建筑结构概论

1建筑结构概论目录contents建筑结构基本概念与分类材料力学性能及选用原则结构分析方法与原理各类建筑结构体系概述与特点地震作用与抗震设计方法结构施工图识读与审查流程301建筑结构基本概念与分类建筑结构是指建筑物中承受各种荷载和作用的骨架，它由各种构件按一定方式组合而成，形成整体的空间受力体系。建筑结构定义建筑结构的主要功能是承受荷载、传递荷载、保证建筑物的稳定性、安全性和使用功能。建筑结构功能建筑结构定义及功能结构类型与特点分析具有良好的可塑性、耐火性和耐久性，但自重较大，施工周期较长。具有强度高、自重轻、施工速度快等优点，但耐火性和耐腐蚀性较差。具有环保、节能、易加工等优点，但承载力和耐久性相对较低。结合多种材料的优点，形成新的受力体系，以满足不同建筑需求。混凝土结构钢结构木结构组合结构

荷载传递路径和机制竖向荷载传递路径楼面荷载通过楼板传递给梁或墙，再由梁或墙传递给柱或基础，最后传至地基。水平荷载传递路径风荷载或地震作用等水平力通过楼面传递给抗侧力构件（如剪力墙、框架等），再由抗侧力构件传递给基础，最后传至地基。荷载传递机制建筑结构通过各构件之间的协同工作，将荷载传递并分散到整个受力体系中，以保证建筑物的稳定性和安全性。耐久性要求建筑结构应具有足够的耐久性，能够在设计使用年限内保持正常使用功能，减少维修和加固费用。安全性要求建筑结构应具有足够的安全性，能够承受各种可能出现的荷载和作用，保证建筑物在使用过程中不发生破坏或倒塌。同时，建筑结构还应具有一定的抗震、抗风等能力，以应对自然灾害的挑战。耐久性、安全性要求302材料力学性能及选用原则具有高强度、良好塑性和韧性，广泛应用于大跨度、高层及重载结构。钢材混凝土木材由水、骨料（沙、石）和水泥混合而成，具有良好的抗压强度，但抗拉强度较低。天然材料，具有较好的抗压、抗拉和抗弯性能，但易受潮、腐朽和虫蛀。030201钢材、混凝土等常见材料介绍强度刚度稳定性耐久性材料力学性能指标解读材料抵抗外力破坏的能力，包括抗拉、抗压、抗弯等强度指标。材料在长期荷载作用下保持原有形状和尺寸的能力。材料抵抗变形的能力，即弹性模量。材料在长期使用过程中保持性能稳定的能力。确保结构安全，满足承载力和稳定性要求。安全性原则经济性原则实用性原则优化设计方法在满足安全性的前提下，尽量降低材料成本。考虑材料的施工性能、维修便利性和使用寿命。采用有限元分析、优化设计算法等手段，对结构进行精细化设计，实现材料的最优配置。材料选用原则与优化设计方法具有更高强度和耐久性，可减少结构自重，提高抗震性能。高性能混凝土轻质高强，耐腐蚀，可设计性强，广泛应用于桥梁、建筑加固等领域。纤维增强复合材料以环保、节能、可再生为特点，如生态水泥、环保砖等，符合可持续发展要求。绿色建筑材料具有自感知、自适应和自修复等功能，为智能建筑的发展提供有力支持。智能建筑材料新型建筑材料应用前景303结构分析方法与原理阐述物体在静力作用下的平衡条件，是结构分析的基础。静力学基本方程通过力系简化和平衡条件的应用，求解结构在静力作用下的内力和变形。力系简化与平衡考虑摩擦力对结构受力的影响，合理确定摩擦系数和摩擦力方向。摩擦力分析静力学基本原理回顾包括平衡方程、几何方程和物理方程，用于描述结构在弹性阶段的力学行为。弹性力学基本方程通过应力和应变的概念和计算方法，求解结构在荷载作用下的应力和应变分布。应力与应变分析研究结构在弹性范围内的稳定性问题，防止结构失稳破坏。弹性稳定性分析弹性力学在结构分析中应用03塑性铰与塑性区分析通过塑性铰和塑性区的概念和计算方法，评估结构的塑性变形能力和承载能力。01塑性力学基本原理阐述材料在塑性阶段的力学行为和变形特点。02极限状态设计概念基于塑性力学原理，确定结构在不同荷载组合下的极限状态。塑性力学及极限状态设计方法将结构离散化为有限个单元，通过单元分析和整体组装求解结构的力学行为。有限元法利用边界积分方程求解结构的力学问题，适用于无限域和半无限域问题。边界元法模拟散体颗粒介质的力学行为，适用于颗粒流、土体稳定等问题。离散元法介绍常用的数值模拟软件及其在结构分析中的应用，如ANSYS、ABAQUS等。数值模拟软件数值模拟技术在结构分析中应用304各类建筑结构体系概述与特点优点建筑平面布置灵活，可形成较大的建筑空间；自重轻，节省材料；具有较好的延性和抗震性能。组成框架结构体系主要由梁、柱构件通过节点连接而成，形成承载和传递荷载的骨架。缺点框架结构的侧向刚度较小，水平荷载作用下侧移较大；节点构造复杂，施工难度较大。框架结构体系组成及优缺点原理剪力墙结构体系利用建筑物的墙体来承受水平荷载和竖向荷载，墙体同时具有围护和分隔空间的作用。应用适用于高层住宅、公寓等建筑，特别适用于风荷载和地震作用较大的地区。特点整体性好，刚度大，水平荷载作用下侧移小；但墙体较多，建筑平面布置不够灵活。剪力墙结构体系原理和应用协同工作机制01框架和剪力墙通过楼盖协同工作，框架主要承受竖向荷载，剪力墙主要承受水平荷载。在水平荷载作用下，框架和剪力墙之间通过楼盖分配内力，共同抵抗水平荷载。优点02结合了框架结构和剪力墙结构的优点，既具有较好的延性和抗震性能，又具有较好的整体性和刚度。应用03适用于高层建筑、大跨度建筑等复杂结构形式。框架-剪力墙协同工作机制ABCD筒体结构由核心筒与外围框架组成，具有较大的抗侧刚度和承载能力，适用于高层建筑。巨型结构由大型构件（如巨型梁、巨型柱）组成的结构体系，具有较大的承载能力和抗侧刚度，适用于大跨度、高层建筑。膜结构利用柔性膜材通过张拉形成稳定曲面，具有自重轻、造型美观等特点，适用于体育场馆、展览馆等建筑。悬挂结构采用吊杆将楼板悬挂在立柱上，减小了地震作用对结构的影响，但构造复杂、施工困难。其他类型结构体系简介305地震作用与抗震设计方法地震波包括纵波、横波和面波，它们在地壳中的传播速度和破坏力各不相同。地震波类型地震波从震源向四周传播，其能量随着距离的增加而逐渐减弱，同时受到地质构造、地层岩性等因素的影响。地震波传播规律地震波对建筑物的破坏作用主要表现为振动作用和惯性力作用，导致建筑物结构变形、开裂或倒塌。破坏机理地震波传播规律和破坏机理抗震设防的目标是确保建筑物在地震作用下不发生倒塌或严重破坏，保障人员生命安全，减少经济损失。抗震设计应遵循安全、经济、合理的原则，同时考虑建筑物的使用功能和重要性。抗震设防目标和设计原则设计原则抗震设防目标ABCD抗震概念设计要点结构体系选择选择合理的结构体系，如框架结构、剪力墙结构等，以提高建筑物的整体抗震性能。刚度与延性平衡通过合理布置抗侧力构件，实现结构的刚度与延性平衡，以吸收和消耗地震能量。构件连接与节点设计确保构件之间的连接可靠，节点设计合理，避免地震作用下的脆性破坏。多道防线设计通过设置多道抗震防线，提高建筑物的冗余度和抗震可靠性。123通过在建筑物中设置减震装置，如阻尼器、减震支座等，减小地震作用对建筑物的影响。减震技术在建筑物基础与上部结构之间设置隔震层，隔离地震能量向上部结构的传递，保护建筑物免受地震破坏。隔震技术减震隔震技术适用于不同烈度区和不同类型的建筑物，但需注意其应用范围和限制条件，确保安全有效。应用范围与限制减震隔震技术应用306结构施工图识读与审查流程结构构件详图对结构构件进行详细描述，包括配筋、尺寸、形状等信息，用于指导施工和加工。其他相关图纸如预埋件布置图、钢结构施工图等，用于表示建筑物中的其他结构元素。结构节点大样图对建筑物中的关键节点进行详细描述，如梁、柱、板等交接处的做法，确保结构的整体性和稳定性。建筑结构施工图包括基础平面图、楼层结构平面图、屋面结构平面图等，用于表示建筑物的结构形式和构造做法。施工图组成部分和功能01020304顺序识读法按照施工图的顺序，从前往后逐步阅读，了解建筑物的整体结构和构造做法。同时对照法将不同专业的图纸对照起来阅读，如建筑图与结构图对照，确保各专业之间的协调一致。注意细节信息仔细阅读图纸中的文字说明、尺寸标注、符号等信息，确保对施工图的理解准确无误。结合实际情况将施工图与实际施工现场相结合，了解实际施工条件和可行性。施工图识读方法和注意事项审查前准备熟悉相关规范和标准，了解审查要求和流程。全面审查对施工图进行全面审查，包括结构安全性、构造合理性、经济性等方面。重点审查针对关键节点和重要构件进行详细审查，确保其满足设计要求和施工规范。形成审查意见将审查过程中发现的问题进行整理和分析，形