建筑结构选型PPT课件.ppt

一 建筑结构选型概念及意义1 建筑结构的定义2 建筑结构选型的内容3 建筑设计与结构设计的关系二 结构选型的基本原则1 内容2 建筑结构选型的原则 建筑结构选型 1 建筑包括哪些 工业厂房 矿井 铁路 道路 高速及城市公路等 桥梁 隧道 公路及海底隧道 地铁站及地下空间 港口 住宅以及公共设施的建筑物 构筑物等等 2 结构是在建筑中 由若干构件 如梁 板 柱等 连接而构成的能承受各种外界作用 如荷载 温度变化 地基不均匀沉降等 的体系 结构包括哪些 3 1 建筑结构的定义 建筑结构是指形成一定空间及造型 并具有承受人为和自然界施加于建筑物的各种荷载作用 使建筑物得以安全使用的骨架 用来满足人类的生产 生活需求以及对建筑物的美观要求 一 建筑结构选型概念及意义 4 2 建筑结构选型的内容 1 建筑设计中的各类结构和主要构件的分类形式 受力特点 2 各种建筑结构形式的应用范围及型式选择 3 高层结构 大跨度结构 以及其他结构形式在土建工程中的具体应用的条件和方法 4 在进行建筑构思和设计中 把握结构选型的合理性与可行性 做出比较经济合理 切实可行的建筑方案 5 建筑结构选型叙述了各种常见结构体系设计的基本理论以及原理 全面系统的介绍了建筑结构的形式 包括 桁架 刚架 拱 薄壳 网架 网壳 悬索 薄膜结构 混合空间结构 多层建筑结构 高层建筑结构 楼盖结构等 对上述结构选型分别介绍结构组成 受力特点 布置方式 适用范围 构造要点等 6 7 3 建筑设计与结构设计的关系 1 结构设计是建筑三大构成要素中建筑技术的组成内容 是保证房屋安全的重要手段 2 建筑设计是为了满足建筑功能要求 为创造建筑的美而服务 3 结构设计是解决支撑体系问题 处于服务地位 由注册结构师完成 4 建筑设计是解决功能 适用和美观的问题 处于先行与主导地位 由注册建筑师完成 5 建筑设计必须和结构设计有机结合起来 只有真正符合结构逻辑的建筑才具有真实的表现力和实际的可行性 富有建筑的个性 8 二 建筑结构选型的原则 在建筑设计中 空间组合和建筑造型的主要环节是选择最佳结构方案 即结构选型 结构选型应遵循以下原则 1 适应建筑功能的要求 2 满足力学原理 3 考虑材料和施工的条件 4 充分发挥结构优势并考虑经济 5 注意美观 9 1 适应建筑功能的要求对于有些公共建筑 其功能有视听要求 如 体育馆为保证较好的观看视觉效果 比赛大厅内不能设柱 必须采用大跨度结构 大型超市为满足购物的需要 室内空间具有流动性和灵活性 所以应采用框架结构 10 2 满足力学原理建筑结构选型的依据是建筑力学的理论基础 只有在充分考虑建筑受力的基础上 结构造型的安全性才能得到可靠的保证 因此研究建筑结构选型的基础就是掌握各种结构造型的受力原理 了解各种结构造型的适用范围 11 地上20层 地下1层 高72 4米 标准层高3 3米 12 地上19层 高75 5米 13 3 考虑材料和施工的条件由于材料和施工技术的不同 其结构形式也不同 例如 砌体结构所用材料多为就地取材 施工简单 适用于低层 多层建筑 当钢材供应紧缺或钢材加工 施工技术不完善时 不可大量采用钢结构 14 15 16 4 充分发挥结构优势并合理造价每种结构型式都有各自的特点和不足 有其各自的适用范围 所以要结合建筑设计的具体情况进行结构选型 当几种结构形式都有可能满足建筑设计条件时 经济条件就是决定因素 尽量采用能降低工程造价的结构形式 17 18 5 建筑美学建筑外形的艺术美并不是以投资的多少为决定因素 事实上 只要在一定的经济条件下 巧妙地运用物质技术手段和构图法则 努力创新 完全可以用较少的投资设计和建造出适用 安全 经济 美观的建筑物来 19 20 21 22 怎么样更好的学习建筑结构选型 1 注意观察 身边的建筑 把平时书本上的内容和实际看到的相联系 2 收集资料 了解新工艺 新技术和新材料 3 课程设计 自己动手做 不要总看别人做 看和做不一样 4 勤思考 多问自己几个为什么 特点 涉及面广 内容庞杂 概念较多 专业性强 实践性较强 23 24 建筑结构选型 第一章梁和悬挑结构 25 梁 定义 由支座支承的主要承受弯矩和剪力的构件 优点 传力明确 分析方便 制作简单 在中小跨度建筑得到大量的应用 缺点 与桁架 拱等结构相比其受力性能差 26 27 28 29 1 1梁的型式 1 1 1梁按材料分类石梁 木梁 钢梁 钢筋混凝土梁 预应力混凝土梁 钢 钢筋混凝土组合梁等等1 1 2梁按截面形式分类矩形截面梁 T形截面梁 槽形截面梁 工字形截面梁 圆形截面梁 箱形截面梁等1 1 3梁按支座约束条件分类静定梁 超静定梁 30 1 1梁的型式 梁按功能分类有结构梁 如基础地梁 框架梁等 与柱 承重墙等竖向构件共同构成空间结构体系 有构造梁 如圈梁 过梁 连系梁等 起到抗裂 抗震 稳定等构造性作用 梁按结构工程属性分类框架梁 剪力墙支承的框架梁 内框架梁 梁 砌体墙梁 砌体过梁 剪力墙连梁 剪力墙暗梁 剪力墙边框梁 梁按施工工艺分类现浇梁 预制梁 31 石材抗压强度高 抗拉强度低 高度大 而跨度较小 使柱网尺寸受到限制 影响室内空间的使用 石梁 1 1 1梁按材料分类 32 福建泉州洛阳桥 浙江绍兴纤道桥 33 木梁在我国古代的庙宇 宫殿中应用极为普遍 木材自重轻 抗拉 抗压强度均较高 因此 一般地 较之石梁 木梁截面小 跨度大 室内空间开阔 使用方便 但木材的防腐 防蛀 防火性能差 且资源有限 因此现代建筑结构中已渐渐被淘汰 木梁 34 桁 木建筑侧面图 脊瓜柱 椽 三架梁 五架梁 驼峰 枋 抱头梁 穿插枋 35 胶合木用胶粘方法将木料或木料与胶合板拼接成尺寸与形状符合要求而又具有整体木材效能的构件和结构 胶合木结构于1907年首先在德国问世 至40年代中期已发展成为现代木结构的一个重要分支 广泛应用于各种工程上 36 钢梁 钢梁强度高 施工方便 适用范围广 钢梁自重比相同跨度混凝土梁要轻 钢材防腐 防火性能较差 造价和维修费用高 很少直接使用实腹钢梁 常采用其他结构形式 较之混凝土梁 钢梁在设计中除了需要进行强度和挠度核查外 还需要进行稳定性核查 包括整体稳定和局部稳定两方面的稳定性核查 37 38 钢筋混凝土梁 钢筋混凝土梁由混凝土和钢筋共同工作 混凝土受压 钢筋受拉 受力明确 构造简单 但其自重较大 跨度一般不超过12米 预应力混凝土梁 预应力混凝土梁在受拉区施加预应力 可有效控制裂缝和挠度 预应力混凝土梁 适用跨度更大 一般可达18m 也有超过30m的 钢 钢筋混凝土梁 下部钢材受拉 上部钢筋混凝土受压 充分利用其材料特性 39 40 1 1 2梁按截面形式分类 41 超静定梁 静定梁 静定多跨梁 连续梁 1 1 3梁按支座约束条件分类 42 优点 缺点 1 构造简单2 支座不均匀沉降不引起附加内力3 适合地基较差的建筑物 1 内力大2 挠度大 悬臂端视野开阔 需要验算整体抗倾覆稳定性 1 充分发挥材料作用2 构造上容易实现 简支梁 悬臂梁 外伸梁 梁按支撑情况分类 43 1 2梁的受力与变形 44 45 改善梁的受力 1 改变梁的跨度 46 改善梁的受力 2 改变梁的受力 47 改善梁的受力 3 改变支座形式 48 1 3梁式结构的工程实例 49 50 大沽河航道桥的主塔为独塔 高达149米 是海湾大桥上的最高塔 施工组织难度大 施工技术瓶颈多 施工安全风险高 结合实际情况充分论证后 最终确定了钢箱梁安装顺序从主塔向青岛侧依次完成青岛侧钢箱梁吊装 然后从主塔向黄岛侧依次吊装完成黄岛侧钢箱梁吊装的施工方案 51 52 中间跨 梭型张弦梁结构 53 Y型钢支柱 54 Y型中柱的正立面和侧立面 Y型边