建筑结构概论PPT课件

-,1,1,建筑结构概论,-,2,建筑物：建筑就是为了满足社会的需要，利用所掌握的物质技术手段，在科学与美学法则的支配下，通过对空间的限定、组织而创造的人为的社会生活环境。（图1.1）,构筑物：指人们一般不直接在内进行生产和生活的建筑。（图1.2）,建筑：建筑物与构筑物的总称,-,3,哈尔滨圣索非亚教堂,故宫太和殿,图1.1,住宅,-,4,德国NECKARCANAL桥,水塔,三峡水坝,图1.2,游泳池,-,5,5,1.1建筑结构的分类,一.建筑结构定义简单的说就是房屋的承重骨架。,第一章总论,1.1建筑结构的分类,二、建筑结构的组成,-,6,6,2.1建筑物的构造组成,1.基础基础是建筑物最下部的承重物件，作用是承受建筑物的全部荷载，并将其传给地基。,2.墙和柱墙是建筑物的竖向构件，其作用是承重、围护或分隔室内空间。作为承重构件，承受由屋顶或楼板层传来的荷载，并将其传给基础；作为围护构件的外墙，抵御自然界各种有害因素对室内的侵袭；作为分隔构件的内墙，起着分隔空间作用。柱也是建筑物的竖向构件，主要用作承重构件，作用是承受屋顶和楼板层传来的荷载并传给基础。柱与墙的区别在于其高度尺寸远大于自身长宽，截面面积小，受力比较集中。,3.楼板层楼板层是建筑物的水平分隔构件，也起承重作用。就承重而言，其承受着家具设备、人体荷载，并将这些荷载传给墙或梁。楼板作为分隔构件，沿竖向将建筑物分隔成若干楼层，借以扩大建筑面积。,-,7,7,5.屋顶屋顶是建筑物最顶部的围护和承重构件。其作用一是抵御自然界各种有害因素对顶层房间的侵袭；二是承受屋顶的全部荷载，并将这些荷载传给墙或柱。,6.楼梯楼梯是建筑的垂直交通联系设施，其作用是供人们上下楼层和安全疏散，楼梯也有承重作用，但不是基本承重构件。,7.门与窗门是建筑物及其房间的出入口启闭构件，主要供人们通行和分隔房间。窗主要是建筑中的透明、透视构件，起采光、通风以及围护等作用。,4.地坪地坪是底层房间与土层相接触的构件，它承受底层房间的荷载。作为地坪则要求具有耐磨、抗压、防潮、防水和保温的能力。,除上述部分以外还有些附属部分，如阳台、雨篷、台阶、烟囱等；,-,8,8,组成房屋的各部分各自起着不同的作用，但归纳起来有两大类，即承重结构和围护构件。承重结构：墙、柱、基础、楼板、屋顶等围护构件：墙、屋顶、门窗等墙、屋顶既是承重结构又是围护构件,设计过程中把建筑各组成部分划分为：,1.建筑构件：墙、柱、梁、楼板、屋架等承重结构2.建筑配件：屋面、地面、墙面、门窗、栏杆、花格、细部装修等。,-,9,9,横墙：沿建筑宽度方向的墙纵墙：沿建筑长度方向的墙进深：纵墙之间的距离，以轴线为基准开间：横墙之间的距离，轴线为基准山墙：外横墙女儿墙：外墙从屋顶上高出屋面的部分层高：相邻两层的地坪高度差净高：构件下表面与地坪（楼地板）的高度差建筑面积：建筑所占面积层数使用面积：房间内的净面积构件面积：建筑构件所占用的面积绝对标高青岛市外黄海海平面年平均高度为+0.000标高相对标高建筑物室外地坪为+0.000标高,常见的建筑术语,-,10,10,第一章总论,1.1建筑结构的分类,三.建筑结构的分类按所用材料的不同分为：1）混凝土结构（以混凝土为主要材料的结构）包括：钢筋混凝土结构配置受力的普通钢筋，钢筋网或钢骨架；预应力混凝土结构配置预应力钢筋的混凝土结构；素混凝土结构没有配置受力的钢筋的混凝土结构。,-,11,11,2）钢结构:以钢材（钢板、型钢）为主制作的结构3）砌体结构:由块材通过砂浆砌筑而成的结构4)木结构:指全部或大部分用木材制作的结构5）混合结构:由两种及两种以上材料作为主要承重结构的房屋（砖混结构）此外还有钢混凝土组合结构、钢管混凝土等。,第一章总论,1.1建筑结构的分类,按其承重结构的类型分为：1）框架结构2）剪力墙结构3）框架剪力墙结构4）筒体结构,本章目录,-,12,12,1）框架结构采用板、梁、柱组成的体系作为建筑承重结构。框架结构的主要构件是板、梁、柱，而墙体只是作为围护构件。可以做成预制或现浇框架，平面布置比较灵活，可以获得较大的使用空间，比混合结构强度高整体性强，但随层数增多抗侧刚度不足。,第一章总论,1.1建筑结构的分类,-,13,13,-,14,14,-,15,15,-,16,16,2）剪力墙结构利用建筑物的纵向及横向的钢筋混凝土墙体作为主要承重构件，再配以梁板组成的承重结构体系。其墙体同时也起围护及分割房间的作用。整体性好，刚度大，抗震性能好，适于建造高层建筑（1050层范围内都适用）。不过剪力墙间距太小，平面布置不灵活，自重大，不适应建造公共建筑，一般适用于建造住宅。请看剪力墙结构组成,第一章总论,1.1建筑结构的分类,-,17,17,3）框架剪力墙结构框架结构的基础上，沿框架纵、横方向的某些位置，在柱与柱之间设置数道钢筋混凝土墙体作为剪力墙。因此它是框架和剪力墙的有机结合，综合了二者的优点：一个布置灵活，一个抗侧力高。框架剪力墙结构组成,第一章总论,1.1建筑结构的分类,-,18,18,4）筒体结构用钢筋混凝土墙组成一个筒体作为房屋的承重结构筒体可以由密柱深梁组成一个筒体，也可以用多个筒体组成筒中筒、束筒，还可以将框架和筒体联合起来组成框筒结构。筒体结构在各个方向的抗侧刚度都很大，是目前高层建筑中较多采用的结构形式。框筒是上个世纪60年代由美国工程师法卢齐坎恩第一次提出来的。筒体结构组成其它结构还有壳体结构、网架结构、悬索结构等等，它们大多用于大跨度结构中。,第一章总论,1.1建筑结构的分类,-,19,19,1.2主要建筑结构特点及应用情况,一.钢筋混凝土结构,第一章总论,1.2各种建筑结构特点及应用情况,1.钢筋混凝土的组成：钢筋+混凝土(混凝土:现代主要的人造工程结构材料),2.两种材料的基本力学特性：钢筋抗拉与抗压强度较高，破坏时表现出较好的延性；混凝土抗压强度高，抗拉强度远低于其抗压强度（之比约为10%，破坏时具有明显的脆性性质）,-,20,20,第一章总论,1.2各种建筑结构特点及应用情况,4.关于钢筋混凝土梁与素混凝土梁的比较,3.配筋的基本原则：使钢筋在结构中处于受拉；使混凝土在结构中处于受压。,素混凝土梁承载力低，一开裂即告破坏，破坏前无预兆（为脆性）；钢筋混凝土梁承载力高，混凝土开裂后，其承担的拉应力转移到钢筋。图片,试验结果,-,21,21,第一章总论,1.2各种建筑结构特点及应用情况,钢筋和混凝土之间存在有良好的粘结力，在荷载作用下，可以保证两种材料协调变形，共同受力；钢筋与混凝土具有基本相同的温度线膨胀系数（钢材为1.210-5，混凝土为(1.01.5)10-5），因此当温度变化时，两种材料不会产生过大的变形差而导致两者间的粘结力破坏。,5.钢筋与混凝土共同工作的条件：,钢筋（材）和混凝土两种材料的物理力学性能很不相同，他们可以结合在一起共同工作，是因为：,-,22,22,6混凝土结构的优缺点：优点材料利用合理：钢筋和混凝土的材料强度可以得到充分发挥，结构承载力与刚度比例合适，基本无局部稳定问题，单位应力价格低，对于一般工程结构，经济指标优于钢结构。可模性好：混凝土可根据需要浇筑成各种性质和尺寸，适用于各种形状复杂的结构，如空间薄壳、箱形结构等。耐久性和耐火性较好，维护费用低：钢筋有混凝土的保护层，不易产生锈蚀，而混凝土的强度随时间而增长；混凝土是不良热导体，30mm厚混凝土保护层可耐火2小时，使钢筋不致因升温过快而丧失强度。,第一章总论,1.2各种建筑结构特点及应用情况,-,23,23,现浇混凝土结构的整体性好：通过合适的配筋，可获得较好的延性，适用于抗震、抗爆结构；同时防振性和防辐射性能较好，适用于防护结构。刚度大、阻尼大：有利于结构的变形控制。易于就地取材：混凝土所用的大量砂、石，易于就地取材，近年来，已有利用工业废料来制造人工骨料，或作为水泥的外加成分，改善混凝土的性能。,第一章总论,1.2各种建筑结构特点及应用情况,-,24,24,缺点：自重大：不适用于大跨、高层结构。,第一章总论,1.2各种建筑结构特点及应用情况,抗裂性差：普通RC结构，在正常使用阶段往往带裂缝工作，环境较差（露天、沿海、化学侵蚀）时会影响耐久性。,承载力有限：在重载结构和高层建筑底部结构，构件尺寸太大，减小使用空间。,施工复杂，工序多（支模、绑钢筋、浇筑、养护），工期长，施工受季节、天气的影响较大。,混凝土结构一旦破坏，其修复、加固、补强比较困难。,-,25,25,二.砌体结构,第一章总论,1.2各种建筑结构特点及应用情况,1.砌体结构的组成：砌块砂浆2.材料的基本力学特性：砌体抗压强度较高，但抗拉强度很低；3.砌体结构的优缺点：优点：较易就地取材、具有很好的耐火性，以及较好的化学及大气稳定性、成本低比较经济。缺点：自重大，强度低、砌筑工作繁重、砂浆和砌块的粘结力较弱、占用农田，影响环境。,-,26,26,三.钢结构,第一章总论,1.2各种建筑结构特点及应用情况,1.钢结构的特点：优点：（1）强度高、强重比大；塑性、韧性好；（2）材质均匀，符合力学假定，安全可靠度高；（3）工厂化生产，工业化程度高，施工速度快；缺点：钢结构不耐热不耐火；易锈蚀，耐腐性差。,-,27,27,第一章总论,1.2各种建筑结构特点及应用情况,2.钢结构的应用：（1）重型结构及大跨度建筑结构；（2）多层、高层及超高层建筑结构；（3）轻钢结构；（4）塔桅等高耸结构；（5）钢混凝土组合结构。我国是最早应用钢结构的国家，但是历史的原因致使现代建筑钢结构的应用及发展与发达国家相比，已有相当大的差距。,-,28,28,-,29,29,-,30,30,-,31,31,-,32,32,素混凝土梁承载力小，破坏突然,钢筋混凝土梁承载力大，变形性能好，破坏有预告,配筋的作用：（1）提高结构的承载力；（2）调整结构的破坏形态。,-,33,33,北京饭店新楼,-,34,34,-,35,35,-,36,36,-,37,37,-,38,38,广州白云宾馆,33层，112.45米，剪力墙结构，1976年建成，国内首栋百米高层。,-,39,39,-