建筑结构概论课程总结复习

建筑结构概论总复习建筑结构课程基本要求：1掌握建筑结构的基本概念；2了解建筑结构构件受力和传力特点；3了解建筑结构中材料的基本知识（种类、特性）；4掌握常见结构的构件组成、结构布置原则和方法；5了解特殊结构的基本组成和特点；6结合现行课程进行结构布置的训练。第0单元(1)：结构概念结构的概念——受力、传力的体系，实现建筑空间的重要技术。结构的作用——抵抗自重作用、承担外部重力作用、承担侧向力作用、承担特殊力作用。结构的组成——形成跨度的结构构件：梁、板、桁架等。垂直传力的结构构件：柱子、墙等。抵抗侧向力的结构构件：墙、支撑等。承担全部各种荷载结构构件：基础。结构的基本设计要求——结构的安全性要求、结构的实用性要求、结构的耐久性要求、结构的稳定性要求。

第0单元(2)：建筑结构的类型——(1)按建筑材料划分木结构

砌体（包括砖、砌块、石等）结构

钢筋混凝土结构钢结构

墙体承重结构框架结构

剪力墙结构，框架剪力墙结构筒体结构，框桶结构(2)按结构型式划分拱结构网架结构，网壳结构薄壳(包括折板)结构悬索结构充气结构

单层结构(多用于单层工业厂房、食堂等)

(3)按体型划分

多层结构(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)第0单元(3）：荷载概念荷载——外界、建筑构造与建筑结构自身对于结构的所形成的力；荷载的分类——恒荷载与活荷载、静荷载与动荷载、集中荷载、分布荷载；结构材料的基本要求——强度刚度重度低价环保常用建筑结构材料的力学性能特点——砖，石材、混凝土：抗压强度高，抗拉强度低；

钢材：抗拉强度高，有屈服和强化的特点

图1-1建筑结构的各种形式（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)薄壳结构；(h)悬索结构；(i)折板结构第0单元(4)：风荷载的作用特点迎风面风力为压力，侧风面随着与风的夹角的变化，风力逐渐有压力转变为吸力；矩形、圆形、三角形等不同的平面形状的建筑物，各个侧面所受的风力作用差异很大。建筑物表面粗糙会加大风力的作用。第0单元(5)：结构常用材料的物理与力学性质混凝土的基本性能混凝土的抗压强度比较大，但是其抗拉强度很低，一般不作为计算依据；在实际结构设计中，混凝土的受拉区配有钢筋来承受拉力；对于特殊建筑物，如抗渗型要求较高的水池、地下室的外墙等需要使用混凝土的受拉强度进行抗裂计算。钢材的基本性能钢材性能优良，强度高，尤其是比强度高，在工程计算中可以近似的认为钢材是理想的力学材料。钢材质地均匀，各向同性，有良好的塑性和韧性。钢材较混凝土材料更易于加工，易于工业化生产。钢材的最大缺陷：在于易腐蚀与耐火性差，需要在其表面涂刷防锈漆与防火涂料，现代技术已经比较圆满地解决了此类问题。钢材的连接：主要采用焊接与机械连接两大类。钢结构因自重轻、质地均匀，具有较好的延性，因而抗震及抗动力荷载性能好。1.砌体结构

优点：1)就地取材。2)很好的耐火性，较好的化学稳定性和大气稳定。3)比起钢筋混凝土结构来，节约水泥、钢材和木材，可连续施工。4)采用砌块或大型板材作墙体时，可以减轻结构自重，加快施工进度，进行工业化生产和施工。

第1单元（1）结构的特点2.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）易于就地取材。

缺点：

结构自重大、抗裂性较差、一旦损坏修复比较困难、施工受季节环境影响较大等。

3.钢结构

优点:1)钢结构自重轻而承载力高。2)钢材最接近于匀质等向体。3)钢材的塑性和韧性好。4）钢材具有可焊性。5)钢结构具有不渗漏的特性。6)钢结构制造工厂化、施工装配化。缺点:1)钢材耐腐蚀性差，应采取防护措施。2)钢结构耐热性能好，但防火性能差。优点缺点应用范围建筑结构混凝土结构强度高、耐久性好、抗震性好、并具可塑性自重大、抗裂能力差、费工费模板一般民用建筑、多高层建筑、工业厂房、大跨结构砌体结构造价低廉、耐火性好、施工方便、工艺简单、就地取材自重大、强度低、抗震性能差、砌筑工作繁重、粘土用量大五六层以下的民用房屋、中小厂房的沉重结构、大型工业厂房的围护结构钢结构强度高、重量轻、质地均匀、运输方便易锈蚀、耐火性能差大跨重型结构、受动荷载结构、可拆卸结构、轻型结构、容器及其它木结构取材加工方便、材质轻且强度较大各向异性、易燃、易裂、易翘曲、易腐蚀大中城市基本停用结构的特点第1单元(2新)：常用遥结构归的组君成和虑应用食范围1.砌体嚼结构(1匀)一般引民用疲建筑揭中的古基础弱、内需外墙泄、柱励和地锻沟等汤构件茅。(2逼)在工脆业厂剖房中却，用飘来砌颂筑围凳护墙惯、烟欠囱、虽料斗滥、地砌沟、砌管道瓣支架摩、对差渗水女性要收求不叼高的将水池段等特帽殊结染构。(3猎)农村举建筑进如猪鱼圈、柳粮仓钟等。(4高)在交券通运轰输方说面，响砌体俘结构有除可买用于叨桥梁效，隧表道外猴，各戏式地摆下渠婶道，排涵洞连，挡陕土墙约也常裕用砌劈燕筑。(5匪)在水栗利建丸设方彻面，睛可以范用石辱料砌留筑坝职、堰鱼和渡成槽等仓。第1单元(2搁)：常用领结构率的组膊成和淡应用溪范围2.框架朝结构框架誓的组专成：梁、扣板、泄柱、揉基础界。结构览布置现方式两：多为那横向礼框架蛮，纵饺向联幕系体姻系。框架码结构晃中垂直咱荷载侮的作避用：对中唇柱产盲生轴兴心受限压作渴用或素近似烛轴心歌受压麻作用惰，对漂于边改柱产亿生偏狸心受骗压作逃用，镜顶层艰偏心而作用薪大，柜底层光偏心恨作用查小；框架猫结构罩中水平通荷载弊的作聚用：对于姥所有摔构件转均产施生弯返矩、娘剪力符作用解，底蔬层弯立矩大杆，顶世层相岔对小叨。第1单元(2拨)：常用仿结构睬的组泳成和面应用葱范围3.桁架软结构桁架袄结构警受力壮合理颂、计仰算简旬单、定施工桶方便勉、适惜应性肝强，潮不会赔对支芦座产练生横强向水巷平推裤力，诉因而昂在结正构工软程中陆应用渐广泛添。桁架甜常用冒来作桨为屋乘盖承贪重结男构，蚀也常猴称为惩屋架束。桁架乞的主要心缺点沾是结舱构高崇度大，侧延向刚管度小搞。不转仅增绿加了不屋盖次处的壳外墙锹的材贱料用盼料，眨而且谨增加胖了采筐暖通挂风负递荷。对于需钢桁舌架，旱由于悦杆件陡截面库小，搂上弦脚平面耗外（掀侧向貌）稳谨定性既差，泛难以劣抵抗犁侧向宰力，苍这就廊需要闭设置殊很多梨支撑注。都带按构仪造(长细扁比)要求雕确定捕截面慕，故辫耗钢胖量不巨少，昂却未妄能材着尽其滴用。梁在垦竖向票均布犁荷载驼作用胁下，歪梁上罢的弯壶矩和帽剪力研的分烛布极哄不均据匀，臣梁截斗面内琴的正停应力叔和剪鲜应力播的分舞布也伐极不巩均匀态。在弯衔矩作扭用下兔，截挽面正委应力失分布肆为受伶压区腰和受印拉区秒两个返三角损形，染在中伶和轴鹿处应坚力为请零，险在上赖下边态缘处疑正应饺力为在最大阶，因纲此，销若以恭上下雄边缘宫处材牙料的侧强度采作为升控制贡值，驰则中寸间部歼分的猫材料由不能狸充分招发挥耳作用拣。在剪膊力作携用下聚，剪犁应力陵在中擦和轴狱处最宴大，割在上址下边虾缘处狐为零贤，分盖布在艇上下协边缘巷处的宅材料数不能绑充分穗发挥光其抗伴剪作谁用。尽管由通过醋改变厨梁的烈截面男形式(例如柿把梁捐截面誉由矩地形改铺为工奋字形)、改视变梁哭的截漏面尺向寸(例如豪在梁肆的跨踩中和忆支座根附近剖变高尼度、犬变梁糟宽)等做寸法可递改善多梁的芬受力小性能蝇，但缩慧这些纵都只首是量凯变而已非质灵变。桁架岂结构艺的组画成桁架何结构蝴的受坟力特向点：桁架怎结构逐则具蓝有与符简支梅梁完愤全不鲁同的嫌受力给性能威。尽毙管从垒结构央整体哥来说骆，外笨荷载侄所产伯生的悬弯矩办图与的剪力仍图与贤作用阴在简期支梁慎上时铺完全乱一致鼓，但膛在桁访架结昏构内推部，迷则是桁架挪的上赏弦受席压、努下弦肺受拉仓，由此耳形成救力偶盆来平冰衡外芹荷载营所产接生的尘弯矩聋。外嫩荷载姓所产颈生的剪力嫌则是铁由斜内腹杆栽轴力信中的左竖向涌分量诞来平台衡。因此厨，在四桁架刘结构肚中，各杆饱件单讽元(上弦欣杆、成下弦诱杆、透斜腹外杆、仙竖杆)均为注轴向牛受拉桌或轴歇向受饲压构匠件，游使材页料的妈强度务可以捆得到候充分较的发些挥。第1单元(2棚)：常用艇结构粪的组塌成和肆应用射范围4.拱结且构：（1）按晕结构鹿支承暗方式监分类（2）受痒力特净点（3）水拐平推库力四湾种平赛衡方矛式（4）拱散结构链的支碎撑系吴统（5）拱副结构虚的实商际应吼用（6）拱精结构萌的布竖置方粱式拱结摊构概偿念复驼习：（1）按哀结构摄支承席方式闭分类：三铰享拱、脑两铰记拱和咬无铰嫌拱三副种；暗有钢普筋混谅凝土逝结构骆、钢堤结构批、胶凤合木架结构翅、砖葵石砌堪体结共构；汪拱身臣截面臭有格亭构式娇和实谋腹式活，还鞋有等惕截面假式和垃变截分面式揭。（2）受月力特轻点：拱身努截面起弯矩安小，闭剪力鄙小，玻轴力洋大，奸合理港拱轴扇为一厘抛物禽线，特存在永较大炭的水夜平推旨力。（3）水点平推壁力四麻种平堤衡方年式：拉杆逆承担渔，刚健性水吩平结解构“雁承担圈”臭，竖施向承洁重结智构承求担，出基础睁承担唱上。（4）拱注结构蝴的支惕撑系费统：为了虚保证尊拱在逃轴线怜平面管外的弦受压宴稳定螺性，深须设把置横贼向支哪撑，份为了岔传递剩作用蔬于山瞧墙上符的风凉荷载耻，还址应设狱置纵馅向支卵撑。（5）拱维结构葱的实钳际应连用：建筑德中多庭用于种屋面疮结构烤。（6）拱结叠构的精布置链：并列婚拱或剩交叉平拱结硬构第1单元(2忙)：常用免结构付的组挽成和讽应用宇范围5.网架馒结构一、枕平板躲网架恐结构墓的特宵点二、据平板却网架科的结渗构体厕系及铲其形骨式第1单元(2求)：常用溉结构贫的组旦成和姓应用酱范围平板哀网架辱结构填的特煌点：属于爸杆件堡空间至结构胃，杆帝件仅较承受逆轴力关；刚度抄大、秧稳定携性好女、安钞全储拼备高条；属于钢无水扛平推楚力或枯拉力隆的空丈间结卷构；制作歪安装跨的工厘厂化烫、标堤准化艘程度闭高；第1单元(2狼)：常用雅结构蚊的组满成和叠应用胡范围平板怖网架抢的结绞构体筒系及雷其形仁式1）交拣叉桁滨架体成系分戏为：①绵两向浙正交熔正放:适用舒于正假方形塑平面②阻两向丙正交士斜放叫：适萄用于映矩形捐平面③棍三向唇交叉族网架挂：适村用于删圆形共、三劝角形设、多默边形宣平面2）角缩慧锥体恩系分耐为：①磁三角搬锥体②嫁四角量锥体③盖六角心锥体6.薄壁捕空间嘉结构（1）薄仍壁空钥间结腔构类嚼型（2）受愉力特塔点（3）圆骨顶薄灶壳结性构的丑组成宫和特乓点（4）圆越顶结蹦构壳访板厚幅度（5）筒居壳、境扁壳易结构以的组怨成和仰特点壳体涨厚度搬远小尾于壳箱体的香最小于曲率挎半径奏时，条称为父薄壳愧结构澡或薄厕壁空混间结裕构。（1）薄认壁空失间结廊构的阁类型农：旋转坊曲面傲，平加移曲拘面，糖直纹棚曲面蕉；圆饲顶结载构，兵筒壳流结构飘，双韵曲扁搏壳和煮扭壳台。（2）薄睬壁空备间结飘构的业受力在特点担：双向疾轴力瓶和受忘剪，陡下部祖环向烧受拉(圆顶)；纵览向受慌拉（布筒壳后）。（3）圆代顶薄俗壳结笛构的挺组成出和特啄点：壳身腔、支急座环筋、支笨承构膜件；壳身刮有平滑链式、规肋形睛式和望多面延式等；支座梳环是防庆止圆顶野下部裂缝是和空慌间平抓衡的裙重要蹲构件瞎。（4）圆怒顶结范构壳秧板厚芽度：可取土圆顶级半径痰的1／60真0。对瓣于钢炼筋混衡凝土厅圆顶育，壳朽板厚劈燕度不仇应小报于40陶mm。（5）筒抱壳、畜扁壳疮结构善的组贱成和怀特点：壳料身、蔑边梁顶和横巨隔。赢双向昨轴力规和受益剪，珍下部完环向粥受拉铺，故金边梁汗同样同有防踏裂和知平衡稠作用轧，横忽隔起攀抗剪娘作用渡。薄壳薯空间甲结构鞭的类悠型环向陡受拉誉而开宇裂圆顶御薄壳劲结构老的破秆坏特活点纵向剂边梁迷防裂横隔厨抗剪擦和加士强刚免度图12安.1隔.1是高艰层建暮筑单伤位建羞筑面德积的怠材料轧用量肆或土笼建造水价与幅建筑振物层狂数之恨间的愚关系斗。由游图可真见，肃随着公建筑谷物层呀数的磁增加蚂，楼面姿结构滥所耗米用的瓣材料域几乎还不变伞，而炉柱和降墙为烫了承饼受竖忠向荷这载所纳消耗州的材洽料与磨层数蜻近乎帅呈线筝性的铁关系么增长。值搂得注提意的践是，为承站受侧良向荷绑载所叛需要州的材哨料的拍增长缎与层栽数成蠢抛物银线关叶系。在超杏高层字范围疮内，梳层数具的增嗓加会陈引起缎土建叼造价姿的大邮幅度荐上升维。第3单元租高涌层建朽筑结饱构12高层旗建筑棕结构高层听建筑扶的综衫合功缩慧能和碍特殊躲设施欧使高维层建螺筑的爱设计剥错综括复杂克。如美属国芝峡加哥缘瑞的西铁尔斯周大厦胆，设酸置的城附属现设施席足以嗽能解增决诸伐如购挖物、什宴会征、娱给乐、善卫生体、教范育、筋保险叉、运喇输、蚕停车逆场、碗公共劣事业交、废踢物和捆污水浅处理齿、防兰火等催问题脾。这栋祸建筑接物中玩的电荒力系陕统能傲为14扯70生00人的滴城市茫服务睡，空某调设喉备可准以调抹节60毯00户住汉房的冰温度百，为尊解决揉每天16委50卧0人的徒竖向贼交通桥问题温。因徐为其逼中共挤设10用2部电稀梯，守这些奶电梯艰就象惨是城蜜市中榜的街旦道，戒而整伞个建亲筑物薪就象岔是一们座城废市。高层唇建筑壳结构狡型式汪的局傻限性姑，也狠限制韵了建蝴筑物梳向更敲高的舞空间跟发展贯，限仆制了敢建筑膛功能参上的信诸多袋要求绪。12高层芳建筑疯结构高层现建筑疤结构袍的计娱算分汽析方凡法与沟多层场建筑纹结构斗的是肆一样让的，驴但是垮高层羽建筑盖结构虹的计场算内滋容又劝具有勒以下踏方面理的特命殊性纹：一是构件绞轴向个变形鬼对结币构内自力与反位移五的影饰响已赛不可宗忽略疏；构件依截面隆的剪译切变滚形对魂结构丽内力欢和位局移的喂影响臂也已坡不可命忽略。二是侧向惩风荷益载或逼地震嘱作用堪所产合生的晕结构菌内力朗与位馒移常闪常成终为结尘构设岛计的涉控制脉因素见。框架——剪力历墙结往构框架泼剪力片墙结残构体榨系是贡由框糟架和萍剪力婚墙共哈同作狮为承轻重结记构的或受力刻体系略。它坚克服山了框扑架结评构抗猎侧力扇刚度笋小的烫缺点败，弥兵补了负剪力做墙结躬构开覆问过型小的滥缺点荡，既傍可使税建筑膏平面教灵活镇布置石，又幸能对捐常见风的30层以泼下的闷高层张建筑凝提供应足够俘的抗伸侧刚生度。史因而蹲在实禽际工器程中代被广铜泛应匆用。框架捎剪力洁墙结庆构布喂置的涌关键峰是剪烧力墙活的数业量及遵位置炒。从慕建筑桂布置怪角度略看，井减少浆剪力触墙数柿量则洗可使页建筑呆布置甜更灵效活。奥但从搞结构顺的角钉度看祥，剪讲力墙疾往往渔承担泳了大轻部分丢的侧示向力宵，对嘴结构凑抗侧还刚度喷有明敌显的产影响挽，因介而剪顷力墙娇数量摧不能亡过少券。剪力掀墙应佛沿房绣屋的赛纵横胖两个促方向养均有伟布置晓，以格承受私各个督方向返的地摇震作珍用或刻风荷医载，谁横向克剪力他墙宜松布置期在房喜屋的腹平面戒形状皱变化槐处、敲刚度睬变化却处、灭楼梯剥间及分电梯锐间，换以及络荷载栽较大问的地炭方。同时塞，剪该力墙将应尽贷量布刻置在甜建筑祥物的世端部葵附近挪。图12华-2丈-8表示质两种暴不同瓣的剪代力墙限布置剪方案秧，图a)的两刑道剪否力墙累集中周布置疾在建塑筑平沫面的辈中部挖，图b)的两跪道剪例力墙俭布置缺在建沈筑平塌面的劈燕两端宅，这瓦两个报结构杀方案肉具有观相同森的抗陡侧刚英度，宪但很斤显然朗图b)布置羡方式忠使结杯构具迫有较源大的巡寿抗扭纺能力责。框架——剪力燃墙结仓构的续两种湿基本出形式框架——剪力遭墙片框架——剪力夏墙筒框架——剪力市墙结竞构的毒受力无特点剪力竟墙的暮受侧烫力变次形以弯矩曲为评主框架尤的受绞侧力谨变形以剪恢切为堂主联合玩变形论曲线12高层贺建筑凉结构高层狡建筑锻结构承受顷竖向板荷载条和侧急向水昼平力搏的作积用，牺建筑透物的狡侧向菌位移尽，常世会成贵为结验构设擦计的岗控制刃因素俘。侧向荐位移欣过大胳，会禽导致惜建筑疫装修巧与隔蜜墙的脚损坏鉴，造皆成电朱梯运亭行困身难，惑使居总住者皆感觉教不良踢。另欧一方铃面，问侧向舌位移魄过大腔，竖海向荷展载将销会产查生显介著的哀附加毛弯矩鸽，使夏结构尘内力某增大茫，甚垃至会占引起攻主体椒结构度的开捞裂或消破坏逗。因迎此，隔必须珠对建荷筑物企的侧讯向位住移进鹅行控宋制。剪切拉变形弯曲宰变形12高层夹建筑异结构根据蜘不同疯的结刘构体兽系，油针对归不同今的侧亏向力期形式信，建从筑物怀的侧乒向位犬移应秧小于敲表12夺-1闷-1的限监制值众。12高层润建筑防结构高层种建筑饶的力摄学特碌征高层挂建筑锣以抵纠抗侧闸向力线为主悼，控扑制其古侧向汁刚度阶是设脊计的啊基本渔要求玩；高层投建筑示的概绳念设惑计是跑重要幕的，饭尤其舰对于效抗震作问题般；高层茫建筑凭多采盾用空边间结知构而驱非平效面结延构，叠更有辞效的尊利用裳材料狐。高层乌建筑葬的常篇见结赞构形聪式框架中结构伯、框留架剪培力墙凑结构史、剪内力墙瓜结构即；筒体宜结构略、悬博挂结仁构、伏巨型计框架恶结构呈等12装.2结构炼体系（1）匀框架剑结构叹体系与多疏层框盈架结币构体戒系相嘉似，高层董建筑个中框讲架结筹构体财系也秆由纵研、横园向框桃架所格组成倡，形起成空队间框吉架结概构，零以承疏受竖啄向荷志载和名水平请力的距作用轧。与其左他高瘦层建并筑结园构体馒系相涂比，她框架醉结构督具有带布置蚂灵活睡、造咱型活平泼等盗优点监，容耕易满村足建讽筑使惑用功虎能的吼要求茫，如犁会议漆厅、烧休息爪厅、张餐厅绩和贸罪易厅广等的遇布置条。同归时，器经过那合理仗设计片，框冠架结的构可江以具咐有较核好的旨延性筐和抗羡震性讲能。框架堵结构届构件渔断面红尺寸板较小水，结休构的伟抗侧纤刚度蚕较小阶，水禽平位后移大奥，在岭地震彼作用抹下容冈易由僻于大畏变形熊而引道起结鼠构构厦件的姑损坏匀，因青此其建设沙高度偏受到苗限制叹，一悔般在喇非地拍震区则不宜均超过60专m，在屋地震睬区不嫌宜超尖过50介m。框架秀结构副的受钞力特伴性如互图所虾示。恐图a)为框而架在堵各层责楼面厌竖向胖荷载顺作用贺下的杂弯矩替图，外图b)为框沫架在源侧向胞力作哈用下臣的弯些矩图（下泻大上约小），图c)为框合架在豪侧向赤力作苍用下锣的变绣形图（典楼型的幕剪切跳变形颂）。剪切供变形下大陪上小（2）剪蒙力墙替结构拜体系剪力怠墙结扁构是医将建侍筑物邀的外讨墙和追部分竿内隔湾墙设