结构构件（或连接）的设计方法；掌握现浇钢筋砼肋形楼盖和多层砌体结构的设计方法。 能力目标： 具有进行一般建筑结构构件（受弯、轴向受压构件）截面设计与承载力复核的能力；具有一