第一编建筑结构概论.ppt
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1、第一编 建筑结构概论,第一章 绪论,第一节 建筑和结构的关系 第二节 建筑结构的基本要求 第三节 建筑结构的分类和结构选型,第一节 建筑和结构的关系,建筑:建筑物和构筑物的通称。 建筑物:人们社会生活和生产的环境,如住宅、厂房。 构筑物: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。 建筑物构成的基本要素:建筑功能、物质技术条件和 建筑形象。 建筑结构:建筑物的空间承重骨架系统。 建筑结构的功能: (1) 满足使用和审美要求选择合适的结构型式; (2) 抵御自然界的各种作用选择结构的材料和结构体系。,第二节 建筑结构的基本要求,1.平衡:结构或结构的任何一个部分都不发生运动。 2.
2、稳定: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。 3.承载力: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。 4.适用:使用期间不发生过大的变形 、裂缝和损坏等。 5.经济:造价、施工及使用维护等。 6.美观:精神需要(民族风格、时代风貌等 )。,第三节 建筑结构的分类和结构选型,一、建筑结构的分类 二、建筑结构选型,(一)按材料分类 1. 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。 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。 优点:节约钢材、耐火耐久、可模性好、整体性好。 缺点:自重大,抗裂性差。 2. 砌
3、体结构:由块材及砂浆砌筑而成的结构。 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。 优点:易于就地取材,成本低。结构耐久性和耐腐蚀性好。 缺点:自重大,施工砌筑进度慢,整体性差。,一、建筑结构的分类,3. 钢结构:以钢材为主的结构。 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: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。 缺点:钢材易腐蚀,耐火性差,成本高。 4. 木结构:以木材为主的结构。 适用范围:受到自然条件的限制,仅在山区和林区使用。 优点:制作简
4、单,自重轻,容易加工。 缺点:易燃、易腐蚀。 5. 钢混凝土组合结构:结构构件用型钢和混凝土组成,或型钢、钢筋和混凝土组成。 (1)钢混凝土组合楼板(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土组成的结构。其截面形式见附图。(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,一般用作受压构件。(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,梁下部用钢梁,上部用混凝土(一般采用压型钢板混凝土组合板)。钢梁和混凝土板之间用剪力连接件连接。主要用于高层楼盖、吊车梁和桥梁结构。 优点:钢混凝土组合梁
5、截面中混凝土主要受压,钢梁受拉,充分利用材料。混凝土板参与组合梁工作,提高钢梁的竖向和侧向刚度。 缺点:钢材易腐蚀,耐火性差。,钢骨混凝土构件的截面形式 (a)梁 (b)柱,深圳帝王大厦81层,高325米。是我国目前最高的钢 混凝土组合结构,58层以下采用钢骨混凝土柱。,日本东京中央区高层住宅 (a)标准层平面 (b)梁柱接头,该住宅地上33层,高99.9米,采用钢管混凝土柱、钢骨混凝土梁结构,是钢混凝土组合结构的一个成功范例。内部2排柱用圆管,外部4排柱用方管,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,混凝土在荷载作用下处于三向受压状态,抗压强度和变
6、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。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 1. 混合结构: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。(见附图) 2. 排架结构:主要承重体系是屋面横梁(屋架或屋面大梁)、柱及基础,主要用于单层工业厂房。(见附图) 3. 框架结构:由横梁和柱及基础组成的主要承重体系。(见附图) 4. 剪力墙结构:纵、横布置的成
7、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。(见附图) 5. 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、框架筒体结构、筒中筒结构等。 (2)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。,混合结构,剪力墙结构,框架结构,排架结构,二、建筑结构选型,(一)多层和高层房屋结构 1. 混合结构体系:竖向承重构件采用砌体结构,水平承重构件采用钢筋混凝土梁板结构。 (见教材) 2. 框架结构体系: (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。 (见附图) 2)全框架结构、内框架结构、底层框架
8、结构(见附图) 3. 剪力墙结构体系 1)剪力墙结构:纵横向交叉的墙体都由剪力墙组成。(见教材) 2)框架剪力墙:竖向承重构件为框架和剪力墙(见附图) 3)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。 框筒:由加密柱并加强梁的刚度而形成的整体受力体系。(纽约世界贸易中心钢结构框筒结构) 框架筒体:周边稀柱框架和核心筒组成。(见附图、上海金贸大厦框架核心筒结构) 成束筒:多个筒体组成。(美国芝加哥西尔斯大厦成束筒结构) 4. 高层房屋结构的布置要点(略),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面(北京饭店新楼,18层),框架筒体结构
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