第1章建筑结构

1工程结构教材：建筑结构原理及设计作者：林宗凡高等教育出版社主讲教师：邹定祺制作：重庆南方翻译学院邹定祺2本课程的目的是：1、教会同学掌握建筑结构的组成及原理2、了解建筑结构的设计方法3、学会简单的建筑结构和构件的设计重点是：（钢筋）混凝土结构本课件中凡是有下划线的黑体字是必须掌握的重点3建筑结构原理及设计第一篇建筑结构设计总论4第一篇建筑结构设计总论第一章建筑结构建筑：建筑物，构筑物建筑结构——空间骨架建筑结构的功能：建筑结构的功能包括、适用性、耐久性和安全性三个方面，简称“三性”。51、提供适用、美观的活动空间，通畅的移动通道；2、在正常维护条件下不发生严重风化、锈蚀等，达到设计预期使用年限。3、能抵御自然界的各种作用。1、竖向承重结构体系2、水平承重结构体系3、下部结构61.1建筑结构的组成1.1建筑结构的组成1、竖向承重结构体系墙体结构、框架结构、框架-剪力墙结构、筒体结构。788钢框筒钢柱钢混凝土组合梁板纽约世界贸易中心结构筒中筒结构筒体结构8框架—筒体结构框架—筒体结构框架—筒体结构筒中筒结构92、水平承重结构体系平板结构体系梁板结构体系密肋结构体系双向密肋梁楼盖平板结构体系梁板结构体系10水平承重结构体系—楼盖井字梁楼盖(平板结构体系)113、下部结构基础、地下室结构等施工中的柱下条形基础12柱下基础楼板柱梁梁墙楼梯墙下基础地下室底板13箱型基础（地下室）1.2.1按建筑材料分类1、混凝土结构2、钢结构3、钢-混凝土组合结构4、砌体结构（砖石结构）5、木结构6、混合结构141.2建筑结构的分类1.2建筑结构的分类1.2.1按建筑材料分类1、混凝土结构以混凝土为主制成的结构称为混凝土结构，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1516*素混凝土结构:由无筋或不配置受力钢筋的混凝土制成的结构称为素混凝土结构。*钢筋混凝土结构:由配置受力的普通钢筋、钢筋网或钢筋骨架的混凝土制成的结构称为钢筋混凝土结构。*预应力混凝土结构:由配置受力的预应力钢筋通过张拉或其他方法建立预加应力的混凝土制成的结构称为预应力混凝土结构。17*配筋的作用与要求:在混凝土中配置适量的受力钢筋，并使得混凝土主要承受压力，钢筋主要承受拉力，就能起到充分利用材料，提高结构承载能力和变形能力的作用。图1-1简支梁和轴心受压柱受力示意图(a)素混凝土梁；(b)钢筋混凝土梁；(c)钢筋混凝土轴心受压柱18在钢筋混凝土结构和构件中，受力钢筋的布置和数量都应由计算和构造要求确定，施工也要正确。*钢筋和混凝土共同工作的原理p31）钢筋与混凝土之间能可靠地粘结在一起，以保证两者共同变形，共同受力。2）由于钢筋和混凝土两种材料的温度线膨胀系数十分接近(钢1.2×10-5/℃；混凝土(1.0×10-5～1.5×10-5)/℃)，当温度变化时钢筋与混凝土之间不会产生较大的相对变形而破坏粘结，为满足两种材料共同受力的要求创造了前提条件。3)钢筋有混凝土的保护，在长期使用过程中一般不会锈蚀。19*预应力混凝土结构工作的原理：p3-4在结构或构件承受荷载之前，通过张拉钢筋等方法预先对结构施加压力，从而在结构中人为地造成一种与荷载作用下的应力状态相反的应力，借以抵消结构在使用时的一部分应力。我国是采用混凝土结构最多的国家，在高层建筑和多层框架中大多采用混凝土结构。我国现行《混凝土结构设计规范》(GB50010—2010)20钢筋混凝土结构的优缺点针对这些缺点，可采用轻质高强混凝土及预应力混凝土以减轻自重，改善钢筋混凝土结构的抗裂性能。212、钢结构22232425都江堰市一栋型钢框架建筑物263、钢-混凝土组合结构钢-混凝土组合梁板结构型钢混凝土结构钢管混凝土结构深圳地王大厦：总高355.8米，总建筑层81层，地上77层，地下4层，总建筑面积达17万平方米。是当时世界最高的钢—混凝土组合结构大厦。58层以下采用型钢和钢管混凝土柱。钢-混凝土组合结构比钢筋混凝土结构的强度和刚度有很大提高，也解决了钢材的锈蚀和耐火的难题。深圳地王大厦27图1型钢混凝土柱型钢截面配筋形式图3组合板构造上海浦东钢—混凝土组合梁板结构28预制钢管混凝土柱钢管混凝土拱29位于渝中区化龙桥的468米地标建筑嘉陵帆影嘉陵帆影地下有4层，地上99层，大楼整体结构是由外框18根直径2.8米巨型钢柱、钢板剪力墙、钢框架梁柱、伸臂桁架、支撑等组织而成，用钢量约7万吨。304、砌体结构（砖石结构）砖、砌块、石块砌筑河南登封嵩岳寺塔315、木结构6、混合结构—不同材料组成的承重结构32混凝土-钢桁架混合结构331.2.2按主体结构体系分类结构的抗侧移刚度主体结构体系主要有：1、墙体结构体系1）砌体墙结构体系（男生宿舍楼）342）钢筋混凝土墙结构体系—钢筋混凝土剪力墙结构体系。35整体墙小开口整体墙联肢墙壁式框架剪力墙结构的分类36剪力墙373839402、框架结构体系(教学楼、女生宿舍7号楼)4142横向框架承重纵向框架承重混合承重4344.框架453、框架-剪力墙结构体系46框架剪力墙47框架-剪力墙48框架-剪力墙4950框架-剪力墙结构51框架-剪力墙结构524、筒体结构体系：单筒结构、框筒结构、框架-筒体结构、束筒结构。框架结构、剪力墙结构的工作状态基本上是平面的，而筒体结构的工作状态是立体的。深圳华联大厦框架-筒体结构53框架—筒体结构框架—筒体结构框架—筒体结构筒中筒结构54框架和实腹筒体利用电梯间、楼梯间、设备间等的墙比做为筒体的实腹体壁框架和空腹筒体空腹筒体布置在房屋的外围，框架布置在中间剪力墙构成的薄壁筒密排柱及深群梁组成的框筒55钢框筒钢柱钢混凝土组合梁板纽约世界贸易中心结构筒中筒结构56上海金茂大厦框架-筒体结构571.2.3按结构层数分类单层建筑结构多层建筑结构——2-9（8）层的建筑；高层建筑结构——10层和10层或28米以上的建筑；超高层建筑——建筑高度超过30层或100米的建筑。高层建筑结构中按抗侧移刚度，筒体最大，依次是剪力墙、框架-剪力墙、框架结构。钢筋混凝土高层建筑结构的最大适宜高度分为A和B级，见书P21的表1.2.1—1.2.3。581.2.4按竖向荷载的传递途径分类横向承重结构、纵向承重结构、纵横向混合承重结构。591.2.5按结构的空间作用分类1、壳体结构重庆机场候机厅60重庆中国三峡博物馆61悉尼歌剧院622、网架结构重庆园博园西昌馆63.643、膜结构：充气膜结构和张拉膜结构（伞）陕西膜结构广场65南译音乐广场(悬吊膜结构)664、悬索结构重庆鹅公岩长江大桥67北京工人体育馆悬索结构