建筑结构基本原理

建筑结构基本原理第一页，共49页。1.1建筑结构定义——由若干构件连接而成的能承受荷载和其他间接作用的体系。板：提供活动面，直接承受并传递荷载；梁：板的支撑构件，承受板传来的荷载并传递；柱：承受楼面体系（梁、板）传来的荷载并传递；墙：承受楼面体系（梁、板）传来的荷载并传递；基础：将柱及墙等传来的上部结构荷载传给地基；索：悬挂构件或结构体系的主要传力单元；杆：组成空间构件，如屋架等。1.2基本(单元)构件2第二页，共49页。板梁柱墙3第三页，共49页。地震4第四页，共49页。建筑结构的基本要求平衡：结构或结构的任何一个部分都不发生运动。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。强度：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。适用：使用期间不发生过大的变形、裂缝和损坏等。经济：造价、施工及使用维护等。美观：精神需要（民族风格、时代风貌等）。

平衡稳定强度适用经济美观5第五页，共49页。建筑结构的分类按材料分按结构体系分按建筑物层数分6第六页，共49页。建筑结构的类型划分按用途工业建筑民用建筑按层数单层多层1-9高层20-40<100米超高层40层>100米按结构材料木结构砌体结构砼结构(混凝土)钢结构组合结构按结构形式排架结构框架结构剪力墙结构筒体结构其他：框架—剪力墙结构小高层10-18<50mi混合结构7第七页，共49页。按材料的不同分为：ConcreteStructureBlockStructureTimberStructureSteelStructure＊混凝土结构

＊砌体结构

＊钢结构

＊木结构＊组合结构CompositeStructure第八页，共49页。混凝土结构（concretestructure），以混凝土为主制作的结构。包括素混凝土结构、钢筋混凝土结构和预应力混凝土结构等。第九页，共49页。第十页，共49页。砖墙承重的混合结构多层学生宿舍第十一页，共49页。

流水别墅第十二页，共49页。木结构优点：强度重量比大，适合作大跨度结构或构件，在通风干燥无虫害条件下有良好的耐久性，弹性韧性好，良好的隔热保温性质，易加工，质感具装饰性。缺点：易燃，各向异性，受外界温湿度影响大，抵御虫害及微生物侵蚀能力差。第十三页，共49页。古代木结构：14第十四页，共49页。现代木结构：胶合木结构第十五页，共49页。（1）概念：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。砌体结构第十六页，共49页。

嵩岳寺砖塔建于北魏，是我国现存大型古塔实物中年代最早的一座，高39.8米，共15层，底层直径10.6米，内径5米，壁厚2.5米。全塔除塔刹和基石外，均以砖砌筑，砖呈灰黄色，以粘土砌缝。西安大雁塔始建于公元652年，是一座楼阁式砖塔，塔高64余米，塔基边长25米，共有七层，塔身呈方形锥体。全塔采用磨砖对缝。我国古代砌体结构：第十七页，共49页。赵州桥又名安济桥，建于隋大业(公元605-618)年间，是著名匠师李春建造。桥长64.40米，跨径37.02米，是当今世界上跨径最大、建造最早的单孔敞肩型石拱桥。万里长城的砌筑方法包括：1．版筑夯土墙；2．土坯垒砌墙；3．青砖砌墙；4．石砌墙；5．砖石混合砌筑；6．条石；7．泥土连接砖。18第十八页，共49页。国外古代砌体结构：胡夫金字塔位于尼罗河三角洲，是精确的正方锥体，塔高146.6米，底边长230.60米，约用230万块重2.5吨的石块建成。公元70～82年建造的罗马大斗兽场平面为椭圆形，长轴189米，短轴156.4米，高48.5米，分四层，可以容纳5～8万观众，也用块石砌成。第十九页，共49页。比萨斜塔始建于1173年，从地面到塔顶高55米，墙体在地面上的宽度是4.09米，在塔顶宽2.48米，总重约14453吨，重心在地基上方22.6米处。目前的倾斜约10%。公元532～537年在君士坦丁堡建造的圣索菲亚教堂，东西长77米，南北长71.7米，正中是直径32.6米，高15米的穹顶，墙和穹顶都是砖砌。20第二十页，共49页。概念：以钢材为主要承重骨架而制成的结构。钢结构国家大剧院屋架安装钢结构住宅第二十一页，共49页。网架结构拱结构桥梁第二十二页，共49页。单层厂房多层工业厂房2.工业厂房金陵石化总厂第二十三页，共49页。3.承受动力荷载及地震作用的结构第二十四页，共49页。4.高层建筑与高耸结构金茂大厦央视大楼马来西亚双塔北京财富中心第二十五页，共49页。纽约世界贸易中心大楼(WorldTradeCenterTowers)1972年建造，110层，高402m，钢结构。26第二十六页，共49页。撞机27第二十七页，共49页。倒塌瞬间28第二十八页，共49页。29第二十九页，共49页。5.道路、桥梁结构第三十页，共49页。6.水利、水工结构海上石油平台第三十一页，共49页。(1).波纹拱壳结构7.轻型房屋钢结构第三十二页，共49页。(2)门式刚架结构第三十三页，共49页。（3）多层轻型房屋建筑第三十四页，共49页。活动车库8.可拆卸、移动房屋及移动结构第三十五页，共49页。9.构筑物10.建筑小品第三十六页，共49页。37第三十七页，共49页。钢管混凝土结构工程实例美国西雅图双联广场大厦58层四根大钢管混凝土柱混凝土抗压强度133Mpa直径3.05m管壁厚30mm承受60%竖向荷载第一幢运用钢管中填充混凝土作为支承构件的高层建筑。38第三十八页，共49页。（1）概念由两种及两种以上材料作为主要承重结构的房屋称为混合结构。（2）钢骨混凝土特点不仅具有钢结构建筑自重轻、截面尺寸小、施工进度快、抗震性能好的特点，还兼有钢筋混凝土结构刚度大、防火性能好、成本低的优点。组合结构第三十九页，共49页。（1）钢－混凝土组合楼板下部用钢梁，上部用混凝土。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。40第四十页，共49页。截面形式（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。第四十一页，共49页。与钢结构相比外包混凝土可以防止钢构件的局部屈曲提高钢构件整体刚度，显著改善钢构件出平面扭转屈曲性能使钢材的强度得以充分发挥比纯钢结构具有更大的刚度和阻尼，有利于控制结构的变形外包混凝土增加了结构的耐久性和耐火性。最初，欧美国家发展钢骨混凝土结构主要就是出于对钢结构的防火和耐久性方面的考虑一般可比纯钢结构节约钢材达50％以上第四十二页，共49页。与钢筋混凝土结构相比使构件的承载力大为提高实腹式钢骨的钢骨混凝土构件，受剪承载力有很大提高，大大改善了结构的抗震性能。正是由于这一点，钢骨混凝土结构在日本得到广泛的应用。钢骨架本身具有一定的承载力，可以利用它承受施工阶段的荷载，并可将模板悬挂在钢骨架上，省去支撑，这有利于加快施工速度，缩短施工周期，如在多高层结构的施工中不必等待混凝土达到强度就可以继续进行上层施工。第四十三页，共49页。第四十四页，共49页。

深圳帝王大厦81层，高325米。建成时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。45第四十五页，共49页。1.混合结构2.排架结构（桁架）3.框架结构4.剪力墙结构5.框架—剪力墙结构6.筒体结构7.其他结构：如膜结构、桅式结构、悬索、悬吊结构、壳体结构、网架结构等按结构体系分类高层作用结构第四十六页，共49页。木结构砌体结构砼结构(混凝土)钢结构组合结构按结构材料按结构形式作业1.混合结构2.排架结构（桁架）3.框架结构4.剪力墙结构5.框架—剪力墙结构6.筒体结构7.其他结构：如膜结构、桅式结构、悬索、悬吊结构、壳体结构、网架结构等

悉尼歌剧院美国双塔倒塌第四十七页，共49页。漫游世界建筑群系里

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