建筑结构的组成与分类PPT112

第2章建筑结结构的组成成与分类建筑结构=水平构件+竖向构件+基础基本构件：：梁、板、柱柱、墙、拱拱、桁架等等。基本结构型型式：水平结构分分体系——梁板结构、、壳体结构构、悬索结结构、网架架结构、膜膜结构、折折板结构等等；竖向结构分分体系——混合结构、、框架结构构、剪力墙墙、框架－－剪力墙结构、筒筒体结构、、排架结构构、刚架结结构、拱结结构等。基本构件板、梁：板和梁两端端支承在支支座上以承承受荷载，，板和梁主主要承受弯弯矩，称为为受弯构件件。板和梁在荷载载下各截面内内将产生弯矩矩M和剪力V，将产生弯曲变变形（挠度））。纵向受力钢筋分布钢筋板配筋示意图111-1简支平板矩形截面简支支梁111纵向受力钢筋架立钢筋箍筋1-1简支梁配筋示意图简支梁何谓单向板？？何谓双向板？？单向板和双向向板的受力特特点：单向板是指：仅仅仅在在一个方向或或主要在一个个方向受弯的的板；双向板是指：两两个方方向均受弯的的板。单向板和双向向板的受力特特点：肋形楼盖的板板一般四边都都有支承，板板上的荷载通通过双向受弯弯传到支座上上，由于板是是一个整体，，弯曲时板在在任意一点处处的挠度在两两个的竖向平平面方向是相相等的，因此此，在短跨内内曲率较大，，弯矩也较大大，在长跨的的竖向平面内内都相反。单向板和双向向板的受力特特点：单向板、双向向板的设计判判断:l2/l1≥3按单向板设计计；2＜l2/l1＜3宜按双向板设设计；l2/l1≤2应按双向板设设计。楼盖的传力路路线：双向板楼盖传传力路线：荷载→板→（沿短边和长边边）→次梁和主梁梁→柱或墙单向板楼盖传传力路线：荷载→板→（沿短边）→次梁→主梁梁→柱或墙基本构件柱：柱是工程结构构中主要承受受压力，有时时也同时承受受弯矩的竖向向构件。柱承承受的荷载可可能是轴心受受压、偏心受受压、轴心受受拉、偏心受受拉等。偏心受压和偏偏心受拉构件件统称为偏心心受力构件。。柱式塔斯干式、多多立克式、爱爱奥尼克式、、科林斯式、、复合式墙：钢筋混凝土墙墙砌体承重墙基本构件拱：拱为曲线结构构，主要承受受轴向压力，，与梁的最大大区别在于拱拱在竖直荷载载作用下产生生水平反力。。基本构件桁架：铰接桁架——铰接桁架由很很多三角形组组成。基本构件桁架：刚接桁架梁板结构：水平结构分体体系双向密肋楼盖盖网架结构——北京：国际展展览中心平面面网架黑龙江速滑馆馆网架结构壳体结构——美国麻省理工工学院（MIT）礼堂球壳（平面为正三三角形）北京火车站正正厅钢筋混凝凝土双曲扁壳壳屋顶(平面尺寸为35m×35m，矢高7m，壳厚80mm)北京：火车站鸟瞰图折板结构——北京：燕山石石化某仓库张拉膜结构——上海：八万人人体育场雨篷篷（300m直径，70m高，悬挑70m）悬索结构——美国旧金山：：金门大桥（主跨1280m，主索直径910mm，悬索下垂122m1937年建成，曾保保持27年世界记录））北京：亚运会会英东游泳馆馆(主要承重结构构为1.8m××1.8m的箱形截面钢钢梁，支承在在两端的筒体体上，跨度达达100m。钢梁每侧设四四排斜拉索为为钢梁提供中中间弹性支座座，以提高钢钢梁的承载力力和刚度。)美国明尼亚波波利斯联邦储储备银行大厦厦（11层，跨度达83.2m，用悬索作为主主要承重结构构，悬索锚固固在两侧的两两个筒体结构构上，筒体承承受大楼的全全部竖向荷载载。柱顶设有有大梁，以平平衡悬索在柱柱顶产生的水水平力，整个个大楼就悬挂挂在悬索和顶顶部大梁上。。）竖向结构分体体系混合结构：民用单层建筑筑一般采用砖砖混结构，即即墙体采用砖砖墙，屋面板板采用钢筋混混凝土板。竖向结构分体体系框架结构：指由梁和柱刚刚性连接而成成骨架的结构构。其中，梁梁主要承受弯弯矩和剪力，，柱主要承受受弯矩、压力力和剪力。框架结构北京：京广大大厦竖向结构分体体系剪力墙结构：：剪力墙一般为为一段钢筋混混凝土墙体，，它在平面内内刚度和承载载力很大。广州：白云宾宾馆（1976年建成，高115m，33层）广州白云宾馆馆标准层平面面图（地下1层，地上33层，高112.45m）北京：国际饭饭店(1987年建成，高104m，3+31层)上海：华亭饭饭店竖向结构分体体系框架－剪力墙墙体系：由框架和剪力力墙组成的体体系为框－剪剪体系。广州中天广场场大厦（80层，321.9m）竖向结构分体体系筒体结构：筒体一般由剪剪力墙组成。。包括：框筒筒体系、筒中中筒体系、成成束筒体系等等。框筒体系深圳华联大厦厦（地上26层，高88.8m）内芯由剪力墙墙组成，周边边为框架结构构。筒中筒体系广州广东国际际大厦（地上63层，高200.18m）当周边柱间距距较为密近时时，可将周边边框架视为外外筒，构成筒筒中筒体系。。成束筒体系芝加哥Sears塔楼（地上110层，443m）竖向结构分体体系单层工业厂房房一般采用排排架结构。其其中，柱与基基础为刚接，，屋架与柱顶顶的连接为铰铰接。排架结构：排架结构装配式单层工工业厂房装配式多层厂厂房（有梁式悬挂挂吊车）刚架结构——网球馆装配式门门式刚架（两铰刚架））拱结结构构———北京京：：革革命命军军事事博博物物馆馆水平平分分体体系系与与竖竖向向分分体体系系的的关关系系———相互互连连接接互互为为支支撑撑所有有建建筑筑物物都都是是修修建建在在地地表表上上，，建建筑筑物物上上部部结结构构的的荷荷载载通通过过下下部部结结构构最最终终都都会会传传到到地地表表的的土土层层或或岩岩层层上上，，这这部部分分起起支支撑撑作作用用的的土土体体或或岩岩体体就就是是地基基。将将建建筑筑物物所所承承受受的的各各种种作作用用传传递递到到地地基基上上的的下下部部承承重重结结构构称称为为基础础。地基基根根据据是是否否经经过过人人工工处处理理分分为为天然然地地基基和和人人工工地地基基。基础础底底面面离离地地面面的的深深度度称称为为基础础的的埋埋置置深深度度。建筑筑地地基基与与基基础础土的的三三相相，，即即土土粒粒为为固固相相；；土土中中的的水水为为水水相相；；土土中中的的气气为为气气相相。。主要要指指标标有有：：比比重重、、天天然然密密度度、、含含水水率率（（这这三三个个指指标标需需用用实实验验室室实实测测））和和由由它它们们三三位位计计算算得得出出的的指指标标干干密密度度、、饱饱和和密密度度、、孔孔隙隙率率、、孔孔隙隙比比和和饱饱和和度度。。一、土的组组成岩土的工程程分类根据《建筑地基基基础设计规规范》，作为建筑筑地基的岩岩土，可分分为岩石、、碎石土、、砂土、粉粉土、粘性性土和人工工填土。按我国“土土的分类标标准”，碎碎石土和砂砂土属于粗粗粒土，粉粉土和粘性性土属于细细粒土。粗粗粒土按粒粒径级配分分类，细粒粒土则按塑塑性指数分分类。二、地基土土（岩）的的工程分类类按颗粒级配配与塑性指指数分类的的分类标准准a.岩石的分类类颗粒间牢固固粘结,呈整体或具具有节理隙隙的岩体称称为岩石，，坚硬程度度可根据岩岩块的饱和和单轴抗压压强度frk分类。坚硬程度类别饱和单轴抗压强度frk(MPa)坚硬岩较硬岩较软岩软岩极软岩30＜frk≤60frk＞6015＜frk≤305＜frk≤15frk≤5土的名称漂石块石卵石碎石圆砾角砾颗粒形状圆形及亚圆形为主棱角形为主圆形及亚圆形为主棱角形为主圆形及亚圆形为主棱角形为主颗粒级配粒径大于200mm的颗粒含量超过全重50％粒径大于20mm的颗粒含量超过全重50％粒径大于2mm的颗粒含量超过全重50％注：定名时应应根据颗粒粒级配由大大到小以最最先符合者者确定碎石土的分分类b.碎石土的分分类粒径大于2mm的颗粒含量量超过全重重50%的土称为碎碎石土c.砂土的分类类粒径大于2mm的颗粒含量量不超过全全重50%的土，且粒粒径大于0.075mm的颗粒含量量超过全重重50%的土注：定名时应应根据颗粒粒级配由大大到小以最最先符合者者确定土的名称砾砂粗砂中砂细砂粉砂颗粒级配粒径大于2mm的颗粒含量占全重25％～50％粒径大于0.5mm的颗粒含量超过全重50％粒径大于0.25mm的颗粒含量超过全重50％粒径大于0.075mm的颗粒含量超过全重85％粒径大于0.075mm的颗粒含量超过全重50％砂土的分类类d.粉土的分类类粒径大于0.075mm的颗粒含量量超过全重重50%，塑性指数数IP≤10的土称为粉粉土。e.粘性土的分分类粒径大于0.075mm的颗粒含量量不超过全全重50%，塑性指数数IP＞10的土称为粘粘性土，粘粘性土根据据塑性指数数细分注：塑性指数由由相应于76g圆锥体沉入入土样中深深度为10mm测定的液限限计算而得得。土的名称粘土粉质粘土塑性指数IP＞1710＜IP≤17f.人工填土的的分类由于人类活活动而形成成的堆积物物称为人工工填土。素填土：碎碎石、砂、、素土等组组成的填土土压实填土：：经分层压压实的填土土杂填土：废废弃物等构构成的填土土冲填土：水水力冲填泥泥砂形成的的填土g.特殊土湿陷性土：：黄土等软土：淤泥泥、淤泥质质土、泥炭炭质土、泥泥炭等混合土、冻冻土等2建筑基础无筋扩展基基础系指由由砖、毛石石、混凝土土或毛石混混凝土、灰灰土和三合合土等材料料组成的墙墙下条形基基础或柱下下独立基础础，如图12.1所示。这些材料都都是脆性材材料，有较较好的抗压压性能，但但抗拉、抗抗剪强度往往往很低。。2.1浅基础2.1.1无筋扩展基基础为保证基础础的安全，，必须限制制基础内的的拉应力和和剪应力不不超过基础础材料强度度的设计值值，基础设设计时，通通过基础构构造的限制制来实现这这一目标，，即基础的的外伸宽度度与基础高高度的比值值应小于规规范规定的的台阶宽高高比的允许许值。由于于此类基础础几乎不可可能发生挠挠曲变形，，所以常称称为刚性基基础或刚性性扩大基础础。图12.1无筋扩展基基础（a）砖基础；；（b）毛石基础础；（c）灰土基础础；（d）毛石混凝凝土基础、、混凝土基基础图12.2无筋扩展基基础构造示示意图图12.3基础大放脚脚形式（a）“二皮一一收”砌法法；（b）“二、一一间隔收””砌法扩展基础是是指柱下钢钢筋混凝土土独立基础础和墙下钢钢筋混凝土土条形基础础，见图12.4。这种基础抗抗弯和抗剪性性能良好，特特别适用于““宽基浅埋””或有地下水水时。由于扩展基础础有较好的抗抗弯能力，通通常被看作柔柔性基础。这这种基础能发发挥钢筋的抗抗弯性能及混混凝土抗压性性能，适用范范围广。2.1.2扩展基础图12.4扩展基础（a）钢筋混凝土土条形基础；；（b）现浇独立基基础；（c）预制杯形基基础图12.5扩展基础底板板受力钢筋布布置示意图图12.6现浇柱的基础础中的插筋构构造示意图当上部结构荷荷载较大、地地基土的承载载力较低时，，采用无筋扩扩展基础或扩扩展基础往往往不能满足地地基强度和变变形的要求。。为增加基础础刚度,防止由于过大大的不均匀沉沉降引起的上上部结构的开开裂和损坏，，常采用柱下下条形基础。。根据刚度的的需要，柱下下条形基础可可沿纵向设置置，也可沿纵纵横向设置而而形成双向条条形基础，称称为交梁基础础，如图12.7所示。如果柱网下的的地基土较软软弱，土的压压缩性或柱荷荷载的分布沿沿两个柱列方方向都很不均均匀，则可采采用交梁基础础。该基础形形式多用于框框架结构。2.1.3柱下条形基础础图12.7柱下条形基础础（a）柱下单向条条形基础；（（b）交梁基础图12.8现浇柱与条形形基础梁交接接处构造当地基特别软软弱，上部荷荷载很大，用用交梁基础将将导致基础宽宽度较大而又又相互接近时时，或有地下下室，可将基基础底板联成成一片而成为为筏形基础。。筏形基础可分分为墙下筏形形基础和柱下下筏形基础，，如图12.9所示。柱下筏形基基础常有平板板式和梁板式式两种。平板板式筏形基础础是在地基上上做一块钢筋筋混凝土底板板，柱子通过过柱脚支承在在底板上；梁梁板式筏形基基础分为下梁梁板式和上梁梁板式，下梁梁板式基础底底板上面平整整，可作建筑筑物底层地面面。2.1.4高层建筑筏形形基础筏形基础，特特别是梁板式式筏形基础整整体刚度较大大，能很好地地调整不均匀匀沉降，常用用于高层建筑筑中。筏形形基基础础的的混混凝凝土土强强度度等等级级不不应应低低于于C30。采用用筏筏形形基基础础的的地地下下室室应应沿沿四四周周布布置置钢钢筋筋混混凝凝土土外外墙墙，，外外墙墙厚厚度度不不应应小小于于250mm，内内墙墙厚厚度度不不应应小小于于200mm。筏形形基基础础的的钢钢筋筋间间距距不不应应小小于于150mm，宜宜为为200～300mm，受受力力钢钢筋筋直直径径不不宜宜小小于于12mm。图12.9筏形形基基础础（a）墙墙下下筏筏形形基基础础；；(b)平板板式式柱柱下下筏筏形形基基础础；；(c)下梁梁板板式式柱柱下下筏筏形形基基础础；；(d)上梁梁板板式式柱柱下下筏筏形形基基础础图12.10地下下室室底底层层柱柱、、剪剪力力墙墙与与基基础础梁梁连连接接的的构构造造要要求求箱形形基基础础是是由由底底板板、、顶顶板板、、钢钢筋筋混混凝凝土土纵纵横横隔隔墙墙构构成成的的整整体体现现浇浇钢钢筋筋混混凝凝土土结结构构，，如图12.11所示。箱形基基础具具有较较大的的基础础底面面、较较深的的埋置置深度度和中中空的的结构构形式式，上上部结结构的的部分分荷载载可用用开挖挖卸去去的土土的重重量得得以补补偿。。与一一般的的实体体基础础比较较，它它能显显著地地提高高地基基的稳稳定性性，降降低基基础沉沉降量量。2.1.5高层建建筑箱箱形基基础图12.11箱形基基础当地基基土上上部为为软弱弱土，，且荷荷载很很大，，采用用浅基基础已已不能能满足足地基基强度度和变变形的的要求求，可可利用用地基基下部部比较较坚硬硬的土土层作作为基基础的的持力力层设设计成成深基基础。。桩基基础是是最常常见的的深基基础，，广泛泛应用用于各各种工工业与与民用用建筑筑中。。桩基础是由由桩和承台台两部分组组成，如图12.12所示。桩在平面面上可以排排成一排或或几排，所所有桩的顶顶部由承台台联成一个个整体并传传递荷载。。2.2桩基础在承台上再再修筑上部部结构。桩桩基础的作作用是将承承台以上上上部结构传传来的外力力通过承台台，由桩传传到较深的的地基持力力层中，承承台将各桩桩联成一个个整体共同同承受荷载载，并将荷荷载较均匀匀地传给各各个基桩。。由于桩基础础的桩尖通通常都进入入到了比较较坚硬的土土层或岩层层，因此，，桩基础具具有较高的的承载力和和稳定性，，具有良好好的抗震性性能，是减减少建筑物物沉降与不不均匀沉降降的良好措措施。图12.12桩基础图12.13承台配筋示意意(a)矩形承台配筋筋；(b)三桩承台配筋筋；(c)承台梁桩的分类1、按承载状态态分类，可分分为摩擦型桩桩和端承型桩桩。2、按桩的施工工方法分类，，可分为预制制桩、灌注桩桩。3、按成桩方法法分类，可分分为非挤土桩桩部分挤土桩桩、挤土桩。。建筑结构的分分类建筑结构应用最广泛混凝土结构砌体结构钢结构木结构按材料分类优点缺点应用范围建筑结构混凝土结构强度高、耐久性好、抗震性好、并具可塑性自重大、抗裂能力差、费工费模板一般民用建筑、多高层建筑、工业厂房、大跨结构砌体结构造价低廉、耐火性好、施工方便、工艺简单、就地取材自重大、强度低、抗震性能差、砌筑工作繁重、粘土用量大五六层以下的民用房屋、中小厂房的沉重结构、大型工业厂房的围护结构钢结构强度高、重量轻、质地均匀、运输方便易锈蚀、耐火性能差大跨重型结构、受动荷载结构、可拆卸结构、轻型结构、容器及其它木结构取材加工方便、材质轻且强度较大各向异性、易燃、易裂、易翘曲、易腐蚀大中城市基本停用1.混凝土结构（1）混凝土结构构的概念素混凝土结构构混凝土结构钢钢筋混凝土结结构预应力混凝土土结构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。。1）自重大；2）抗裂性能差差；3）现浇结构模模板用量大；；4）工期长等等等。（2）钢筋混凝土土结构的特点点主要优点：主要缺点：92（2）钢筋和混凝凝土共同工作作的原因1）钢筋表面与与混凝土之间间存在粘结作作用。2）变形形协调调作用用3）混凝凝土对对钢筋筋的保保护作作用在以上上各种种作用用中，，钢筋筋与混混凝土土之间间存在在粘结结作用用是钢钢筋与与混凝凝土能能够一一起共共同工工作的的最主主要原原因。。摩擦力机械咬合力胶结力粘结作用2.砌体结结构（1）概念念由块体体（砖砖、石石材、、砌块块）和和砂浆浆砌筑筑而成成的墙墙、柱柱作为为建筑筑物主主要受受力构构件的的结构构称为为砌体体结构构。（2）特点点主要优优点：：1）取材方方便，，造价价低廉廉；2）具有良良好的的耐火火性及及耐久久性；；3）具有良良好的的保温温、隔隔热、、隔音音性能能，节节能效效果好好；4）施工工简单单，技技术容容易掌掌握和和普及及，也也不需需要特特殊的设备备。主要缺点点：自重大，，强度低低，整体体性差，，砌筑劳劳动强度度大。以钢材为为主制作作的结构构。3.钢结构（1）概念（2）特点主要优点点：1）材料强强度高，，自重轻轻，塑性性和韧性性好，材材质均匀匀；2）便于工工厂生产产和机械械化施工工，便于于拆卸，，施