建筑结构与受力分析（PPT41）

建筑筑结结构构与与受受力力分分析析S127曾金金海海、、欧欧阳阳书书臣臣、、邓邓晓晓宁宁力学学的的分分支支学学：：理论论力力学学、、材材料料力力学学、、结结构构力力学学、、板板壳壳力力学学、、弹弹性性力力学学、、弹弹塑塑性性力力学学、、塑塑性性力力学学、、断断裂裂力力学学、、流流体体力力学学、、复复合合材材料料力力学学、、实实验验力力学学、、计计算算力力学学、、量量子子力力学学等等。。作作为为高高等等职职业业教教育育的的一一门门课课程程，，“建建筑筑力力学学””的的内内容容只只是是力力学学中中最最基基本本的的应应用用广广泛泛的的部部分分。。它它将将静力力学学、、材材料料力力学学、、结结构构力力学学三门门课课程程的的主主要要内内容容贯贯通通融融合合成成为为一一体体。。建筑筑中中由由若若干干构构件件连连接接而而成成的的能能承承受受作作用用的的平平面面或或空空间间体体系系称称为为建筑筑结结构构，在在不不致致混混淆淆时时可可简简称称结构构。注：：““作用用”———能使使结结构构或或构构件件产产生生效效应应（（内内力力、、变变形形、、裂裂缝缝等等））的的各各种种原原因因的的总总称称。。作作用用可可分分为为直直接接作作用用和和间间接接作作用用。。直接作作用——即习惯惯上所所说的的荷载载，指指施加加在结结构上上的集集中力力或分分布力力系，，如结结构自自重、、家具具及人人群荷荷载、、风荷荷载等等。间接作作用——引起结结构外外加变变形或或约束束变形形的原原因，，如地地震、、基础础沉降降、温温度变变化等等。结构——建筑物物中承承受荷荷载并并起骨骨架作作用的的部分分。构件——结构中中的单单个部部分。。结构的的组成成单层工工业厂厂房荷荷载作作用图图外荷载载吊车荷载风（雪雪）压压单层工工业厂厂房荷荷载作作用图图平衡物体相相对于于地面面处于于静止止或作作匀速速直线线运动动的状状态称称为平衡。一、建建筑力力学的的任务务研究构构件的的承载载能力力—强度、、刚度度和稳稳定性性问题题结构必必须具具备可靠、适用、耐久的功能能。强度：在使用用期内内，务务必使使结构构和构构件安安全可可靠，，不发发生破破坏，，具有有足够够的承承载能能力。。结构和和构件件抵抗抗破坏坏的能能力称称为强强度。。刚度：在使用用期内内，务务必使使结构构和构构件不不发生生影响响正常常使用用的变变形。。结构或或构件件抵抗抗变形形的能能力称称为刚刚度。。稳定性性：在使用用期内内，务务必使使结构构和构构件平平衡形形态保保持稳稳定。。稳定性性是结结构或或构件件保持持原有有平衡衡形态态的能能力。。建筑力力学研研究平平面杆杆件结结构。。2.结构按按空间间观点点分为为：平平面结结构、、空间间结构构。实体板（壳壳）杆件1.结构按按几何何观点点分为为：杆杆件件结构构、薄薄壁结结构、、实体体结构构。二、建建筑力力学的的研究究对象象建筑力力学的的研究对对象是结构。构件平面杆杆系结结构杆件的的截面面尺寸远小小长度度特点板壳块体杆结构分类薄壁杆杆1.建筑结结构的的概念念建筑结结构是是建筑筑物的的基本本组成成部分分，建建筑结结构是是指建建筑物物中用用来承承受各各种作作用的的受力力体系系。通通常，，它又又被称称为建建筑物物的骨骨架。。组成成结构构的各各个部部件称称为构构件。。在房房屋建建筑中中，组组成结结构的的构件件有板板、梁梁、屋屋架、、柱、、墙、、基础础等。。2.建筑结构构的类型型钢筋混凝凝土结构构钢结构(1)按建筑材材料划分分砌砌体（包包括砖砌砌块、石石等）结结构木结构塑料结构构充气结构构墙体结构构框架结构构深梁结构构筒体结构(2)按结构型式划划分拱拱结构网架结构空间薄壁(包括折板)结构钢索结构舱体结构单层结构(多用于单层工工业厂房、食食堂等)(3)按体型划分多多层结结构(一般2～7层)高层结构(一般8层以上)大跨结构(跨度大约在40～50m以上)图1-1建筑结构的各各种形式（a）墙体结构；；(b)框架结构；(c)深梁结构；(d)筒体结构；(e)拱结构；(f)网架结构；(g)空间薄壁结构构；(h)钢索结构；(i)折板结构杆件结构巴黎的埃菲尔铁塔杆件结构杆件、板壳、、实体复合结结构__伦敦桥杆件结构___海洋石油钻井井平台杆件结构___北京、中国国体育场板壳结构_____悉尼歌剧院(澳大利亚)3.结构所要解决决的问题(1)使骨架形成的的空间能良好好地服务于人人类生活、生生产的要求和和人类对美观观的需要。前前者是物质的的，后者是精精神的。这是是结构之所以以存在的根本本目的。(2)结构要抵御自自然界各种作作用力(地心吸力、风风力、地震力力等)，因而需要有有抵抗力的功功能。这是结结构之所以存存在的根本原原因。(3)怎样充分发挥挥所采用材料料的作用。这这是结构的另另一重要功能能。材料是结结构之所以存存在的根本条条件(4)结构所要解决决的问题还有有其它表现，，如连接构造造问题、、经济问题等等。建筑结构的特特点1.混凝土结构优点：1）强度高；2）耐久性好；；3）耐火性好；；4）可模性好；；5）整体性好；；6）易于就地取取材。缺点：结构自重大、、抗裂性较差差、一旦损坏坏修复比较困困难、施工受季季节环境影响响较大等。2.砌体结构优点：1)可就地取材。。2)具有很好的耐耐火性，较好好的化学稳定定性和大气稳稳定。3)一般较钢筋混混凝土结构可可以节约水泥泥和钢材，可可以节约木材，可连连续施工。4)采用砌块或大大型板材作墙墙体时，可以以减轻结构自自重，加快施工进度度，进行工业业化生产和施施工2.砌体结构缺点：1)自重大。2)砌筑工作相当当繁重。3)砂浆和砖石间间的粘结力较较弱。4)粘土砖用量很很大，往往占占用农田，影影响农业生产产。5)砌块结构造价价略高于砖石石结构。3.钢结构优点:1)钢结构自重轻轻而承载力高高。2)钢材最接近于于匀质等向体体。3)钢材的塑性和和韧性好。。4）钢材具有可可焊性。5)钢结构具有不不渗漏的特性性。6)钢结构制造工工厂化、施工工装配化。。缺点:1)钢材耐腐蚀性性差，应采取取防护措施。。2)钢结构耐热性性能好，但防防火性能差。。结构的应用1.混凝土结构的的工程应用(1)房屋建筑工程程(2)桥梁工程(3)特种结构与高高耸结构(4)水利及其他工工程2.砌体结构(1)一般民用建筑筑中的基础、、内外墙、柱柱、过梁、屋屋盖和地沟等等构件。(2)在工业厂房中中，用来砌筑筑围护墙、烟烟囱、料斗、、地沟、管道道支架、对渗渗水性要求不不高的水池等等特殊结构。。(3)农村建筑如猪猪圈、粮仓等等。(4)在交通运输方方面，砌体结结构除可用于于桥梁，隧道道外，各式地地下渠道，涵涵洞，挡土墙墙也常用砌筑筑。(5)在水利建设方方面，可以用用石料砌筑坝坝、堰和渡槽槽等。3.钢结构(1)重型工业厂房房(2)大跨度结构(3)高耸结构和高高层建筑(4)受动力荷载作作用的结构(5)可拆卸和移动动的结构(6)容器和管道(7)轻型钢结构(8)其他建筑物1.1荷载分类及荷荷载代表值建筑结构计算算基本原则1.永久荷载永久荷载亦称称恒荷载，是是指在结构使使用期间，其其值不随时间间变化，或者者其变化与平平均值相比可可忽略不计的的荷载，如结结构自重、土土压力、预应应力等。2.可变荷载可变荷载也称称为活荷载，，是指在结构构使用期间，，其值随时间间变化，且其其变化值与平平均值相比不不可忽略的荷荷载，如楼面面活荷载、屋屋面活荷载、、风荷载、雪雪荷载、吊车车荷载等。3.偶然荷载在结构使用期期间不一定出出现，而一旦旦出现，其量量值很大且持持续时间很短短的荷载称为为偶然荷载，，如爆炸力、、撞击力等。。1.1荷载分类及荷荷载代表值建筑结构计算算基本原则常用材料单位位体积的自重重（单位kN/m3）

混凝土22~24，

钢筋混凝凝土24~25，

水泥砂浆浆20，

石灰砂浆浆、混合砂浆浆17，

普通砖18，

普通砖（（机器制）19，

浆砌普通通砖砌体18，

浆砌机砖砖砌体19。荷载标准值（1）永久荷载标标准值按构件尺寸和和构件单位体体积自重的标标准值来确定定。1.2建筑结构概率率极限状态设设计法建筑结构计算算基本原则结构的功能要要求能承受正常施施工和使用时时的各种作用用，以及偶然然事件发生时时，仍能保持持整体稳定性性。在正常使用时时，能保证具具有良好的工工