建筑结构基础第1章绪论

第1章 绪论,1.1 建筑结构的基本概念,建筑一般是指建筑物和构筑物的通称。建筑物是供人们在其中从事生产、生活和进行各种社会活动的房屋或场所；构筑物是仅仅为满足生产、生活的某一方面需要而建造的工程设施。,1、建筑的定义,1,注： “作用” 能使结构或构件产生效应（内力、变形、裂缝等）的各种原因的总称。,2、建筑结构的定义,建筑结构（结构） 建筑中由若干构件连接而成的能承受作用的平面或空间体系。,直接作用 即荷载：如结构自重、人群荷载、风 荷载等；,作 用 分 为,间接作用：如地震、基础沉降、温度变化等。,2,1.1.1 按所用材料分类,3,一、钢筋混凝土结构,混凝土结构,素混凝土结构,钢筋混凝土结构,预应力混凝土结构,4,1）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； 3）现浇结构模板用量大； 4）工期长。,钢筋混凝土结构的特点,主要优点：,主要缺点：,5,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。,二、 砌体结构,6,7,主要优点： 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。 主要缺点： 自重大，强度低，整体性差，砌筑工作强度大。,8,以钢材为主制作的结构 。,三、 钢结构,9,10,11,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，施工工期短； 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，可以说钢结构的发展是21世纪建筑文明的体现。,主要缺点： 易腐蚀，需经常油漆维护，故维护费用较高；钢结构的耐火性差，当温度达到250时，钢结构的材质将会发生较大变化；当温度达到500时，结构会瞬间崩溃，完全丧失承载能力。,12,指全部或大部分用木材制作的结构。,四、木结构,13,14,15,16,17,主要优点： 易于就地取材，制作简单。 主要缺点： 易燃、易腐蚀、变形大，并且木材使用受到 国家严格限制。,18,1.1.2 按承重结构形式分类,一、砖混结构,砖混结构是指由砌体结构构件和其他材料制成的构件所组成的结构。其竖向承重构件采用砖墙、砖柱，水平承重构件采用钢筋混凝土梁、板。,由于砖混结构具有就地取材、施工方便、造价低等优点，广泛应用于六层以下的住宅、办公、教学楼以及跨度小的单层工业厂房中。,19,20,二、框架结构,框架结构是以梁、柱为主的承重骨架组成的结构。多以钢筋混凝土框架结构为主。,框架结构具有建筑平面布置灵活的特点，容易满足生产工艺和使用的要求。它既可以满足大空间的商场、生产车间等的要求，也可用于住宅、办公楼、医院和学校建筑。 框架结构比砖混结构具有较高的强度，较好的延性和整体性，因此其抗震性能较好。但框架结构超过一定高度后，其侧向刚度将明显减小，这是在水平荷载作用下，其侧向位移较大。因此，框架结构多用于15层以下建筑。,21,22,三、框架-剪力墙结构,框架剪力墙结构是在框架纵、横向的适当位置，在柱与柱之间设置几道一定厚度的钢筋混凝土墙体而成的。由于这种结构中的剪力墙平面内的侧向刚度比框架的侧向刚度大的多，所以，在水平荷载作用下产生的剪力主要由剪力墙来承受，竖向荷载主要由框架承担，较好地充分发挥了剪力墙和框架的各自优点，在高层建筑中采用框架-剪力墙结构比框架结构更经济合理。,23,24,四、剪力墙结构,剪力墙结构是由纵、横向的钢筋混凝土墙所组成的结构，这种墙体除抵抗水平荷载和竖向荷载作用外，还可对房屋起维护和分割作用。剪力墙结构的墙体较多，侧向刚度大，适应于高层住宅的建筑。,25,五、筒体结构,筒体结构是用钢筋混凝土墙围成侧向刚度很大的筒体，为了满足采光的要求，在筒壁上开有孔洞，称为空腹筒或框筒。当建筑物高度更高，侧向刚度要求更大时，可采用筒中筒结构。筒中筒结构由空腹外筒和实腹内筒组成，内外筒之间用刚度很大的楼板相联系，使之共同工作，形成一个空间结构。 筒体结构多应用于高层和超高层建筑物，如酒店、通讯大楼等。,26,27,六、大跨结构,大跨结构通常采用钢筋混凝土柱作为竖向承重结构，屋盖采用网架、薄壳或悬索结构。主要应用于体育馆、铁路及航空港等公共建筑。,28,1.2 建筑结构的历史和发展趋势,一、建筑结构的历史,仰韶文化遗址,赵州桥,万里长城,古代：,29,应县木塔,埃及金字塔,罗马斗兽场,30,31,目 录,双子塔（450m）,平壤柳京饭店（305）,迪拜塔（828m）,现代：,31,32,目 录,上海环球金融中心 （492m）,上海金茂大厦 （420.5m）,32,33,目 录,英国亨伯钢索桥（1410.8m）,日本明石海峡大桥（1991m）,33,东方明珠塔,北京西客站,上海证券大厦,34,35,目 录,二、建筑结构发展趋势,1、理论方面,建筑结构设计及计算理论方面，先凭经验估算构件截面，在我国建国初期采用容许应力法确定截面。到20世纪70年代，采用破损极限状态法设计结构构件。80年代发展为多系数考虑单一系数表达的半概率极限状态法，80年代末引用了近似概率极限状态设计法。到本世纪初，又全面进行修订成现行使用的一套规范体系。,35,2、材料的发展趋势：,（1）混凝土结构材料向轻、强、新、复发展；,（2）高强钢筋快速发展应用；,（3）砌体材料向轻、强发展；,（4）钢结构材料向高效能方向发展。,（1）大跨结构向空间钢网架、悬索结构、薄壳结构方向发展；,（2）组合结构发展很快；（劲性钢筋混凝土、钢管混凝土、型钢混凝土、外钢框架-内核心筒等）,（3）高层砌体结构已开始应用。（砖墙-核心筒、预应力砌体等）,3、结构的发展趋势：,36,（1）工业厂房及多层住宅正在向工业化方向发展，建筑构件的定型化、标准化大大加快建筑结构工业化进程。 （2）在高层建筑中，施工方法也有了很大的改进，大模板滑模等施工方法已得到大量的推广与应用 。,三、建筑结构的施工工艺,37,1.3 本课程的任务和学习方法,一、本课程的主要内容及任务,1.钢筋混凝土结构,主要讲述混凝土、钢材的基本力学性质，钢筋混凝土结构按概率极限状态的设计方法，钢筋混凝土和预应力混凝土结构构件的计算和一般构造要求。,学完钢筋混凝土结构后，能进行一般工业与民用房屋结构构件的选型与计算和绘制施工图；了解混凝土结构构件一般构造要求。,38,2.砌体结构,主要讲述砌体结构的基本计算原理、材料的力学性质、砌体结构构件及砖混结构房屋的设计与计算。,学完砌体结构后，能进行单层及多层砖混结构房屋的受力分析及计算，了解砌体结构构件一般构造要求。,3.钢结构,讲述钢结构计算的基本原理，材料的受力性能。,通过学习，了解钢结构构件的连接与计算，了解钢屋盖的构造。,39,4.建筑结构抗震,讲述地震的基本知识和地震对建筑物的影响，以及常见建筑抗震验算和抗震构造措施。,通过学习，了解地震的基本知识和常见建筑抗震验算和抗震构造措施。,40,二、本课程的学习方法,本课程与工程实践联系密切，在学习时要特别注意理论联系实际，注意公式的适用范围，同时要抓住重点，弄清基本概念，掌握基本计算原理，做好复习总结。,41,