建筑结构PPT第一章.ppt

,夏ZJG2012,建筑结构BuildingStructure,成绩：考试成绩70%+平时成绩30%,建筑结构BuildingStructure,建筑结构BuildingStructure,1、出勤（缺勤达三次平时成绩为零，缺勤达总学时的六分之一，直接取消期末考试资格）2、作业（上交情况和完成质量计入平时成绩，三次不交作业平时成绩为零）3、课堂参与度（回答加分制，回答一个课堂提问，平时成绩加一分）4、严格遵守课堂纪律（扰乱课堂纪律，平时成绩扣至零）5、课后积极完成指定的学习和阅读内容,建筑结构BuildingStructure,1绪论2钢筋混凝土材料的力学特性3建筑结构荷载与设计原则4钢筋混凝土轴心受力构件承载力计算5钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算6钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力计算7钢筋混凝土受扭构件承载力计算8钢筋混凝土偏心受力构件承载力计算9钢筋混凝土受弯构件变形与裂缝宽度计算10预应力混凝土构件,建筑结构BuildingStructure,设计理念、设计方法、概念、简单计算1、完善知识体系2、提高专业综合素养3、拓宽专业口径,第一章建筑结构基本特点与结构选型,第一章建筑结构基本特点与结构选型,第一章建筑结构基本特点与结构选型,第一章建筑结构基本特点与结构选型,第一章建筑结构基本特点与结构选型,变形缝,第一章建筑结构基本特点与结构选型,组成：梁、板、柱、墙、索、壳、拱、杆以及基础1.水平构件：梁、板等，用以承受竖向荷载。2.竖向构件：柱、墙等，其作用是支承水平构件或承受水平荷载3.基础：其作用是将建筑物承受的荷载传至地基。,传力途径,研究内容：承载力变形与裂缝耐久性荷载(作用)材料,第一章建筑结构基本特点与结构选型,定义：支承建筑物的存在，能承受各种作用，满足建筑使用要求，具有足够强度、刚度、稳定性和耐久性的受力体系。,功能：安全性适用性耐久性,任务：强度刚度耐久性,2章,4-8章,9章,3章,分类：（按材料）砌体结构混凝土结构钢结构木结构几种材料组合的结构,第一章建筑结构基本特点与结构选型,分类：（按结构体系、受力特点）建筑结构选型（框架、剪力墙、框支、框架-剪力墙、框架-核心筒等）重要！,各自的优缺点？,13章,14章,4、5、6章重点,第一章建筑结构基本特点与结构选型,砌体结构（多层及低层房屋、小型建筑物）概念：由块体（砖、石材、砌块）和砂浆砌筑而成结构称为砌体结构优点：（1）取材方便，造价低廉（2）具有良好的耐火性及耐久性（3）具有良好的保温、隔热、隔音性能，节能效果好（4）施工简单，技术容易掌握和普及，也不需要特殊的设备缺点：自重大，强度低，整体性差，抗震性能差，砌筑劳动强度大。,第一章建筑结构基本特点与结构选型,第一章建筑结构基本特点与结构选型,混凝土结构（应用最广泛）分类：素混凝土、钢筋混凝土、预应力钢筋混凝土优点：（1）强度高（2）整体性好、抗震性好（3）可模性好、可塑性好缺点：（1）自重大（2）抗裂性能差（3）现浇结构模板用量大（4）工期长、施工费时费料,第一章建筑结构基本特点与结构选型,第一章建筑结构基本特点与结构选型,安藤忠雄的三教堂（清水混凝土）风之教堂水之教堂光之教堂,第一章建筑结构基本特点与结构选型,钢结构（具有很好发展前景）概念：以各种型材（钢板、角钢、T型钢、槽钢、H型钢、钢管）及薄壁钢材制作的结构。优点：（1）材料强度高，自重轻，塑性和韧性好，材质均匀（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。,第一章建筑结构基本特点与结构选型,中国国家大剧院,日本明石海峡大桥,中国国家体育馆,埃菲尔铁塔,第一章建筑结构基本特点与结构选型,第一章建筑结构基本特点与结构选型,撞机,第一章建筑结构基本特点与结构选型,倒塌瞬间,第一章建筑结构基本特点与结构选型,第一章建筑结构基本特点与结构选型,世界贸易中心倒塌过程,第一章建筑结构基本特点与结构选型,木结构（国内较少应用）概念：指全部或大部分由木材制作的结构。优点：自重轻、易于就地取材、制作简单缺点：易燃、易腐蚀、变形大，并且木材使用受到国家严格限制。,第一章建筑结构基本特点与结构选型,分级（设计标准，对号入座，系数和条款特殊规定）一般结构设计建筑物的安全等级（查表1.1）一级、二级、三级（重要性系数G）抗震设计建筑抗震设防类别（熟记定义）特殊设防类别-甲类重点设防类别-乙类（电厂、水厂、体育馆、大型厂房）标准设防类别-丙类（一般生产厂房）适度设防标准-丁类(一般单层仓房),为什么要分级？,第一章建筑结构基本特点与结构选型,钢筋混凝土房屋的抗震等级（查表1.2）一级、二级、三级、四级与结构类型（框架、剪力墙、框支、框架-剪力墙、框架-核心筒等）、设防烈度（与地区有关）、建筑高度、结构的构件等因素有关。地基基础设计等级（查表1.3）甲级、乙级、丙级与地基情况、建筑物规模、建筑物功能、地基情况对结构的影响程度等综合因素相关。,第一章建筑结构基本特点与结构选型,建筑结构选型(1、民用多层和高层房屋）混合结构体系（多层）定义：墙体和基础等竖向构件采用砌体结构，楼盖和屋盖等水平构件采用钢筋混凝土梁板结构。（了解）层数、总高度限值；层高、高宽比限值；局部尺寸限值,9层/10层、28m住宅、24m其它民房,砌体墙承重、钢筋混凝土楼板、做粉刷,混合结构建筑施工工艺示意,框架结构体系（多层、小高层）定义：钢筋混凝土梁、柱刚接,形成框架，构成结构的受力、传力体系。,第一章建筑结构基本特点与结构选型,第一章建筑结构基本特点与结构选型,特点：承重系统与非承重系统明确分工（梁柱骨架体系为承重结构，墙仅为围护结构）自重轻，整体性好平面布置灵活，能获得大空间，常用于综合办公楼、医院、学校、商店等建筑缺点是侧向刚度较小，水平荷载作用下侧移较大（了解）框架结构设计中应注意控制房屋的高度（以15-20层以下为宜，经济层数为10层左右）和高宽比（表1.8显示框架结构的高宽比限值是最小的）,型钢梁、柱+钢筋混凝土楼板+轻混凝土墙板,框架结构建筑施工工艺示意,板柱体系无梁楼盖升板施工工艺示意,第一章建筑结构基本特点与结构选型,第一章建筑结构基本特点与结构选型,剪力墙结构体系（高层）定义：钢筋混凝土纵墙墙体与楼盖刚接，利用房屋墙体作为竖向承重和抗侧力结构的体系称为剪力墙结构。,第一章建筑结构基本特点与结构选型,第一章建筑结构基本特点与结构选型,第一章建筑结构基本特点与结构选型,第一章建筑结构基本特点与结构选型,特点：墙体既是承重结构，又为围护结构自重大，承载能力强抗侧移刚度大，抗震性好缺点是平面布置局限性较大，只适用于无大空间要求、有较多横墙的高层建筑物（一般剪力墙间距38m），常用于住宅、宾馆等建筑（了解）剪力墙结构的设计中，要注意剪力墙的设置问题，还有剪力墙开口的问题。图1.1。,装配式大板建筑施工工艺示意,现浇剪力墙建筑施工工艺示意,第一章建筑结构基本特点与结构选型,第一章建筑结构基本特点与结构选型,框支、框架-剪力墙、框架-核心筒,第一章建筑结构基本特点与结构选型,框支结构体系（多、高层）定义：房屋下部有大空间的需要，而设置的由框架支承的剪力墙结构。,特点：通常底部框架的最上一层作为刚度过渡层，称为转换层。此时由转换柱和转换梁来承担上部剪力墙传来的竖向荷载。剪力墙不应全部转换，应有部分剪力墙落地。P8剪力墙设置中第条中规定,第一章建筑结构基本特点与结构选型,厚板转换梁板转换箱体转换,第一章建筑结构基本特点与结构选型,框架-剪力墙结构体系（小高层最广泛采用）定义：由框架和剪力墙共同承受竖向和水平荷载的结构体系，集两者优点于一身。,第一章建筑结构基本特点与结构选型,特点：兼有框架和剪力墙的优点，比框架结构的水平承载力和侧向刚度都有很大提高，比剪力墙结构布置灵活，可应用于1020层的办公楼、教学楼、医院和宾馆等建筑中。,第一章建筑结构基本特点与结构选型,框架-筒体结构体系框架-核心筒结构（实腹筒体）定义：由剪力墙组成的空间筒体和外围框架在整体楼盖约束下共同受力的结构体系。框-剪结构的升级版,第一章建筑结构基本特点与结构选型,框式筒体结构（空腹筒体）,第一章建筑结构基本特点与结构选型,框架-筒体结构体系特点：其抗竖向力，抗侧向力（各个方向）、抗扭能力均非常好框架结构又能创造良好的适用空间能够满足各种建筑功能要求，造价也相对较高，适用于修建高层公共建筑。,第一章建筑结构基本特点与结构选型,筒中筒、多束筒结构体系巨框框架结构体系其它类型结构体系,第一章建筑结构基本特点与结构选型,第一章建筑结构基本特点与结构选型,第一章建筑结构基本特点与结构选型,简单总结：混合结构多层框架结构10层左右，不宜太高框-剪结构15层剪力墙结构高层、无大空间要求框-筒、筒中筒超高层另外，钢结构在高层建筑中的应用将是一个趋势。,P8表1.9,第一章建筑结构基本特点与结构选型,建筑结构选型(2、工业厂房-单层大跨度房屋）排架结构(单层厂房最常用的结构形式)承重结构是：屋架（屋面梁）+柱+基础组成的横向排架。空间结构是：通过各种纵向联系构件，将横向排架联结起来。具体细部构件参见教材P12图1.5,1）屋面板,2）天沟板,3）天窗架,4）屋架,5）托架,6）吊车梁,7）排架柱,8）抗风柱,9）基础,10）连系梁,11）基础梁,12）天窗架垂直支撑,13）屋架下弦横向支撑,14）屋架垂直支撑,15）柱间支撑,第一章建筑结构基本特点与结构选型,第一章建筑结构基本特点与结构选型,排架结构特点：常设置起重设备（吊车），因而有动荷载排架体系的刚度小、重心高，需设置水平和垂直的斜撑以及抗风柱等以求得结构的稳定屋架与柱顶铰接，柱底与基础固结设计要点：,第一章建筑结构基本特点与结构选型,竖向荷载：结构自重屋架自重F1+上柱自重F2+下柱自重F3+吊车梁及轨道自重F4屋面活载F5吊车竖向作用DMAX/MIN荷载水平荷载：风载(q1、q2、W)or水平地震力吊车水平作用TMAX,排架结构建筑施工工艺示意,排架结构建筑实例,第一章建筑结构基本特点与结构选型,刚架结构（中小型厂房）横梁和立柱合为一体，交接处为刚结点。分类：无铰（三次超静定）、两铰（1次超静定）、三铰（静定）,刚构与钢构？,刚构：在结构体系中节点采用刚性连接的简称刚构。刚是指刚结点。钢构：即钢结构，钢材料做成的结构。钢是指材料。,第一章建筑结构基本特点与结构选型,排架与刚架（无铰，两铰，三铰）受力简图（弯矩图）对比,第一章建筑结构基本特点与结构选型,刚架特点：在竖向荷载作用下，柱对梁的约束减少了梁的跨中弯矩；在水平荷载作用下，梁对柱的约束减少了柱内弯矩。即在同样的荷载作用下，刚架结构的内力比排架小。因此，刚架结构的承载力和刚度都大于排架结构。但是刚架受力比排架结构复杂，而且刚架由于是刚接，所以用料多，自重大，所以跨度受限，一般用于小跨度。,第一章建筑结构基本特点与结构选型,拱结构（有效的大跨度结构形式）以承受轴压力为主的结构，截面小，用料少通过设置合理的拱轴线可以使拱截面内无弯矩拱截面受力均匀，充分利用材料的抗压性能存在水平推力分类：三铰拱两铰拱无铰拱带有水平拉杆的拱,第一章建筑结构基本特点与结构选型,建筑结构选型(3、公共建筑、艺术建筑、大跨度大空间建筑）大跨度空间结构是国家建筑科学技术发展水平的重要标志之一薄壳结构网格（网架）结构悬索结构折板结构悬臂结构膜结构综合运用,金属网架，双层充气膜墙面及屋面,第一章建筑结构基本特点与结构选型,建筑结构的变形缝设置变形缝的原因变形：温差不均匀沉降地震作用引起的变形在建筑物因昼夜温差、不均匀沉降以及地震而可能引起结构破坏的变形的敏感部位或其它适当部位，预先设置一道或多道间隙，用缝将整个建筑物沿全高断开，令断开后建筑物的各部分成为独立的单元，以使结构的变形得到有序的释放变形缝分类（根据缝的不同的功能）伸缩缝沉降缝抗震缝,第一章建筑结构基本特点与结构选型,1、伸缩缝设置伸缩缝的原因热胀冷缩；材料的收缩、徐变建筑物是一个整体，因此结构中会产生拉应力和压应力建筑物过长，应力过大，开裂。伸缩缝设置的依据（表1.13、1.14）建筑物每隔一定间距设置一道或几道伸缩缝伸缩缝宽一般为2040mm基础一般不做伸缩缝基础受温度变化影响较小,第一章建筑结构基本特点与结构选型,北京火车站,北京某街区,某居住区住宅,第一章建筑结构基本特点与结构选型,墙内伸缩缝装置,第一章建筑结构基本特点与结构选型,2、沉降缝设置沉降缝的原因基础不均匀沉降引起的建筑物裂缝沉降缝设置的部位（1）不均匀填土地基上的建筑物（2）地基土的压缩性有显著差异处（3）平面复杂的建筑在建筑物的转角处（4）建筑物高度或荷载差异较大处（5）建筑结构类型或基础类型不同处（6）新建或扩建建筑物与原有建筑物毗连部位,第一章建筑结构基本特点与结构选型,沉降缝宽度基础处也要设置沉降缝,第一章建筑结构基本特点与结构选型,3、抗震缝设置抗震缝的原因地震作用下，建筑结构不规则，容易导致破坏,第一章建筑结构基本特点与结构选型,抗震缝设置的部位（1）建筑平面体型复杂，有较长的突出部分，应用防震缝将其断开，使其形成几个简单规整的独立单元（2）建筑物立面高差超过6m时，在高差变化处设置抗震缝（3）建筑物毗连部分结构的刚度、重量相差悬殊处，用防震缝分开（4）建筑物有错层且楼板高差较大时，在高度变化处设置防震缝抗震缝宽度取不利的结构类型取小高度基础可设可不设,有错层时做抗