建筑结构学习

第一篇建筑结构基本计算原理(1-2章）第一章绪论1.1建筑结构的分类1.2各种建筑结构特点及应用情况1.3建筑结构基本理论及设计方法的发展1.4建筑结构课程的要求、注意的问题1第一章（共一讲）

本章的主要内容：建筑结构的分类；各类结构的优缺点及其应用和发展简况；本课程的学习方法和需要注意的问题。第一讲能力训练121.1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、建筑结构的组成柱下基础楼板柱梁梁墙楼梯墙下基础地下室底板3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。42）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51）框架结构※采用梁、柱组成的结构体系作为建筑承重结构。※框架结构的主要构件是梁和柱，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。

请看框架结构组成第一章总论1.1建筑结构的分类62）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（10－50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73）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。

请看框架－剪力墙结构组成第一章总论1.1建筑结构的分类84）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。

请看筒体结构组成

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91.2各种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）10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试验：

（1）试验情况介绍：同条件下的对比试验；

请看素混凝梁实验（40秒)

请看钢筋混凝土梁实验(2分）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。请看图片（2）试验结果小结：11第一章总论1.2各种建筑结构特点及应用情况⑴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；⑵钢筋与混凝土具有基本相同的温度线膨胀系数（钢材为1.2×10-5，混凝土为(1.0~1.5)×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：12第一章总论1.2各种建筑结构特点及应用情况6.配筋的基本要求：（1）钢筋的布置（即在结构中的位置）和数量由计算确定；（2）在钢筋的端部应有锚固长度或弯钩（常称为构造要求）。137混凝土结构的优缺点：优点⑴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。⑵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。⑶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14⑷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。⑸刚度大、阻尼大：

有利于结构的变形控制。⑹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15缺点：⑴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⑵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；也限制了普通RC用于大跨结构，高强钢筋无法应用。⑶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。⑷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。⑸混凝土结构一旦破坏，其修复、加固、补强比较困难。168混凝土结构的发展与应用概况混凝土结构的开始应用于土木工程距今仅150多年。1824年英国人阿斯普丁(J.Aspdin)发明硅酸盐水泥。1849年法国人朗波(L.Lambot)制造了第一只钢筋混凝土小船。1872年在纽约建造第一所钢筋混凝土房屋。与砖石结构、钢木结构相比，混凝土结构的历史并不长，但发展非常迅速，是目前土木工程结构中应用最为广泛结构，而且高性能混凝土和新型混凝土结构形式还在不断发展。第一章总论1.2各种建筑结构特点及应用情况17第一阶段：从钢筋混凝土的发明至上世纪初钢筋和混凝土的强度都比较低。主要用于建造中小型楼板、梁、柱、拱和基础等构件。第一章总论1.2各种建筑结构特点及应用情况混凝土结构的发展在结构方面：目前，钢筋混凝土结构向大跨度、高层发展

在材料方面：向高强、轻质、耐久、抗震的方向发展。

18第一章总论1.2各种建筑结构特点及应用情况第二阶段：从上世纪20年代到第二次世界大战前后混凝土和钢筋强度的不断提高。1928年法国杰出的土木工程师E.Freyssnet发明了预应力混凝土，使得混凝土结构可以用来建造大跨度19第一章总论1.2各种建筑结构特点及应用情况第三阶段：二战以后到现在随着建设速度加快，对材料性能和施工技术提出更高要求，出现装配式钢筋混凝土结构、泵送商品混凝土等工业化生产技术。高强混凝土和高强钢筋的发展、计算机的采用和先进施工机械设备的发明，建造了一大批超高层建筑、大跨度桥梁、特长跨海隧道、高耸结构等大型工程，成为现代土木工程的标志。20二.砌体结构第一章舍总污论1.2裤各种建筑铸结构特点倡及应用情只况1.砌体结慈构的组副成：砌块＋砂刷浆2.材料的辈基本力施学特性斜：砌体抗压数强度较高评，但抗拉短强度很低筹；3.砌体炸结构的优抵缺点：优点：较易就地舰取材、具练有很好的员耐火性，盘以及较好谢的化学及纪大气稳定层性、成本仇低较经济等。缺点：自重大袄，强度光低、砌潜筑工作反繁重、笋砂浆和舍砌块的虾粘结力珍较搜弱、占渠用农田含，影响谱环境。21第一章窗总惕论1.2虽各种速建筑结因构特点路及应用妨情况（1）发隔展：历史悠闯久：考细古资料免表明，缺我国在周新石器侧时代末迹期（约方600屯0－4斯500志年前）范，已有挪地面木节架建筑己和木骨什泥墙建申筑。分为三个石阶段：第一阶矿段：在清朝董末年，肠19世笋纪中叶旅以前主要以全城墙、箭佛塔和余少数砖肆砌重型舰穹拱佛萝殿以及疏石桥等骡。代表有万里长瞒城、南京灵厅谷寺无梁载殿后面走韵廊的砖砌植穹窿、河北赵达县的赵州桥。4.砌体结躬构在我缓国的的屋发展与虹应用情拳况：22第一章呀总论1.2怪各种建筑百结构特点掩及应用情相况第三阶酷段：解放后到血现在在原有弱基础上堂有了长枣足的进痰步。无论论在桥尚梁、房洋屋，且下在新结构彻、新技鹊术方面葱也有了装很大的察发展，邮并建立内了具有址我国特色的结青构设计计旦算理论。第二阶山段：19世纪双中叶到解劫放前砌体材筛料主要旋还是粘膊土砖，识由于在饶封建及楚后来的叹半殖民陡地半封建制肉度下，砖粒石结构的佳实践和理冬论发展缓伸慢。（2）父发展趋维势：高强、旋空心、骨薄壁大闻板和配良筋砌体彻等。23三.钢结构第一章优总论1.2有各种届建筑结悬构特点刚及应用鼻情况1.钢结构壤的特点：优点：（1）厉强度高诱、强重炭比大；撑塑性、燥韧性好餐；（2）材秒质均匀，趟符合力学存假定，安草全可靠度腐高；（3）询工厂化刷生产，户工业化蓄程度高吓，施工通速度快弃；缺点：钢结构耐帽热不耐火逆；易锈蚀患，耐腐性店差。24第一章俭总论1.2将各种建筑再结构特点义及应用情竿况2.钢结构姑的应用：（1）重浪型结构及傻大跨度建驴筑结构；（2）多龙层、高层烫及超高层俩建筑结构辜；（3）轻烫钢结构；（4）妻塔桅等蚀高耸结渴构；（5）截钢－混泛凝土组恩合结构麦。我国是著最早应悲用钢结驾构的国横家，但惨是历史爽的原因范致使现剪代建筑菌钢结构铸的应用万及发展狮与发达画国家相立比，已绵有相当坊大的差侮距。254钢结构的初始缺陷几何缺陷：初弯曲初倾斜杆件长度误差材料缺陷：钢材并非理想的匀质体和各向同性体本章驼目录第一章袜总论工厂制造：验收、放样、加工、装配、矫正、除锈和涂漆工地安装：扩大拼装、吊装就位、临时固定、最后固定3钢结构的建造过程1.2尖各种宅建筑结峡构特点套及应用细情况5钢结构的发展发展低合金高强度钢材和型钢品种结构和构件设计计算方法的深入研究结构形式的革新结构优化设计261.3建筑结构蜡基本理论恶及设计方法的杨发展一.结构设遵计方法钓的发展合过程1.弹性理晋论为基互础的容名许应力次设计方及法2.破坏阶塑段设计没方法3.极限状态沿设计方法4.概率设计锹法：以近似概泪率为基础屯的极限状态设搞计法。未来：全概率设杯计法、生甲命全过程坊设计法第一章锅总奥论1.3猫建筑结构加基本理论唐及设计方享法的发展27二.我国现行太结构设计秋规范（部圾分）《建筑结寻构可靠度厅设计统一都标准》G罩B500洒68-2震001《建筑络结构荷喊载规范诵》GB聚500歉9-2特001《混凝册土结构量设计规资范》G桶B50洋010泳-20差02《砌体结悲构设计规烘范》GB未5000伍3-20寨01《钢结构首设计规范叹》GB5康001歌7-2收003。设计人员麻必须遵照评各种结构遣类型设计规范怕或规程进行设计济。各种设蒙计规范狂或规程渴是具有简约束性吩和立法碧性的文坏件，其敌目的是使工股程结构损的设计纤在符合窑国家经夺济政策朽的条件水下，保斥证设计质量和工技程项目的堪安全可靠街。注意在丈学习中责，有关肥基本理谨论的应扔用最终俗都要落娘实到规野范的具体规定包。第一章劲总论1.3泊建筑结构暖基本理论摧及设计方挂法的发展本章文目录281.4建筑结构咳课程的要翠求、注意判的问题一.要求1.掌震握结构贱材料的杏力学性勤能；2.掌握赵结构设计忽的基本原幕则；3.熟悉港结构设计羽规范和其请它相应规彩范；4.熟练玻基本的设堆计计算、停查阅有关姿表格和构兴造要求；5.学会秘识读结构闲施工图，陵正确理解贫设计意图。第一章恰总钻论1.4惊建筑结构脆课程的要悼求、特点波及学习方继法291.4冰建筑匹结构课习程的要赴求、特迟点及学攻习方法第一章英总膨论1.应己通过实穷习、参啦观等各挂种渠道忍，了解消建筑物绝各构件告的受力意特点、挪结构布催置、结砍构构造若，从而卧来积累池感性认隆识。二.学地习中应注评意的问题2.完成键一定量的代习题有助惨于理解和群掌握本课或程的内容幅和基本概剥念；按要疑求完成单哈项能力训风练和综合今能力训练络，在掌握齿知识的前告提下培养俘职业能力倒。30第一章灭绪论1.4尼建筑条结构课呈程的要纷求、特造点及学挽习方法3.建筑押结构材料扁的力学性圣能、结构舌构件的内险力计算与嫁建筑材料由、建筑力悄学课程密阻切相关，视建筑结构拐课程是建冻筑施工、乘建筑施工仓项目管理蚊、地基与颠基础等课母程的基础漂课程。因传此学好本铲课程，有堡助于理解贡和学好其鞠他课程。4.建记筑结构臣构件的脚计算方尖法，大仿部分是尊建立在诊实验的漆基础上匪，特别霞是混凝拼土和砌粥体构件招，由于跨所用材申料的物秃理力学尝性能的镜复杂性状，对实油验的依算赖性很陈强。学丛习中要虾特别注针意计算心公式的塑适用范自围和限遮制条件拣。31第一章槽绪感论1.4抢建筑结构肚课程的要盈求、特点王及学习方避法5.本傅课程中希涉及众亲多的构酱造措施济与结构估计算，透它们在鲜课程中恶有着同墨等重要赶的地位啊。各种万构造措博施是长膏期科学括实验和韵工程实撤践经验美的总结掠，是对磁结构计絮算中未评考虑到作的因素降所采取否的技术蝇措施。窜工程事蹦故常常派是由于言不重视择构造措首施或构没造措施他不当而券发生的迈。因此征在学习哈中要充荡分重视势构造措痕施和构即造处理泄，并注勾意弄清金其中的净道理。32第一章阻绪论6.建筑眨结构设计幻玉规范、规蒸程是多年棍来建筑科浸学研究成壁果和工程彩实践经验郑的总结，馆是国家颁挪布的技术化规定和标肯准，已具钉有某些法预律性质，扭设计、施浑工、工程客管理人员菊应严格遵互守和执行腔。在学习透本课程时蚀，自觉查商阅、熟悉青有关规范猪，以便于茫工作中应循用。1.4遭建筑谁结构课壤程的要撞求、特碧点及学笑习方法33第一章冈绪寻论1.4吩建筑袍结构课睁程的要稼求、特竹点及学恼习方法三.本课程粮的教学粉环节1.课堂钻教学及讨语论；2.教捞学试验都；（实非验录像犹）3.单障项能力迷训练；旧（在课偏堂或课达后）4.综声合能力斩训练（左专题训超练、课尊程设计洒）；5.工程望经验积累菌（自行安缎排）。本章签目录作业思考题34◆容许应力昨设计法◎钢筋混僵凝土结诊构的受若力性能期不是弹巷性的；◎结构中一误点达到容姨许应力，足结构即认振为失效；◎没有考虑硬结构功能曲的多样性教要求；◎安全系数瞧是凭经验抓确定的，峰缺乏科学棋依据。35◆破损阶段畜设计法整个截挑面达到迹极限承貌载力才炒认为失透效，考丢虑了材凶料塑性优和强度紫的充分保发挥，域极限荷榨载可以唇直接由汽试验验狼证，构木件的总税安全度剖较为明机确。◎但安全系秤数K仍然凭经验确顺定，◎没有考按虑结构旺功能的鹿多样性修要求的择问题。36◆极限状滨态设计妹法除要求对体承载力极园限状态进您行设计外标，还包括题的挠度和芽裂缝宽度狼（适用性御）的极限绝状态的设抵计。对于承载威力极限状然态，针对裹荷载、材免料的不同唯变异性，泡不再采用沙单一的安椒全系数，拒而采用的茧多系数表季达，◎材料强早度fck和fsk是根据统百计后按一悲定保证率丸取其下限植分位值，旧反映的材饰料强度的犬变异性。◎荷载值qik也尽可能透根据各种自荷载的统沾计资料，顺按一定保攀证率取其拣上限分位决值。◎荷载系数kqi，材料强度搏系数kc和ks仍按经验红确定，但绑对于不同片荷载的变后异大小，谱可取不同耽的荷载系犯数。37◆以概率理厌论为基础祖的极限状惨态设计法由于实际贸结构中的暮不确定性蒙，因此无鹿论如何设散计结构，万都会有失爽效的可能河性存在，差只是可能汁性大小不知同而已。为了科学亭定量的表腊示结构可赔靠性的大呜小，采用业概率方法芬是比较合叹理的。失效概率烦越小，表号示结构可未靠性越大蛾。因此，监可以用失管效概率来芬定量表示团结构可靠惧性的大小甩。结构可靠主性的概率湾度量称为结构可靠摆度。当失效概籍率Pf小于某聚个值时贸，人们仔因结构括失效的驶可能性挥很小而顽不再担珍心，即意可认为虾结构设他计是可垂靠的。喇该失效王概率限竞值称为容许失效攀概率[Pf]。失效概秩率Pf=P(S>R)383940

4142PPPP素混凝土氧梁承载力小职，破坏突柏然钢筋混凝亿土梁承载力径大，变笼形性能乒好，破拴坏有预灿告配筋的吵作用：（1）提叔高结构的飞承载力；（2）筛调整结象构的破近坏形态蜜。43北京饭店益新楼44

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47广州白宿云宾馆36004000800080006600030003600030006600080008000400036007000078507850230033层，陕112.划45米，候剪力墙结庭构，19钥76年建勒成，国内北首栋百米章高层。4849钢管混射凝土结卫构工该程实例美国西雅坝图双联广场蜡大厦58层四根大迷钢管混富凝土柱混凝土抗卫压强度1庆33Mp南a直径3.想05m管壁厚3障0mm承受6抵0%竖县向荷载50钢－混凝损土组合结六构51筒中筒景结构体普系深圳发展库中心52多筒结残构体系成返束涌筒53巨形框架菜结构5455565758砌体结递构59钢结构60木结构61混合结构62万里长馅城63赵州桥64第一友讲现思考灾题1、什么揭是建筑结穴构？按照疗所用材料毅的不同，前建筑结构绪可以分为剧哪几类？胀各有何特肾点？2、混凝奖土结构房膨屋中各个剂构件的受峰力特点是估什么？3、简给述建筑迹结构的膝结构及站材料发这展方向偷。659、静夜认四无邻携，荒居好旧业贫史。。4月-2评34月-纱23Fri附day日,A厅pri涉l2赤8,嫁202以310、雨中黄党叶树，灯逐下白头人腰。。13:0烟8:0313:彩08:新0313:0讲84/28剃/202皮31:苍08:0超3PM11、以我救独沈久微，愧君姥相见频丛。。4月-2市313:举08:豆0313:0通8Apr粮-2328-A趴pr-2例312、故人盛江海别死，几度模隔山川光。。13:肝08:园0313:委08:狸0313:挤08Frid两ay,盆Apri江l28扬,20形2313、乍见翻淹疑梦，相毛悲各问年绣。。4月-2泥34月-2六313:0昂8:0313:捧08:蚂03Apri刃l28恋,20独2314、他乡生悠白发，旧迅国见青山纤。。28四睁月20驻231:0冻8:0首4下灰午13:碰08:篮044月-效2315、比不了转得就不比算，得不到倚的就不要篇。。。四月计231:08梁下午4月-2疤313:0天8Apri律l28箭,20威2316、行动垫出成果缝，工作焦出财富广。。202威3/4肤/28衣13触:08浸:0413:豪08:解0428已Apr床il珠202鸦317、做前，拾能够环视浸四周；做努时，你只问能或者最孙好沿着以孔脚为起点举的射线向团前。。1:08奏:04罢下午1:0全8下为午13:0辱8:044月-2想39、没有失足败，只有浴暂时停止店成功！。4月-阳234月-挤23Fri过day科,A催pri滤l2闲8,地202哀310、很多事到情努力了狮未必有结蛙果，但是垄不努力却捏什么改变雅也没有。厉。13:碧08:杆0413:0妨8:0413:骡084/2孩8/2泽023微1:咬08:水04棒PM11、成功就奸是日复一房诚日那一点治点小小努让力的积累贡。。4月-2肝313:0珍8:0413:善08Apr吗-2328-优Apr从-2312、世间成壳事，不求该其绝对圆秆满，留一崖份不足，恰可得无限狗完美。。13:印08:码0413:乳08:酸0413:0始8Fri掏day顶,A为pri六l2漫8,禾202稀313、不知香续积寺，数岂里入云峰袍。。4月-取234月-2罚313:们08:懒0413:扣08:触04Apr鸭il僚28,愉20犯2314、意志钢坚强的颈人能把蚕世界放陶在手中梦像泥块绸一样任竞意揉捏听。28垃四月秤202古31:08墙:04皆下午13:0邮8:044月-许2315、楚塞梦三湘接蠢，荆门苍九派