《浅谈建筑结构》PPT课件.ppt

建筑结构 指导老师：谭琳 学生：09建筑-2 周涛 建筑结构的定义 l建筑结构是指在建筑物（包括构 筑物）中，由建筑材料做成用来 承受各种荷载或者作用，以起骨 架作用的空间受力体系。建筑结 构因所用的建筑材料不同，可分 为混凝土结构、砌体结构、钢结 构、轻型钢结构、木结构和组合 结构等。 建筑结构的演变 石梁、板结构 木梁、板结构 钢筋混凝土梁、 板结构 预制板结构 大型板材结构 箱型结构 建筑结构的分类 l结构形式的分类可以有许多种不同的方法，但就 与建筑的关系而言则可以分为四种大的结构体系 。 l以墙或柱承重的梁板结构 l框架结构 l大跨度结构 l悬挑结构 l以墙或柱承重的梁板结构 l框架结构 l大跨度结构 l悬挑结构 l新型的结构 石梁、板结构 l石梁不仅自重大，而且 又不可能跨越较大的空 间，因而支撑它的墙或 柱，就必须要受到严格 的限制，使得当时的建 筑不可能具有较大的或 开阔的室内空间。 石梁或石板 承重墙 墙的平面投影 l用柱承重的石梁板 结构，柱的间距不 可能超越梁的最大 跨度，因而以此形 成的室内空间必然 是柱子林立。 石梁或石板 承重墙 墙的平面投影 石梁 石柱 L不能太大 L 木、钢筋混凝土梁与板 l梁与板均属于受弯构件 ，而木材的抗弯性能要 比石料好，古今中外的 许多建筑都是用石材来 做梁和板，近代出现的 钢筋混凝土结构，充分 发挥了混凝土的抗压和 钢的抗拉性能，由两者 组合而成的梁是一种理 性的受弯构件。 木檩（梁） 承重墙 墙的平面投影 l图为某单身宿舍建筑 ，顶部采用硬山架檩 结构，其他采用内隔 墙承重的连续多跨的 钢筋混凝土楼板结构 。 木檩 承重墙 钢筋混凝土楼板 承重墙 钢筋混凝土楼板 承重墙 预制钢筋混凝土楼板 l尽管现浇钢建混凝土连续板 整体性能强，比较经济，但 施工进度慢而又需要大量模 板，为便于生产工厂化，施 工机械化，近年来普遍采用 钢筋混凝土预制板。这种板 可以按照模数制定若干种规 格和尺寸以适应设计要求。 另外，在设计时也应当按照 板的规格来确定平面的轴线 尺寸。 l图为预制板的铺设情 况，两端可放置在墙 上，也可以放置在梁 上，墙或梁的间距应 补超过板的最大允许 跨度。 短向板钢筋混凝土结构 承重墙 长向板 l放在梁上的为短向 板，放在墙上的为 长向板。 l短向板一般为3M左 右，长向板一般为 6M左右。 长 向 板 短向板 梁 外墙与内柱承重的结构 l某些类型的建筑，由于功 能要求有较大的室内空间 ，不允许在建筑物内设置 很密的承重墙，在这种情 况下，就需要用梁、柱系 统来取代内隔墙而承受楼 板所传递的荷载，从而形 成了外墙内柱承重的结构 体系。 楼板 梁 外墙承重 柱 外墙承重 梁 梁 梁 梁 纵横梁承重 纵梁承重 横梁承重横梁承重 l以墙或柱承重的梁板结构 l框架结构 l大跨度结构 l悬挑结构 l新型的结构 木框架结构 l木材是一种比较理想的建筑 材料，它既可以用来做门、 窗、天花、地板，又可以用 来做梁、柱及屋顶结构，古 今中外有许多建筑其主体结 构和装修都是用木材做成的 。由于木材便于加工，富有 弹性和人性，又可以做成各 种形式的接榫，因而用它来 做框架不仅制作方便，十分 轻巧，而且整体性也较强。 木框架结构的几种例子 l主要由两片呈A字型的三 脚架组成，三脚架的两根 斜撑承担全部荷重，下部 的水平连梁起拉杆的作用 ，这种形式的组合稳定性 较好，这种形式的框架所 形成的内部空间不仅体量 较大，而且还呈规则的矩 形平面，比较适合于居住 的要求。 承重的木框架结构与不承重的维护结构的关系 室内空间可以自由 灵活地分隔处理 设置后墙以防止寒风的 侵袭和烈日的暴晒 由于采用了斗 拱，可以使建 筑物出檐深远 优良的木框架结构，使得其建 筑可以大面积开窗或设置隔扇 ，可以使室内空间相互连通渗 透，特别是把室外空间、庭院 、景物引入室内，以丰富空间 的变化。 钢筋混凝土框架结构 l自从钢和混凝土在建筑 中广泛运用后，就出现 了各种形式的钢筋混凝 土结构。其中尤其是钢 筋混图框架结构，不仅 强度高，防火性能好， 而且整体性和刚度也较 强。因而被广泛应用于 各种类型的建筑。 l荷载通过楼板和 梁传递到四周的 柱，然后再由柱 传递到基础，基 础则再其传递到 大地。 l框架结构的使用，使 得室内空间布局更加 灵活多变，上下层的 布局几乎可以完全不 一样，同时，门洞的 尺寸也可以做得更大 、更新颖。 l以墙或柱承重的梁板结构 l框架结构 l大跨度结构 l悬挑结构 l新型的结构 桁架结构 l1、把原来的受弯构件改变为受轴向向力的构 建 l2、充分利用三角形所具有的刚性特性 l基于这两种优点，使得桁架结构能做出大跨度 的空间。 桁架结构的分类 简单的三 角形桁架 中间带拉 杆的三角 形桁架 浩式桁架 芬式桁架 梯形桁架弓形桁架 三铰拱式桁 架 桥式桁架 l以墙或柱承重的梁板结构 l框架结构 l大跨度结构 l悬挑结构 l新型的结构 壳体结构 l壳体结构是一种新型的空间薄壁结构。近代仿 生学的发展，启示人们注意到自然界某些动植 物由于具有合理的外形，从而可以较薄的外壳 而获得很大的强度，这就促使一些工程师努力 于寻求合理的结构外形，以充分发挥材料的潜 力。在这个目标的指引下，各种形式的壳体结 构就应运而生，并在建筑实践中被广泛地应用 。 壳体结构的类型 l折壳结构 l壳筒结构 l双曲面壳体结构 l重复组合的双曲面壳结构 折壳结构 l折壳也称折板，是由许多 个窄而长的薄板以一定的 角度互相连接成为一个整 体的空间结构体系。其形 式可以分为三角形剖面或 梯形剖面、单式或复式、 单波或多波、单跨或多跨 等以适应不同的平面要求 。 筒壳结构 l筒壳又称单曲面壳，一 般为圆弧形，也可采用 抛物线形。由于单跨多 波的组合形式一般适合 于较大跨度的矩形平面 ，因而在实践中应用得 最为普遍。 双曲面壳体结构 l沿着两个方向都有弯曲变化 的壳，称之为双曲面壳，扁 壳、扭壳、抛物面壳、球面 壳等均属于双曲面壳。这些 壳可单独使用，又可组合在 一起使用，形式变化极其丰 富，无论是对建筑物内部空 间还是外部形体处理都有很 大的影响。 重复组合的双曲面壳结构 l双曲面壳结构不仅可以扩大柱网的间距以利于 功能要求，同时还可以利用壳体形状的变化来 开天窗，以满足通风、采光要求。 l以墙或柱承重的梁板结构 l框架结构 l大跨度结构 l悬挑结构 l新型的结构 悬挑结构 l为适应近代功能的需要，在出现了钢筋混凝土 、钢等具有很强抗弯性能的材料之后，就出现 了各种形式的悬挑结构 l特点：可以从支座向外延伸作远距离的悬挑， 并用以当作屋面来覆盖空间，以适应某些特殊 类型建筑的功能要求。 l以墙或柱承重的梁板结构 l框架结构 l大跨度结构 l悬挑结构 l新型的结构 悬索结构 l悬索结构是一种新型的大跨度结构。钢作为一种 结构材料，在受轴向压力的情况下，先于破损之 前就会变弯，远远发挥不了材料的力学性能，但 如果用来受拉则可以承受极大地张力。悬索结构 正式利用这一特点充分发挥钢的极高的抗拉能力 ，从而节省材料、减轻结构自重、加大结构的跨 度。 受压后易于弯 曲，但受拉时 却可以承受极 大的张力 悬索的分类 l单向悬索结构 l轮辐式双层悬索结构 l鞍式悬索结构 l混合式悬索结构 l用若干个伞形状组合的混合式悬挂结构 单向悬索结构 l悬索在受均匀分布荷载后所产生的张力传递给 立柱，这种张力需要有两个方向的力与之平衡 ，其一是水平拉力，一是垂直的压力。 l但是单向悬索结构的稳定性差，在风力的影响 下，难于保持稳定 轮辐式双层悬索结构 l圆形平面，索分上下 两层，下层索承受屋 顶的全部荷重，故称 承重索，上层索起稳 定作用，故称稳定索 ，均固定在内外环上 ，比单向索稳定性强 。 稳定索 承重索 内环承受张 力 外环承受压力 鞍式悬索结构 稳定索受力情况 承重索受力情况 混合式悬索结构 l可以充分发挥不 同材料的力学性 能，以达到经济 有效的目的 拉索 用若干个伞形状组合的混合式悬挂结构 l用若干个伞状的混合式 悬挂结构所组成的建筑 空间，并利用其组合的 灵活性开天窗，以满足 采光要求。 网架结构 l网架结构可以用钢、木、钢筋混凝土来做，使 用灵活，便于建筑处理，且可获得大跨度的空 间。 l网架结构拥有刚性大、变形小，能较大地减轻 结构自重，节省材料等特点。 帐篷式结构 l帐篷式结构主要又撑杆、拉索、薄膜面层三个 部分所组成。 l特点：结构简单、重量轻、便于拆迁，适合于 半永久性建筑的屋顶结构或永久性建筑的遮篷 。 充气式结构 l用塑料、涂层织物做成的气囊，充以空气后， 利用气囊内外的气压差 剪力墙结构 l对于高层建筑来讲，侧 向荷载-风荷载或地震 的惯性力，常常成为破 坏建筑的一种不可忽视 的因素。为了调高抗侧 向荷载能力，在高层建 筑中往往以剪力墙结构 体系来取代一般的框架 结构。 剪力墙 剪力墙 框