建筑结构与力学

0绪论0.1

建筑结构的基本概念0.2

建筑结构的历史和发展趋势0.3

本课程的任务、内容、学习目标及学习要求0.1建筑结构的基本概念建筑物中由若干构件连接而成的能承受“作用”的平面或空间体系称为建筑结构，在不致混淆时可简称结构。作用分为直接作用和间接作用。

直接作用习惯上称为荷载，系指施加在结构上的集中力或分布力系。

间接作用指引起结构外加变形或约束变形由温度变化、材料胀缩等引起的受约束结构或构件中潜在的变形称为约束变形，由地面运动、地基不均匀变形等引起的结构或构件的变形称为外加变形。建筑结构由水平构件、竖向构件和基础组成。

水平构件包括板、梁等，用以承受竖向荷载；竖向构件包括柱、墙等，用以支承水平构件或承受水平荷载；基础用以将建筑物承受的荷载传至地基。按照所用的材料不同，建筑结构可分为混凝土结构、砌体结构、钢结构、木结构等类型。（1）混凝土结构

混凝土结构是钢筋混凝土结构、预应力混凝土结构和素混凝土结构的总称，其中钢筋混凝土结构应用最为广泛。钢筋混凝土结构具有以下优点：

①易于就地取材。

②耐久性好。

③抗震性能好。

④可模性好。

⑤耐火性好。

⑥刚度大，承载力较高。（2）砌体结构由块体（砖、石材、砌块）和砂浆砌筑而成的墙、柱作为建筑物主要受力构件的结构称为砌体结构，它是砖砌体结构、石砌体结构和砌块砌体结构的统称。砌体结构主要有以下优点：

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。砌体结构的主要缺点是自重大，强度低，整体性差，砌筑劳动强度大。（3）钢结构

钢结构系指以钢材为主制作的结构。钢结构具有以下主要优点：

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；

③具有优越的抗震性能；

④无污染、可再生、节能、安全，符合建筑可持续发展的原则。（4）木结构

木结构是指全部或大部分用木材制作的结构。这种结构易于就地取材，制作简单，但易燃、易腐蚀、变形大，并且木材使用受到国家严格限制，因此已很少采用。0.2建筑结构的历史和发展趋势我国黄河流域的仰韶文化遗址就发现了公元前5000年~前3000年的房屋结构痕迹。金字塔、万里长城都是结构发展史上的辉煌之作。

17世纪工业革命后，资本主义国家工业化的发展推动了建筑结构的发展。

17世纪开始使用生铁，19世纪初开始使用熟铁建造桥梁和房屋。自19世纪中叶开始，钢结构得到了蓬勃发展。

1824年水泥的发明使混凝土得以问世，20多年后出现了钢筋混凝土结构。

1928年预应力混凝土结构的出现使混凝土结构的应用范围更为广泛。目前，最高的钢结构房屋的高度已达450m（马来西亚吉隆坡国营石油公司大厦），钢筋混凝土结构房屋的高度达305.4m（朝鲜平壤柳京饭店），钢索桥的跨度达1410.8m（英国亨伯钢索桥）。

我国建筑结构领域也取得了辉煌成就。

1998年建成的矗立在我国上海浦东陆家嘴的金茂大厦高420.5m，地上88层，地下3层，其高度居全国第一，亚洲第二，世界第三；正在建设的上海环球金融中心，高492m，共101层，其高度居世界第一，如图0.1所示。

建筑结构的发展趋势主要表现在以下几个方面：（1）理论方面

一是随着研究的不断深入、统计资料的不断积累，结构设计方法将会发展至全概率极限状态设计方法。

二是衡量结构安全的可靠度理论不断发展，目前有学者提出全过程可靠度理论，将可靠度理论应用到工程结构设计、施工与使用的全过程中，以保证结构的安全可靠。

三是随着计算机的发展，工程结构计算正向精确化方向发展，结构的非线性分析是发展趋势。（2）材料遗方面混凝油土将皮向轻利质高引强方善向发船展。高强碧钢筋桃发展拐较快逝。砌体捐结构旧材料俘的发秀展方摄向也拘是轻身质高查强。钢结刑构材究料主蓬要是鸡向高据效能苗方向搂发展侄。（3）结构趋方面空间箱钢网稍架、结悬索哭结构阔、薄部壳结葱构成蚁为大性跨度酱结构抖发展材的方势向。高层夏砌体夏结构塌也开夫始应芒用。组合射结构请也是秒结构壁发展昌的方塔向。（4）施工务技术钻方面俭预应惑力混嗽凝土示楼盖歇和预吧应力懒混凝乞土框典架结笛构有街较快趣发展挨。在旺高层烟建筑津中，辨大模仪板、武滑模随等施艘工方揭法得明到广靠泛推京广和梨应用全。碾压唯混凝缴土也蚂是近壁年来瞧发展吹较快盆的新质型混齿凝土拉，它絮可用雹于大松体积鄙混凝亲土结都构、前公路覆路面嘴及机纽奉场道奖面，拳其特闪点是舞施工币机械强化程百度高党、效窗率高报、劳霞动条叮件好呼、工扯期短命。图0.厨1上海惕环球勉金融系中心0.主3本课鲁程的可任务驱、内毛容、退学习丧目标尤及学暗习要蝇求建筑抚结构字或构葱件必要须具毙有足涉够的容可靠堆性，驰即承功受荷单载后遇应不渡致破桐坏和堡失稳矩，变勿形、涝裂缝晌等也扔不超紫过规喇定的较限值弃，并揭能达昼到规讲定的坦使用扫年限涂。在披满足疲可靠回性的墙同时焦，还接应具虫有经团济性框。可靠碧和经沃济是嚼一对窝矛盾筝。建筑那结构御设计碑所要耍解决伯的根宜本问扫题，悉就是圈要在仅结构奔的可泥靠与善经济材之间凝选择烟一种返合理兽的平磁衡，道使所烦建造典的结长构既雪经济挪合理洗又安舰全可救靠。结构帮设计是一宰个复辫杂的闸综合卷过程然，一务般需行要先墙对结龄构进掘行总尚体布姑置，公然后买对构续件进跳行受赌力分丸析、衰荷载邻计算波、内列力计兵算、惯选择平尺寸推和材枝料、冬构造世处理愤等等贺，最撑后绘鉴出结容构施名工图赏。本课统程的代内容有建管筑力寻学和胀建筑涂结构融两方辈面，覆具体破包括黎力学眼基本倡知识荒，建锡筑结蔑构计楚算基逃本原叶则，晋钢筋斥混凝蛛土结春构基录本构旁件承叙载力温计算赶，钢拢筋混院凝土泳结构乳、砌群体结糠构、满钢结味构的弓基本筛构造暑要求赏，结次构施绸工图染等内母容。学习赔目的酷：要求叶理解盛力学壳的基与本概竖念、般基本乐理论馆和基饼本方直法，支能进里行结骑构的佩受力谁分析贞和简俩单静夜定结森构的量内力纷计算拿，理片解结杂构计贫算的杨基本上原则桶，掌腥握钢庸筋混睬凝土垃受弯决构件派和受轰压构你件的军承载历力计升算方疲