绪论梁和悬挑结构课件

建筑结构选型绪论建筑结构选型绪论1课程性质专业必修课课程设置共8周，32学时教学目的通过本课程的学习，熟悉并掌握《建筑结构选型》的基本知识，理解结构体系与建筑型式之间的关系，为今后的建筑设计打下良好的基础基本内容常用的建筑结构型式及其结构组成、构造要点、布置方式、受力特点和适用范围等考核方式课程性质专业必修课课程设置共8周，32学时教学目的通过本课程20绪论0.1概述0.2建筑物的功能要求0.3结构材料性能对结构选型的影响0.4施工技术水平对建筑结构选型的影响0.5结构计算手段和设计理论的发展0.6经济因素对于结构选型的制约0.7建筑结构的分类0绪论0.1概述30.1概述建筑结构：在建筑物中，用来承受荷载、抵抗变形的骨架。结构所受到的作用：自重和外部荷载、变形、环境作用。所有这些因素都同时作用在建筑物上。正是建筑物的结构体系承担着这些作用（荷载）。结构失效将带来巨大损失。好的建筑设计方案必须要有好的结构形式作为支撑才能实现。结构形式关系到建筑物是否安全、适用、经济、美观。建筑设计是一项综合性的工作，需要建筑、结构、施工、工艺、设备、预算等各个专业工种的协调配合。0.1概述40.2建筑物的功能要求：空间要求、使用功能要求以及美观要求结构形式应与建筑物使用空间的要求相适应建筑物的尺度、体量大小和空间组合关系都应根据使用者对建筑物客观空间环境的要求来加以确定。体育馆、剧场、住宅、工业建筑对使用空间有着不同的要求。尽量减小结构体系本身所占用的空间高度建筑物的使用要求与结构的合理几何形体相结合建筑物的声学条件与结构的合理几何形体，应注意和善于利用结构几何形体对声学效果的影响。0.2建筑物的功能要求：5采光照明与结构的合理几何形体相结合排水与结构的合理几何图形美观功能要求结构是构成建筑艺术形象的重要因素，结构本身也富有美学表现力。附贴式装饰、浓妆艳抹、堆砌贵重的装饰材料，只能给人虚假、庸俗的感觉，浪费人力、物力、又不坚固、耐久。意大利建筑师奈尔维作品，意大利佛罗伦萨运动大看台，就是建筑艺术与结构体系的完美结合的典型。采光照明与结构的合理几何形体相结合6罗马小体育馆：采用外露的叉形斜柱，有力的把巨大的装配整体式钢筋砼网肋型扁圆球壳托起，结构清晰、欢快，极富结构力度。罗马小体育馆：采用外露的叉形斜柱，有力的把巨大的装配整体式钢7意大利佛罗伦萨运动场大看台钢筋混凝土梁板结构，雨蓬的挑梁伸出17m。把雨蓬的挑梁外形与其弯矩图（二次抛物线）统一起来。但又不是简单的统一，建筑师利用混凝土的可塑性对挑梁的外轮廊进行了艺术处理，在挑梁的支座附近挖了一个三角形孔，既减耗了结构重力，也获得了很好的艺术效果。意大利佛罗伦萨运动场大看台80.3结构材料性能对结构选型的影响组成结构的材料有很多种，如砖、石、木、混凝土、钢、铝、塑料以及各种复合材料等。这些材料的物理力学性质和对环境作用的承受能力各不相同。因此，合理的结构形式应能充分发挥所用建筑材料的特性。确定结构形式时应遵循的原则：（1）选择能充分发挥材料性能的结构形式。如：桁架、拱、悬索等结构形式。（2）合理地选用结构材料砌体结构抗压强度高但抗弯、抗剪、抗拉强度低钢筋混凝土结构抗弯、抗剪强度较高，但自重大钢结构抗拉强度高，自重轻，注意其稳定性及节点构造组合结构高强度混凝土0.3结构材料性能对结构选型的影响90.4施工技术水平对建筑结构选型的影响施工技术是实现先进结构形式的保障施工技术的发展使得过去许多不可能完成的工程得以实现。如混凝土泵使得向超高层建筑输送混凝土成为可能。（特别是大型公共工程，如桥梁、隧道等。）结构选型要考虑实际施工条件0.4施工技术水平对建筑结构选型的影响100.5结构计算手段和设计理论的发展计算手段的提升对复杂新型结构的设计产生了影响。抗震设计理论的研究和发展目前，人类对地震的认识还不够全面，结构设计中的抗震设计计算无法涵盖所有可能遇到的影响因素。因此，运用概念设计从总体上来提高建筑结构的抗震能力是抗震设计的重要原则。0.5结构计算手段和设计理论的发展110.6经济因素对于结构造型的影响建造原则：适用、经济、安全、美观综合经济分析：（1）不但要考虑某个结构方案付诸实施时的一次性费用，还要考虑其全寿命周期费用（2）综合考虑建造成本、劳动力和能源的消耗（3）某些生产性建筑应考虑一次性初始投资和建设速度问题0.6经济因素对于结构造型的影响120.7建筑结构的分类建筑结构按材料分类混凝土结构砌体结构（砖、砌块、石）钢结构木结构索和膜结构组合结构其它金属结构（铝合金、不锈钢）0.7建筑结构的分类13建筑结构按受力和构造特点分类混合结构体系多层和高层建筑结构框架结构体系剪力墙结构体系筒体结构体系平面结构体系：梁、桁架、单层大跨度建筑结构刚架、拱空间结构体系：薄壳、网架网壳、悬索、索和膜建筑结构按受力和构造特点分类14建筑结构选型第1章梁和悬挑结构建筑结构选型第1章梁和悬挑结构15第1章梁和悬挑结构1.1梁的型式1.2梁的受力与变形1.3梁式结构工程实例1.4悬挑结构第1章梁和悬挑结构1.1梁的型式161.1梁的型式梁是建筑中应用最广泛、结构中最基本的构件，历史悠久。梁(beam)主要承受垂直于梁轴线方向的荷载作用。按材料分类石、木、钢、钢筋混凝土、预应力混凝土、钢-钢筋混凝土1.1梁的型式17按截面形式分类钢筋混凝土梁：矩形、T形、花篮形、工字形、箱型，较大跨度时可采用预应力薄腹梁（双坡、鱼腹、空腹）。钢梁：一般为工字形、槽形按截面形式分类18第1章-绪论-梁和悬挑结构课件19按支座约束条件分类静定、超静定单跨、多跨按支承方式分类简支梁、悬臂梁、连续梁超静定梁静定梁静定多跨梁连续梁悬臂梁按支座约束条件分类超静定梁静定梁静定多跨梁连续梁悬臂梁201.2梁的受力与变形梁主要承受垂直于梁轴线方向的荷载作用，内力主要为弯矩与剪力。变形主要为挠曲变形。不同约束条件下梁的受力与变形（参见P5）。1.2梁的受力与变形21如何改善梁的受力与变形改变梁的跨度（外伸梁）如何改善梁的受力与变形22如何改善梁的受力与变形改变梁的受力如何改善梁的受力与变形23如何改善梁的受力与变形增加梁的跨度，三跨连续梁与同跨简支梁比较（弯矩与挠度）。如何改善梁的受力与变形241.3梁式结构工程实例上海浦东国际机场第二航站楼变截面箱形钢梁，树状柱，3大跨，2小跨。沿箱形梁宽度方向，在大跨跨中分叉并形成梭形空间（天窗）。箱形梁截面高度根据弯矩的大小而变化。1.3梁式结构工程实例上海浦东国际机场第二航站楼25第1章-绪论-梁和悬挑结构课件26第1章-绪论-梁和悬挑结构课件27第1章-绪论-梁和悬挑结构课件281.4悬挑结构1.4.1悬挑结构的形式按材料分混凝土结构：跨度可达二三十米，可采用多种大跨度结构钢（桁架）结构：较多采用，膜结构覆盖，跨度可达数十米1.4悬挑结构29上海体育场73.5m上海体育场73.5m301.4.2悬挑结构的抗倾覆平衡悬挑结构的固定端有较大的倾覆力矩。一般认为，悬挑结构的抗倾覆安全系数应大于1.5，即：

抗倾覆力矩/倾覆力矩>1.5抗倾覆平衡方式上部压重平衡下部拉压平衡左右自平衡副跨框架平衡1.4.2悬挑结构的抗倾覆平衡31第1章-绪论-梁和悬挑结构课件32悬挑结构减小跨度的方式梁下设立柱梁下斜撑梁上部设拉索悬挑结构减小跨度的方式33谢谢！谢谢！34建筑结构选型绪论建筑结构选型绪论35课程性质专业必修课课程设置共8周，32学时教学目的通过本课程的学习，熟悉并掌握《建筑结构选型》的基本知识，理解结构体系与建筑型式之间的关系，为今后的建筑设计打下良好的基础基本内容常用的建筑结构型式及其结构组成、构造要点、布置方式、受力特点和适用范围等考核方式课程性质专业必修课课程设置共8周，32学时教学目的通过本课程360绪论0.1概述0.2建筑物的功能要求0.3结构材料性能对结构选型的影响0.4施工技术水平对建筑结构选型的影响0.5结构计算手段和设计理论的发展0.6经济因素对于结构选型的制约0.7建筑结构的分类0绪论0.1概述370.1概述建筑结构：在建筑物中，用来承受荷载、抵抗变形的骨架。结构所受到的作用：自重和外部荷载、变形、环境作用。所有这些因素都同时作用在建筑物上。正是建筑物的结构体系承担着这些作用（荷载）。结构失效将带来巨大损失。好的建筑设计方案必须要有好的结构形式作为支撑才能实现。结构形式关系到建筑物是否安全、适用、经济、美观。建筑设计是一项综合性的工作，需要建筑、结构、施工、工艺、设备、预算等各个专业工种的协调配合。0.1概述380.2建筑物的功能要求：空间要求、使用功能要求以及美观要求结构形式应与建筑物使用空间的要求相适应建筑物的尺度、体量大小和空间组合关系都应根据使用者对建筑物客观空间环境的要求来加以确定。体育馆、剧场、住宅、工业建筑对使用空间有着不同的要求。尽量减小结构体系本身所占用的空间高度建筑物的使用要求与结构的合理几何形体相结合建筑物的声学条件与结构的合理几何形体，应注意和善于利用结构几何形体对声学效果的影响。0.2建筑物的功能要求：39采光照明与结构的合理几何形体相结合排水与结构的合理几何图形美观功能要求结构是构成建筑艺术形象的重要因素，结构本身也富有美学表现力。附贴式装饰、浓妆艳抹、堆砌贵重的装饰材料，只能给人虚假、庸俗的感觉，浪费人力、物力、又不坚固、耐久。意大利建筑师奈尔维作品，意大利佛罗伦萨运动大看台，就是建筑艺术与结构体系的完美结合的典型。采光照明与结构的合理几何形体相结合40罗马小体育馆：采用外露的叉形斜柱，有力的把巨大的装配整体式钢筋砼网肋型扁圆球壳托起，结构清晰、欢快，极富结构力度。罗马小体育馆：采用外露的叉形斜柱，有力的把巨大的装配整体式钢41意大利佛罗伦萨运动场大看台钢筋混凝土梁板结构，雨蓬的挑梁伸出17m。把雨蓬的挑梁外形与其弯矩图（二次抛物线）统一起来。但又不是简单的统一，建筑师利用混凝土的可塑性对挑梁的外轮廊进行了艺术处理，在挑梁的支座附近挖了一个三角形孔，既减耗了结构重力，也获得了很好的艺术效果。意大利佛罗伦萨运动场大看台420.3结构材料性能对结构选型的影响组成结构的材料有很多种，如砖、石、木、混凝土、钢、铝、塑料以及各种复合材料等。这些材料的物理力学性质和对环境作用的承受能力各不相同。因此，合理的结构形式应能充分发挥所用建筑材料的特性。确定结构形式时应遵循的原则：（1）选择能充分发挥材料性能的结构形式。如：桁架、拱、悬索等结构形式。（2）合理地选用结构材料砌体结构抗压强度高但抗弯、抗剪、抗拉强度低钢筋混凝土结构抗弯、抗剪强度较高，但自重大钢结构抗拉强度高，自重轻，注意其稳定性及节点构造组合结构高强度混凝土0.3结构材料性能对结构选型的影响430.4施工技术水平对建筑结构选型的影响施工技术是实现先进结构形式的保障施工技术的发展使得过去许多不可能完成的工程得以实现。如混凝土泵使得向超高层建筑输送混凝土成为可能。（特别是大型公共工程，如桥梁、隧道等。）结构选型要考虑实际施工条件0.4施工技术水平对建筑结构选型的影响440.5结构计算手段和设计理论的发展计算手段的提升对复杂新型结构的设计产生了影响。抗震设计理论的研究和发展目前，人类对地震的认识还不够全面，结构设计中的抗震设计计算无法涵盖所有可能遇到的影响因素。因此，运用概念设计从总体上来提高建筑结构的抗震能力是抗震设计的重要原则。0.5结构计算手段和设计理论的发展450.6经济因素对于结构造型的影响建造原则：适用、经济、安全、美观综合经济分析：（1）不但要考虑某个结构方案付诸实施时的一次性费用，还要考虑其全寿命周期费用（2）综合考虑建造成本、劳动力和能源的消耗（3）某些生产性建筑应考虑一次性初始投资和建设速度问题0.6经济因素对于结构造型的影响460.7建筑结构的分类建筑结构按材料分类混凝土结构砌体结构（砖、砌块、石）钢结构木结构索和膜结构组合结构其它金属结构（铝合金、不锈钢）0.7建筑结构的分类47建筑结构按受力和构造特点分类混合结构体系多层和高层建筑结构框架结构体系剪力墙结构体系筒体结构体系平面结构体系：梁、桁架、单层大跨度建筑结构刚架、拱空间结构体系：薄壳、网架网壳、悬索、索和膜建筑结构按受力和构造特点分类48建筑结构选型第1章梁和悬挑结构建筑结构选型第1章梁和悬挑结构49第1章梁和悬挑结构1.1梁的型式1.2梁的受力与变形1.3梁式结构工程实例1.4悬挑结构第1章梁和悬挑结构1.1梁的型式501.1梁的型式梁是建筑中应用最广泛、结构中最基本的构件，历史悠久。梁(beam)主要承受垂直于梁轴线方向的荷载作用。按材料分类石、木、钢、钢筋混凝土、预应力混凝土、钢-钢筋混凝土1.1梁的型式51按截面形式分类钢筋混凝土梁：矩形、T形、花篮形、工字形、箱型，较大跨度时可采用预应力薄腹梁（双坡、鱼腹、空腹）。钢梁：一般为工字形、槽形按截面形式分类52第1章-绪论-梁和悬挑结构课件53按支座约束条件分类静定、超静定单跨、多跨按支承方式分类简支梁、悬臂梁、连续梁超静定梁静定梁静定多跨梁连续梁悬臂梁按支座约