建筑结构第一章绪论.ppt

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1、l建筑：建筑：建筑物和构筑物的通称。建筑物和构筑物的通称。l建筑物：建筑物：人们社会生活和生产的环境，如住宅、厂房。人们社会生活和生产的环境，如住宅、厂房。l构筑物：构筑物：一般不直接进入其间进行生活和生产的空间。如一般不直接进入其间进行生活和生产的空间。如 烟囱、水塔等。烟囱、水塔等。l建筑物构成的基本要素：建筑物构成的基本要素：建筑功能、物质技术条件和建筑功能、物质技术条件和 建筑形象。建筑形象。l建筑结构：建筑结构：建筑物的空间承重骨架系统。建筑物的空间承重骨架系统。l建筑结构的功能：建筑结构的功能：(1)满足使用和审美要求满足使用和审美要求选择合适的结构型式；选择合适的结构型式；(2)

2、抵御自然界的各种作用抵御自然界的各种作用选择结构的材料和结构体系。选择结构的材料和结构体系。1.平衡：平衡：结构或结构的任何一个部分都不发生运动。结构或结构的任何一个部分都不发生运动。2.稳定：稳定：整体结构或结构的一部分作为整体不允许发整体结构或结构的一部分作为整体不允许发生危险的运动，如倾覆和滑移等。生危险的运动，如倾覆和滑移等。3.承载力：承载力：结构或结构的任何一部分在预计的荷载作结构或结构的任何一部分在预计的荷载作用下必须安全可靠。用下必须安全可靠。4.适用：适用：使用期间不发生过大的变形使用期间不发生过大的变形、裂缝和损坏等。、裂缝和损坏等。5.经济：经济：造价、施工及使用维护等。

3、造价、施工及使用维护等。6.美观：美观：精神需要（民族风格、时代风貌等精神需要（民族风格、时代风貌等）。）。一、建筑结构的分类一、建筑结构的分类二、建筑结构选型二、建筑结构选型（一）（一）按材料分类按材料分类1.混凝土结构：混凝土结构：素混凝土结构、钢筋混凝土结构、预应力混凝土素混凝土结构、钢筋混凝土结构、预应力混凝土结构。结构。l适用范围：广泛用于一般工业与民用建筑及多种特种结构适用范围：广泛用于一般工业与民用建筑及多种特种结构（水塔、水池、烟囱等）中。（水塔、水池、烟囱等）中。l优点：节约钢材、耐火耐久、可模性好、整体性好。优点：节约钢材、耐火耐久、可模性好、整体性好。l缺点：自重大，抗裂

4、性差。缺点：自重大，抗裂性差。2.砌体结构：砌体结构：由块材及砂浆砌筑而成的结构。由块材及砂浆砌筑而成的结构。l适用范围：主要用于居住建筑和多层民用房屋（如办公楼、适用范围：主要用于居住建筑和多层民用房屋（如办公楼、教学楼、旅馆等）中。教学楼、旅馆等）中。l优点：易于就地取材，成本低。结构耐久性和耐腐蚀性好。优点：易于就地取材，成本低。结构耐久性和耐腐蚀性好。l缺点：自重大，施工砌筑进度慢，整体性差。缺点：自重大，施工砌筑进度慢，整体性差。3.钢结构：钢结构：以钢材为主的结构。以钢材为主的结构。适用范围：适用范围：主要用于大跨度的建筑屋盖（如体育馆、剧院等）、吊车吨位主要用于大跨度的建筑屋盖（

5、如体育馆、剧院等）、吊车吨位很大或跨度很大的工业厂房骨架，以及超高层建筑的房屋骨架。很大或跨度很大的工业厂房骨架，以及超高层建筑的房屋骨架。优点：优点：钢结构材料质量均匀、强度高，构件截面小、重量轻，可焊性好，钢结构材料质量均匀、强度高，构件截面小、重量轻，可焊性好，制造工艺简单。制造工艺简单。缺点：缺点：钢材易腐蚀，耐火性差，成本高。钢材易腐蚀，耐火性差，成本高。4.木结构：木结构：以木材为主的结构。以木材为主的结构。适用范围：适用范围：受到自然条件的限制，仅在山区和林区使用。受到自然条件的限制，仅在山区和林区使用。优点：优点：制作简单，自重轻，容易加工。制作简单，自重轻，容易加工。缺点：缺

6、点：易燃、易腐蚀。易燃、易腐蚀。5.钢混凝土组合结构：钢混凝土组合结构：结构构件用型钢和混凝土组成，或型结构构件用型钢和混凝土组成，或型钢、钢筋和混凝土组成。钢、钢筋和混凝土组成。（1）钢混凝土组合楼板（钢混凝土组合楼板（见下图见下图）（2）钢骨混凝土结构（又称劲性混凝土结构）：以型钢为骨架外包钢筋混凝钢骨混凝土结构（又称劲性混凝土结构）：以型钢为骨架外包钢筋混凝土组成的结构。其截面形式土组成的结构。其截面形式见附图见附图。（以深圳帝王大厦为例）（以深圳帝王大厦为例）（3）钢管混凝土结构：在封闭的薄壁钢管中浇注混凝土形成的组合结构，一钢管混凝土结构：在封闭的薄壁钢管中浇注混凝土形成的组合结构，

7、一般用作受压构件。般用作受压构件。（以日本东京中央区高层住宅为例）（以日本东京中央区高层住宅为例）钢混凝土组合梁板结构钢混凝土组合梁板结构钢混凝土组合梁板结构，梁下部用钢梁，上部用，梁下部用钢梁，上部用混凝土（一般采用压型钢混凝土（一般采用压型钢板混凝土组合板）。钢板混凝土组合板）。钢梁和混凝土板之间用剪力梁和混凝土板之间用剪力连接件连接。主要用于高连接件连接。主要用于高层楼盖、吊车梁和桥梁结层楼盖、吊车梁和桥梁结构。构。优点：钢混凝土组合梁优点：钢混凝土组合梁截面中混凝土主要受压，截面中混凝土主要受压，钢梁受拉，充分利用材料钢梁受拉，充分利用材料。混凝土板参与组合梁工。混凝土板参与组合梁工作

8、，提高钢梁的竖向和侧作，提高钢梁的竖向和侧向刚度。向刚度。缺点：钢材易腐蚀，耐火缺点：钢材易腐蚀，耐火性差。性差。钢骨混凝土构件的截面形式（a）梁 （b）柱 深圳帝王大厦深圳帝王大厦81层，高层，高325米。是我国目前最高的钢米。是我国目前最高的钢混凝土组合结构，混凝土组合结构，58层以下采用钢骨混凝土柱。层以下采用钢骨混凝土柱。日本东京中央区高层住宅日本东京中央区高层住宅（a）标准层平面标准层平面 （b）梁柱接头梁柱接头 该住宅地该住宅地上上33层，高层，高99.9米，采用钢管混米，采用钢管混凝土柱、钢骨混凝土柱、钢骨混凝土梁结构，是凝土梁结构，是钢混凝土组合钢混凝土组合结构的一个成功结构的

9、一个成功范例。内部范例。内部2排排柱用圆管，外部柱用圆管，外部4排柱用方管，排柱用方管，混凝土强度混凝土强度36-42MPa 钢管混凝土柱充分发挥钢管和混凝土的作用。对于混凝土而言，混凝土钢管混凝土柱充分发挥钢管和混凝土的作用。对于混凝土而言，混凝土在荷载作用下处于三向受压状态，抗压强度和变形能力显著提高。对于薄在荷载作用下处于三向受压状态，抗压强度和变形能力显著提高。对于薄壁钢管，中间填实混凝土以后，大大提高了侧向稳定性。钢管混凝土柱承壁钢管，中间填实混凝土以后，大大提高了侧向稳定性。钢管混凝土柱承载能力很高，重量轻，耐疲劳，耐冲击。而且核心混凝土没有钢筋，浇筑载能力很高，重量轻，耐疲劳，耐

10、冲击。而且核心混凝土没有钢筋，浇筑混凝土很方便，施工简便。混凝土很方便，施工简便。钢管混凝土柱一般用于单柱承载力大的高层、大跨度、重荷载的结构。钢管混凝土柱一般用于单柱承载力大的高层、大跨度、重荷载的结构。如工业厂房框架柱或排架柱、高层建筑的底层柱等。如工业厂房框架柱或排架柱、高层建筑的底层柱等。（二）按受力和结构特点分类二）按受力和结构特点分类 1.混合结构：混合结构：楼、屋盖一般采用钢筋混凝土结构构件，墙体和基楼、屋盖一般采用钢筋混凝土结构构件，墙体和基础采用砌体结构。础采用砌体结构。（见附图）（见附图）2.排架结构：排架结构：主要承重体系是屋面横梁（屋架或屋面大梁）、柱主要承重体系是屋面

11、横梁（屋架或屋面大梁）、柱及基础，主要用于单层工业厂房。及基础，主要用于单层工业厂房。（见附图）（见附图）3.框架结构：框架结构：由横梁和柱及基础组成的主要承重体系。由横梁和柱及基础组成的主要承重体系。（见附图）（见附图）4.剪力墙结构：剪力墙结构：纵、横布置的成片钢筋混凝土墙体称为剪力墙。纵、横布置的成片钢筋混凝土墙体称为剪力墙。剪力墙和钢筋混凝土楼、屋盖整体连接形成剪力墙结构。剪力墙和钢筋混凝土楼、屋盖整体连接形成剪力墙结构。（见（见附图）附图）5.其他形式的结构：其他形式的结构：（1）高层和超高层结构体系中有：框架剪力墙结构、框架筒）高层和超高层结构体系中有：框架剪力墙结构、框架筒体结构

12、、筒中筒结构等。体结构、筒中筒结构等。（2）单层厂房：刚架结构）单层厂房：刚架结构（3）单层大跨度房屋的屋盖：壳体结构、网架结构、悬索结构等。）单层大跨度房屋的屋盖：壳体结构、网架结构、悬索结构等。混合结构剪力墙结构框架结构排架结构（一）多层和高层房屋结构一）多层和高层房屋结构1.混合结构体系：混合结构体系：竖向承重构件采用砌体结构，水平承重构件采竖向承重构件采用砌体结构，水平承重构件采用钢筋混凝土梁板结构用钢筋混凝土梁板结构。（见教材见教材）2.框架结构体系：框架结构体系：（见附图见附图）1）分类：横向框架承重、纵向框架承重和纵横向混合承重。）分类：横向框架承重、纵向框架承重和纵横向混合承重

13、。（见见附图附图）2）全框架结构、内框架结构、底层框架结构）全框架结构、内框架结构、底层框架结构（见附图见附图）3.剪力墙结构体系剪力墙结构体系1）剪力墙结构）剪力墙结构：纵横向交叉的墙体都由剪力墙组成。纵横向交叉的墙体都由剪力墙组成。（见教材见教材）2）框架剪力墙）框架剪力墙：竖向承重构件为框架和剪力墙竖向承重构件为框架和剪力墙（见附图见附图）3）筒体结构）筒体结构：由剪力墙围成筒体，由一个或多个筒体组成的结构。由剪力墙围成筒体，由一个或多个筒体组成的结构。l框筒：由加密柱并加强梁的刚度而形成的整体受力体系。（框筒：由加密柱并加强梁的刚度而形成的整体受力体系。（纽约世界贸易中心纽约世界贸易中

14、心钢钢结构框筒结构）结构框筒结构）l框架筒体：周边稀柱框架和核心筒组成。（框架筒体：周边稀柱框架和核心筒组成。（见附图见附图、上海金贸大厦上海金贸大厦框架核心框架核心筒结构）筒结构）l成束筒：多个筒体组成。（成束筒：多个筒体组成。（美国芝加哥西尔斯大厦美国芝加哥西尔斯大厦成束筒结构）成束筒结构）4.高层房屋结构的布置要点高层房屋结构的布置要点（略）（略）全框架结构底层框架结构框架承重方案：横向、纵向、混合承重框架结构的几种平面框架剪力墙结构体系平框架剪力墙结构体系平面（北京饭店新楼，面（北京饭店新楼，18层）层）框架筒体结构体系平面框架筒体结构体系平面（上海联谊大厦）（上海联谊大厦）纽约世界贸

15、易中心：大楼于纽约世界贸易中心：大楼于1966年开工，历时年开工，历时7年，年，1973年竣工以后，以年竣工以后，以411米的高度作为米的高度作为110层层的摩天巨人而载入史册。它是由的摩天巨人而载入史册。它是由5幢建筑物组成的幢建筑物组成的综合体。其主楼呈双塔形，塔柱边宽综合体。其主楼呈双塔形，塔柱边宽63.5米。大楼米。大楼采用钢结构，用钢采用钢结构，用钢7万万8千吨，楼的外围有密置的千吨，楼的外围有密置的钢柱，墙面由铝板和玻璃窗组成，有钢柱，墙面由铝板和玻璃窗组成，有“世界之窗世界之窗”之称。之称。大楼有大楼有84万平方米的办公面积，可容纳万平方米的办公面积，可容纳5万名工万名工作人员，

16、同时可容纳作人员，同时可容纳2万人就餐。其楼层分租给世万人就餐。其楼层分租给世界各国界各国800多个厂商，还设有为这些单位服务的贸多个厂商，还设有为这些单位服务的贸易中心、情报中心和研究中心，在底层大厅及易中心、情报中心和研究中心，在底层大厅及44、78两层高空门厅中，有种类齐全的商业性服务两层高空门厅中，有种类齐全的商业性服务行业。楼中共有电梯行业。楼中共有电梯104部，地下有可供停车部，地下有可供停车2000辆的车库，并有地铁在此经过设站。辆的车库，并有地铁在此经过设站。上海金贸大厦采用的是框架核心筒结上海金贸大厦采用的是框架核心筒结构，建筑物构，建筑物88层，高层，高420.5米。钢筋混凝米。钢筋混凝土核心筒呈八角形，周边土核心筒呈八角形，周边8根钢骨混凝土根钢骨混凝土柱底部截面柱底部截面1.5mX5m，柱中配置柱中配置2根焊接根焊接H型钢。型钢。芝加哥西尔斯大芝加哥西尔斯大厦厦(Sears Tower)是是世界第二美国第一世界第二美国第一高楼，仅次于吉隆高楼，仅次于吉隆坡石油大厦双塔，坡石油大厦双塔，110层层443米，建成米，建成于于1974年。结构体年。结构体系为模数化的束