建筑结构概论课程总结复习课件

建筑结构概论课程总结复习幻灯片本课件PPT仅供大家学习使用学习完请自行删除，谢谢！本课件PPT仅供大家学习使用学习完请自行删除，谢谢！建筑构造课程根本要求：1掌握建筑构造的根本概念；2了解建筑构造构件受力和传力特点；3了解建筑构造中材料的根本知识〔种类、特性〕；4掌握常见构造的构件组成、构造布置原那么和方法；5了解特殊构造的根本组成和特点；6结合现行课程进展构造布置的训练。第0单元(1)：构造概念构造的概念——受力、传力的体系，实现建筑空间的重要技术。构造的作用——抵抗自重作用、承担外部重力作用、承担侧向力作用、承担特殊力作用。构造的组成——形成跨度的构造构件：梁、板、桁架等。垂直传力的构造构件：柱子、墙等。抵抗侧向力的构造构件：墙、支撑等。承担全部各种荷载构造构件：根底。构造的根本设计要求——构造的平安性要求、构造的实用性要求、构造的耐久性要求、构造的稳定性要求。第0单元(2)：建筑构造的类型——(1)按建筑材料划分木构造砌体〔包括砖、砌块、石等〕构造钢筋混凝土构造钢构造

墙体承重构造框架构造剪力墙构造，框架剪力墙构造筒体构造，框桶构造(2)按构造型式划分拱构造网架构造，网壳构造薄壳(包括折板)构造悬索构造充气构造单层构造(多用于单层工业厂房、食堂等)(3)按体型划分多层构造(一般2～7层)高层构造(一般8层以上)大跨构造(跨度大约在40～50m以上)第0单元(3〕：荷载概念荷载——外界、建筑构造与建筑构造自身对于构造的所形成的力；荷载的分类——恒荷载与活荷载、静荷载与动荷载、集中荷载、分布荷载；构造材料的根本要求——强度刚度重度低价环保常用建筑构造材料的力学性能特点——砖，石材、混凝土：抗压强度高，抗拉强度低；钢材：抗拉强度高，有屈服和强化的特点

图1-1建筑结构的各种形式（a）墙体结构；(b)框架结构；(c)深梁结构；(d)筒体结构；(e)拱结构；(f)网架结构；(g)薄壳结构；(h)悬索结构；(i)折板结构第0单元(4)：风荷载的作用特点迎风面风力为压力，侧风面随着与风的夹角的变化，风力逐渐有压力转变为吸力；矩形、圆形、三角形等不同的平面形状的建筑物，各个侧面所受的风力作用差异很大。建筑物表面粗糙会加大风力的作用。第0单元(5)：构造常用材料的物理与力学性质混凝土的根本性能混凝土的抗压强度比较大，但是其抗拉强度很低，一般不作为计算依据；在实际构造设计中，混凝土的受拉区配有钢筋来承受拉力；对于特殊建筑物，如抗渗型要求较高的水池、地下室的外墙等需要使用混凝土的受拉强度进展抗裂计算。钢材的根本性能钢材性能优良，强度高，尤其是比强度高，在工程计算中可以近似的认为钢材是理想的力学材料。钢材质地均匀，各向同性，有良好的塑性和韧性。钢材较混凝土材料更易于加工，易于工业化生产。钢材的最大缺陷：在于易腐蚀与耐火性差，需要在其外表涂刷防锈漆与防火涂料，现代技术已经比较圆满地解决了此类问题。钢材的连接：主要采用焊接与机械连接两大类。钢构造因自重轻、质地均匀，具有较好的延性，因而抗震及抗动力荷载性能好。1.砌体构造

优点：1)就地取材。2)很好的耐火性，较好的化学稳定性和大气稳定。3)比起钢筋混凝土构造来，节约水泥、钢材和木材，可连续施工。4)采用砌块或大型板材作墙体时，可以减轻构造自重，加快施工进度，进展工业化生产和施工。

第1单元〔1〕构造的特点2.混凝土构造优点：1〕强度高；2〕耐久性好；3〕耐火性好；4〕可模性好；5〕整体性好；6〕易于就地取材。缺点：构造自重大、抗裂性较差、一旦损坏修复比较困难、施工受季节环境影响较大等。

3.钢构造优点:1)钢构造自重轻而承载力高。2)钢材最接近于匀质等向体。3)钢材的塑性和韧性好。4〕钢材具有可焊性。5)钢构造具有不渗漏的特性。6)钢构造制造工厂化、施工装配化。缺点:1)钢材耐腐蚀性差，应采取防护措施。2)钢构造耐热性能好，但防火性能差。结构的特点第1单元(2)：常用构造的组成和应用范围1.砌体构造(1)一般民用建筑中的根底、内外墙、柱和地沟等构件。(2)在工业厂房中，用来砌筑围护墙、烟囱、料斗、地沟、管道支架、对渗水性要求不高的水池等特殊构造。(3)农村建筑如猪圈、粮仓等。(4)在交通运输方面，砌体构造除可用于桥梁，隧道外，各式地下渠道，涵洞，挡土墙也常用砌筑。(5)在水利建立方面，可以用石料砌筑坝、堰和渡槽等。第1单元(2)：常用构造的组成和应用范围2.框架构造框架的组成：梁、板、柱、根底。构造布置方式：多为横向框架，纵向联系体系。框架构造中垂直荷载的作用：对中柱产生轴心受压作用或近似轴心受压作用，对于边柱产生偏心受压作用，顶层偏心作用大，底层偏心作用小；框架构造中水平荷载的作用：对于所有构件均产生弯矩、剪力作用，底层弯矩大，顶层相对小。第1单元(2)：常用构造的组成和应用范围

3.桁架构造桁架构造受力合理、计算简单、施工方便、适应性强，不会对支座产生横向水平推力，因而在构造工程中应用广泛。桁架常用来作为屋盖承重构造，也常称为屋架。桁架的主要缺点是构造高度大，侧向刚度小。不仅增加了屋盖处的外墙的材料用料，而且增加了采暖通风负荷。对于钢桁架，由于杆件截面小，上弦平面外〔侧向〕稳定性差，难以抵抗侧向力，这就需要设置很多支撑。都按构造(长细比)要求确定截面，故耗钢量不少，却未能材尽其用。

梁在竖向均布荷载作用下，梁上的弯矩和剪力的分布极不均匀，梁截面内的正应力和剪应力的分布也极不均匀。在弯矩作用下，截面正应力分布为受压区和受拉区两个三角形，在中和轴处应力为零，在上下边缘处正应力为最大，因此，假设以上下边缘处材料的强度作为控制值，那么中间局部的材料不能充分发挥作用。在剪力作用下，剪应力在中和轴处最大，在上下边缘处为零，分布在上下边缘处的材料不能充分发挥其抗剪作用。尽管通过改变梁的截面形式(例如把梁截面由矩形改为工字形)、改变梁的截面尺寸(例如在梁的跨中和支座附近变高度、变梁宽)等做法可改善梁的受力性能，但这些都只是量变而非质变。桁架结构的组成桁架构造的受力特点：桁架构造那么具有与简支梁完全不同的受力性能。尽管从构造整体来说，外荷载所产生的弯矩图与剪力图与作用在简支梁上时完全一致，但在桁架构造内部，那么是桁架的上弦受压、下弦受拉，由此形成力偶来平衡外荷载所产生的弯矩。外荷载所产生的剪力那么是由斜腹杆轴力中的竖向分量来平衡。因此，在桁架构造中，各杆件单元(上弦杆、下弦杆、斜腹杆、竖杆)均为轴向受拉或轴向受压构件，使材料的强度可以得到充分的发挥。第1单元(2)：常用构造的组成和应用范围

4.拱构造：〔1〕按构造支承方式分类〔2〕受力特点〔3〕水平推力四种平衡方式〔4〕拱构造的支撑系统〔5〕拱构造的实际应用〔6〕拱构造的布置方式拱构造概念复习：〔1〕按构造支承方式分类：三铰拱、两铰拱和无铰拱三种；有钢筋混凝土构造、钢构造、胶合木构造、砖石砌体构造；拱身截面有格构式和实腹式，还有等截面式和变截面式。〔2〕受力特点：拱身截面弯矩小，剪力小，轴力大，合理拱轴为一抛物线，存在较大的水平推力。〔3〕水平推力四种平衡方式：拉杆承担，刚性水平构造“承担〞，竖向承重构造承担，根底承担上。〔4〕拱构造的支撑系统：为了保证拱在轴线平面外的受压稳定性，须设置横向支撑，为了传递作用于山墙上的风荷载，还应设置纵向支撑。〔5〕拱构造的实际应用：建筑中多用于屋面构造。〔6〕拱构造的布置：并列拱或穿插拱构造第1单元(2)：常用构造的组成和应用范围

5.网架构造一、平板网架构造的特点二、平板网架的构造体系及其形式第1单元(2)：常用构造的组成和应用范围平板网架构造的特点：属于杆件空间构造，杆件仅承受轴力；刚度大、稳定性好、平安储藏高；属于无水平推力或拉力的空间构造；制作安装的工厂化、标准化程度高；第1单元(2)：常用构造的组成和应用范围平板网架的构造体系及其形式1〕穿插桁架体系分为：①两向正交正放:适用于正方形平面②两向正交斜放：适用于矩形平面③三向穿插网架：适用于圆形、三角形、多边形平面2〕角锥体系分为：①三角锥体②四角锥体③六角锥体6.薄壁空间构造〔1〕薄壁空间构造类型〔2〕受力特点〔3〕圆顶薄壳构造的组成和特点〔4〕圆顶构造壳板厚度〔5〕筒壳、扁壳构造的组成和特点壳体厚度远小于壳体的最小曲率半径时，称为薄壳构造或薄壁空间构造。〔1〕薄壁空间构造的类型：旋转曲面，平移曲面，直纹曲面；圆顶构造，筒壳构造，双曲扁壳和扭壳。〔2〕薄壁空间构造的受力特点：双向轴力和受剪，下部环向受拉(圆顶)；纵向受拉〔筒壳〕。〔3〕圆顶薄壳构造的组成和特点：壳身、支座环、支承构件；壳身有平滑式、肋形式和多面式等；支座环是防止圆顶下部裂缝和空间平衡的重要构件。〔4〕圆顶构造壳板厚度：可取圆顶半径的1／600。对于钢筋混凝土圆顶，壳板厚度不应小于40mm。〔5〕筒壳、扁壳构造的组成和特点：壳身、边梁和横隔。双向轴力和受剪，下部环向受拉，故边梁同样有防裂和平衡作用，横隔起抗剪作用。薄壳空间结构的类型环向受拉而开裂圆顶薄壳结构的破坏特点纵向边梁防裂横隔抗剪和加强刚度图12.1.1是高层建筑单位建筑面积的材料用量或土建造价与建筑物层数之间的关系。由图可见，随着建筑物层数的增加，楼面构造所耗用的材料几乎不变，而柱和墙为了承受竖向荷载所消耗的材料与层数近乎呈线性的关系增长。值得注意的是，为承受侧向荷载所需要的材料的增长与层数成抛物线关系。在超高层范围内，层数的增加会引起土建造价的大幅度上升。

第3单元高层建筑结构12高层建筑构造高层建筑的综合功能和特殊设施使高层建筑的设计错综复杂。如美国芝加哥的西尔斯大厦，设置的附属设施足以能解决诸如购物、宴会、娱乐、卫生、教育、保险、运输、停车场、公共事业、废物和污水处理、防火等问题。这栋建筑物中的电力系统能为147000人的城市效劳，空调设备可以调节6000户住房的温度，为解决每天16500人的竖向交通问题。因为其中共设102部电梯，这些电梯就象是城市中的街道，而整个建筑物就象是一座城市。高层建筑构造型式的局限性，也限制了建筑物向更高的空间开展，限制了建筑功能上的诸多要求。12高层建筑构造高层建筑构造的计算分析方法与多层建筑构造的是一样的，但是高层建筑构造的计算内容又具有以下方面的特殊性：一是构件轴向变形对构造内力与位移的影响已不可忽略；构件截面的剪切变形对构造内力和位移的影响也已不可忽略。二是侧向风荷载或地震作用所产生的构造内力与位移常常成为构造设计的控制因素。

框架——剪力墙构造框架剪力墙构造体系是由框架和剪力墙共同作为承重构造的受力体系。它抑制了框架构造抗侧力刚度小的缺点，弥补了剪力墙构造开问过小的缺点，既可使建筑平面灵活布置，又能对常见的30层以下的高层建筑提供足够的抗侧刚度。因而在实际工程中被广泛应用。框架剪力墙构造布置的关键是剪力墙的数量及位置。从建筑布置角度看，减少剪力墙数量那么可使建筑布置更灵活。但从构造的角度看，剪力墙往往承担了大局部的侧向力，对构造抗侧刚度有明显的影响，因而剪力墙数量不能过少。剪力墙应沿房屋的纵横两个方向均有布置，以承受各个方向的地震作用或风荷载，横向剪力墙宜布置在房屋的平面形状变化处、刚度变化处、楼梯间及电梯间，以及荷载较大的地方。同时，剪力墙应尽量布置在建筑物的端部附近。图12-2-8表示两种不同的剪力墙布置方案，图a)的两道剪力墙集中布置在建筑平面的中部，图b)的两道剪力墙布置在建筑平面的两端，这两个构造方案具有一样的抗侧刚度，但很显然图b)布置方式使构造具有较大的抗扭能力。

框架——剪力墙构造的两种根本形式框架——剪力墙片框架——剪力墙筒框架——剪力墙构造的受力特点剪力墙的受侧力变形以弯曲为主框架的受侧力变形以剪切为主联合变形曲线12高层建筑构造高层建筑构造承受竖向荷载和侧向水平力的作用，建筑物的侧向位移，常会成为构造设计的控制因素。侧向位移过大，会导致建筑装修与隔墙的损坏，造成电梯运行困难，使居住者感觉不良。另一方面，侧向位移过大，竖向荷载将会产生显著的附加弯矩，使构造内力增大，甚至会引起主体构造的开裂或破坏。因此，必须对建筑物的侧向位移进展控制。

剪切变形弯曲变形12高层建筑结构根据不同的构造体系，针对不同的侧向力形式，建筑物的侧向位移应小于表12-1-1的限制值。

12高层建筑结构高层建筑的力学特征高层建筑以抵抗侧向力为主，控制其侧向刚度是设计的基本要求；高层建筑的概念设计是重要的，尤其对于抗震问题；高层建筑多采用空间结构而非平面结构，更有效的利用材料。高层建筑的常见结构形式框架结构、框架剪力墙结构、剪力墙结构；筒体结构、悬挂结构、巨型框架结构等

12.2构造体系

〔1〕框架构造体系与多层框架构造体系相似，高层建筑中框架构造体系也由纵、横向框架所组成，形成空间框架构造，以承受竖向荷载和水平力的作用。与其他高层建筑构造体系相比，框架构造具有布置灵活、造型活泼等优点，容易满足建筑使用功能的要求，如会议厅、休息厅、餐厅和贸易厅等的布置。同时，经过合理设计，框架构造可以具有较好的延性和抗震性能。框架构造构件断面尺寸较小，构造的抗侧刚度较小，水平位移大，在地震作用下容易由于大变形而引起构造构件的损坏，因此其建立高度受到限制，一般在非