建筑结构概论绪论讲义

建筑结构绪论绪论建筑结构——

由若干构件连接而成的能承受建筑物上各种作用的平面或空间体系（骨架体系）。一、建筑结构的概念及分类绪论一、建筑结构的概念及分类作用——

使结构或构件产生效应（内力、变形、裂缝）的各种原因的总称。作用间接作用：直接作用：指施加在结构上的集中力或分布力系即荷载。指引起结构外加变形或约束变形的原因。如混凝土的收缩、温度变化、基础沉降差、地震等（一）建筑结构按建造材料的不同分类绪论一、建筑结构的概念及分类1.混凝土结构——混凝土是人工石材，它由石子、砂粒、水泥、外加剂和水按一定比例拌合而成，简称“砼”。混凝土材料像天然石材一样，承受压力的能力很强，但抵抗拉力的能力却很弱。而钢材则不然，其抗压和抗拉的能力都很强。于是，人们利用两种材料各自的特点，把它们有机地结合在一起共同工作，形成了用于工程实际的以混凝土为主制作的结构（ConcreteStructure）。绪论一、建筑结构的概念及分类2.砌体结构——由块体（砖、石材、各种砌块）和砂浆砌筑而成的墙、柱作为建筑物主要受力构件的结构，包括砖砌体结构、石砌体结构和砌块砌体结构。3.钢结构——以钢材为主制作的结构。4.木结构——全部或大部分用木材制作的结构。素混凝土结构、钢筋混凝土结构（ReinforcedConcreteStructure，也可简称RC）、预应力混凝土结构（PrestresedConcrete，也简称PC）和钢管混凝土结构、钢骨混凝土结构、纤维混凝土结构等。土木工程中常用的砼结构主要包括:1.混合结构体系——

主要承重构件由不同的材料组成的房屋。如房屋的楼盖和屋盖采用钢筋混凝土结构（或木结构），而墙、柱基础等竖向承重构件采用砌体材料。（二）建筑结构按承重结构类型的不同分类绪论一、建筑结构的概念及分类结构布置方案纵横墙承重方案内框架承重方案横墙承重方案纵墙承重方案2.框架结构体系——

以由钢筋混凝土梁、柱组成的框架作为竖向承重和抗水平作用的结构体系。绪论一、建筑结构的概念及分类

优点：建筑室内空间布置灵活，平面和立面变化丰富。

缺点：在水平荷载作用下，结构的侧向刚度较小，水平位移较大，故称其为柔性结构体系。框架结构抗震性能较差，适用于非抗震设计、层数较少、建造高度不超过60m的建筑中。

利用建筑物的钢筋混凝土墙体作为抗侧力构件并同时承受竖向荷载的结构体系。绪论一、建筑结构的概念及分类

优点：结构整体性好，刚度大、抗侧力性能好，同时抗震性能也较好。适宜于建造高层建筑，一般在10～40层范围内都可采用，在20～30层的房屋中应用较为泛。缺点：剪力墙间距太小(3～8m)，平面布置往往受到限制而不够灵活。3.剪力墙结构体系——

在框架结构中布置一定数量的剪力墙可以组成框架—剪力墙结构，竖向荷载主要由框架承受，水平荷载主要由剪力墙承受。绪论一、建筑结构的概念及分类

优点：既有框架结构布置灵活、使用方便的优点，又有较大的刚度和较强的抗震能力，因而广泛地应用于高层办公楼及宾馆建筑。4.框架-剪力墙结构体系——

由剪力墙或密柱框架组成的筒体具有很大的空间刚度和抗侧、抗扭能力，用于承受水平荷载。筒体有如以楼板作为刚性隔板加劲的箱形截面竖向悬臂梁。绪论一、建筑结构的概念及分类5.筒体结构体系——(a)框架—筒体结构

(b)筒中筒结构

(c)多重筒结构

(d)成束筒结构

适用于层数超过40～50层时的超高层建筑。结构体系框架剪力墙框架剪力墙框架筒体框筒筒中筒适用层数10～1510～3010～2010～4040～5040～60可建层数204025505575各种结构体系的适用层数和可建层数绪论一、建筑结构的概念及分类受力特点（三）钢筋混凝土结构的主要特点绪论一、建筑结构的概念及分类如下图a所示简支梁受弯后，截面中和轴以上部分受压，以下部分受拉。如该梁由素砼构成，则由于砼的抗拉强度很小，梁的下部会在较小的荷载作用下开裂，在荷载持续作用下，裂缝随即急速上升，导致梁骤然脆断，此时梁上部砼的抗压强度还未充分利用。若在梁的下部受拉区配置适量的钢筋，当受拉区砼开裂后，中和轴以下拉区的拉力主要由钢筋承受，中和轴以上受压区的压应力仍由砼承受，与素砼梁不同，此时荷载仍可以继续增加，直到受拉钢筋应力达到屈服强度，随着荷载的进一步增加，上部受压区的砼也被压碎，梁才破坏(图b)。这样，砼的抗压能力和钢筋的抗拉能力都得到充分的利用，于是就较大幅度地提高了梁的承载能力。受拉区受压区中和轴···受拉钢筋混凝土结构除了能较合理地应用钢筋和砼两种材料的性能外，还有下列一些优点：绪论一、建筑结构的概念及分类优点⑴可模性好：砼可根据需要浇筑成各种性质和尺寸，适用于各种形状复杂的结构（空间薄壳、箱形结构等。⑵耐久性和耐火性较好，维护费用低：砼的强度随龄期而增长，砼保护层包裹钢筋，使钢筋不易锈蚀，故只要保护层厚度适当，其耐久性较好。若处于侵蚀性环境，还可适当选用水泥品种及外加剂，增大保护层厚度，就能满足工程要求；砼是不良热导体，30mm厚混凝土保护层可耐火2小时，使钢筋不致因升温过快而丧失强度。⑸易于就地取材：混凝土所用的大量砂、石，易于就地取材，并可采用工业废料制成人工骨料，或作为水泥的外加成分，改善混凝土的性能。绪论一、建筑结构的概念及分类⑶现浇混凝土结构的刚度大、整体性好：且通过合适的配筋，可获得较好的延性，适用于抗震、抗爆结构；同时防振性和防辐射性能较好，适用于防护结构。⑷节约钢材

混凝土结构合理地应用了材料的性能，在一般情况下可以代替钢结构，从而能节约钢材、降低造价。⑶承载力有限：在重载结构和高层建筑底部结构，构件尺寸太大，减小使用空间。⑷施工复杂：工序多（支模、绑钢筋、浇筑、养护），工期长，施工受季节、天气的影响较大。⑸混凝土结构一旦破坏，其修复、加固、补强比较困难。绪论一、建筑结构的概念及分类缺点⑴自重大：不适用于大跨、高层结构。⑵抗裂性差：普通RC结构，在正常使用阶段往往带裂缝工作，环境较差(露天、沿海、化学侵蚀)时会影响耐久性；也限制了普通RC用于大跨结构，高强钢筋无法应用。1824年英国人阿斯普丁发明了硅酸盐水泥。1849年法国人朗波制造了第一只钢筋混凝土小船。1872年在纽约建造了第一所钢筋混凝土房屋。混凝土结构开始应用于土木工程距今仅150多年。与砖石结构、钢木结构相比，混凝土结构的历史并不长，但发展非常迅速，是目前土木工程结构中应用最为广泛的结构，而且高性能混凝土和新型混凝土结构形式还在不断发展。二、混凝土结构的发展简况及其应用绪论二、混凝土结构的发展简况及其应用第一阶段：从钢筋混凝土的发明至上世纪初。钢筋和混凝土的强度都比较低。主要用于建造中小型楼板、梁、柱、拱和基础等构件。计算理论：结构内力和构件截面计算均套用弹性理论，采用容许应力设计方法。绪论混凝土结构的发展二、混凝土结构的发展简况及其应用第二迅阶段秋：从上浊世纪叉20筑年代栋到第应二次书世界班大战初前后放。混凝此土和检钢筋巩强度宽的不负断提渔高。19夸28康年法斧国杰恳出的文土木烂工程捧师E垫.F哲re电ys幻玉sn乔et泳发明降了预晒应力冻混凝虏土，罩使得和砼结欠构可己用于桌建造膜大跨伯度建格筑。计算普理论皇：前苏详联著病名的洋混凝帜土结婶构专朱家格骆沃兹泊捷夫嫩开始宵考虑意混凝洲土塑换性性熊能的岁破损搜阶段湖设计做法，50年代利又提盈出更纤为合命理的惹极限挨状态愿设计丝式法，候奠定槽了现咬代钢模筋混咸凝土削结构毒的基姓本计飘算理滥论。绪论二、混凝土结构的发展简况及其应用第三扔阶段劲：二战乘以后狐到现状在随着况建设贷速度蜂加快席，对灾材料汉性能柱和施搁工技顽术提险出更售高要婶求，换出现催装配当式钢隆筋混充凝土娇结构啦、泵粒送商羞品混锤凝土枪等工哗业化姨生产苏技术森。高强疑混凝熟土和刘高强绘钢筋争的发棍展、何计算滋机的扫采用狗和先扬进施逗工机尤械设负备的初发明氧，建恩造了疲一大马批超型高层猜建筑旋、大谅跨度脚桥梁湖、特乘长跨略海隧鸽道、养高耸赠结构立等大住型工框程，愚成为葬现代北土木菠工程兔的标定志。设计某计算蓄理论格：发展束了以阔概率揪理论钻为基猴础的拳极限睛状态返设计她法，伶基础傻理论淡问题芳大都年得到定解决展，而甜新型配混凝陵土材耻料及酒其复秧合结滔构形垒式的证出现智又不挠断提屑出新费的课侍题，划并不根断促台进混事凝土静结构驰的发灿展。绪论二、混凝土结构的发展简况及其应用三、本课程的任务和学习方法三、结本课极程的腔任务晕和学冠习方物法绪论钢筋唉混凝袖土结肤构砌体诊结构钢结福构地基卡基础建筑乌结构忘抗震建筑壤结构穴课程1.岁了解贫建筑威结构惊计算纪的基港本原清则；绪论三、本课程的任务和学习方法学习乳目的2.闷掌握灵钢筋馋砼结佳构、意砌体县结构书和钢包结构柔基本绿构件沈的计死算方屋法；3.串理解慨结构平构件指和建逮筑基街础的左基本吹构造捧要求印；4.登能正日确识善读结绿构施秃工图英，并萍能理饶解建右筑施雾工中梯的一研般结斥构问作题。3.灯深刻艰理解角重要裹的结酿构概溉念，奏掌握葱设计财计算絮的基务本功塔，切敞记死驶记硬蚕背。要求扒熟练掀掌握痛、深正刻理杀解有奖关结勿构构焦造要颗求，并在茂今后胆的学井习中伸不断单加深岂理解碍。绪论学习警要求1.俭本课绑程与建筑妙力学膛、建翁筑识摧图与泛构造碑、建纱筑材泥料等先监修课握程联彼系紧山密，射必须洁要不洒断复纹习上努述课纪程中叙所涉