土木工程概论教案结构

土木工程概论河北农业大学第四章建筑工程2板梁柱拱4123第三章土木工程的基本结构形式人们居住和工作的建筑物均是由各个单一空间构成，而每一个空间又是由基本构件组成。建筑物的基本结构形式可分为板3第三章土木工程的基本结构形式板指平面尺寸较大而厚度较小的受弯构件，板的作用效应主要是弯矩，通常水平放置。板在建筑工程中一般应用于楼板、屋面板、基础板、墙板等。屋面板楼板板4第三章土木工程的基本结构形式基础板墙板指板上的荷载沿两个方向传递到支承构件上的板指板上的荷载沿一个方向传递到支承构件上的板板5第三章土木工程的基本结构形式单向板双向板受力形式单向板双向板6第三章土木工程的基本结构形式当矩形板为两边支承时为单向板；当有四边支承时，板上的荷载沿双向传递到四边，则为双向板。当板的长边比短边长很多时，板上的荷载主要沿短边方向传递到支承构件上，而沿长边方向传递的荷载则很少，可以忽略不计，这样的四边支承板仍认定其为单向板根据理论分析，当板的长边与短边之比l2/l12时，沿l2方向传递的荷载不超过6%，因此规定，对四边支承板当l2/l12时为单向板，当l2/l12时为双向板梁7第三章土木工程的基本结构形式梁是工程结构中的受弯构件，通常水平放置，但有时也斜向设置以满足使用要求，如楼梯梁。梁的截面高度与跨度之比一般为1/8～1/16，高跨比大于1/4的梁称为深梁；梁的截面高度通常大于截面的宽度，但因工程需要，梁宽大于梁高时，称为扁梁；梁的高度沿轴线变化时，称为变截面梁。梁的分类8第三章土木工程的基本结构形式截面形式矩形梁T形梁倒T形梁L形梁Z形梁槽形梁叠合梁箱型梁空腹梁所用材料钢梁混凝土梁预应力混凝土梁钢混凝土梁梁的分类9第三章土木工程的基本结构形式悬臂梁梁的一端固定在支座上，使该端不能转动，也不能产生水平和垂直移动。.梁的两端搁置在支座上，但支座仅使梁不产生垂直移动，可自由转动。为使整个梁不产生水平移动，加设铰支座和滚动支座。...支承方式简支梁连续梁具有两个以上支座的梁。..梁的分类10第三章土木工程的基本结构形式简支梁玻璃走廊鸟瞰美国大峡谷悬臂梁`梁的分类11第三章土木工程的基本结构形式q连续梁梁的分类12第三章土木工程的基本结构形式次梁次梁直接承受板传来的荷载。主梁主梁除承受板直接传来的荷载外，还承受次梁传来的荷载。连梁连梁主要用于连接两榀框架，使其成为一个整体。圈梁圈梁一般用于砖混结构，将整个建筑围成一体，增强结构的抗震性能。过梁过梁一般用于门窗洞口的上部，用以承受洞口上部结构的荷载。在结构中的位置主梁次梁建筑剖视图主梁次梁钢结构建筑主梁，次梁次梁次梁主梁主梁主梁次梁的传力路径柱16第三章土木工程的基本结构形式柱在工程结构中主要承受压力，主要承受梁传来的压力以及柱的自重，有时也同时承受弯矩的竖向件轴心受压柱偏心受压柱受力位置几种常见柱17第三章土木工程的基本结构形式劲性钢筋混凝土柱在钢筋混凝土柱的内部配置型钢，与钢筋混凝土协同受力，可减小柱的断面，提高柱的刚度，但用钢量大为最常见的柱，广泛应用于各种建筑。钢筋混凝土柱按制造和施工方法可分为现浇柱和预制柱。所用材料钢筋混凝土柱钢管混凝土柱是用钢管作外壳，内浇混凝土，是劲性钢筋混凝土柱的另一种形式拱18第三章土木工程的基本结构形式拱为曲线结构，主要特点是在竖向荷载作用下仅产生轴向压力。拱结构广泛应用于拱桥建筑，砖混结构中的砖砌门窗圆形过梁，亦有拱形的大型结构。双铰拱支承方式三铰拱拉杆拱无铰拱拱桥19第三章土木工程的基本结构形式赵州桥-----世界最古老的现存完好的大跨度单孔敞肩坦弧石拱桥。迪拜将建世界上最高跨距的拱桥。巨型拱桥将高达205米。房屋建筑(工程)分类20第三章土木工程的基本结构形式建筑分类民用建筑工业建筑层数使用性能农业建筑公共建筑居住建筑单层建筑多层建筑高层建筑房屋建筑(工程)分类21第三章土木工程的基本结构形式结构体系墙体结构框架结构筒体结构错列桁架结构拱结构空间折板结构悬索结构空间薄壳结构网架结构所选材料砌体结构钢筋混凝土结构钢结构薄膜充气结构木结构单层建筑22第三章土木工程的基本结构形式民用建筑民用单层建筑一般采用砖混结构，即墙体采用砖墙，屋面板采用钢筋混凝土板。多用于单层住宅、公共建筑、别墅等。单层工业厂房一般采用钢筋混凝土或钢结构柱，屋盖采用钢屋架结构。按结构形式可分为排架结构和刚架结构。排架结构指柱与基础为刚接，屋架与柱顶的连接为铰接，刚架结构也称框架结构，即梁或屋架与柱的连接为刚性连接。当前新出现的厂房建筑有轻型钢结构建筑和拱形彩板屋顶建筑。...使用目的单层厂房23第三章土木工程的基本结构形式单层厂房装配24第三章土木工程的基本结构形式单层厂房25第三章土木工程的基本结构形式天窗架主要为车间采光和通风而设置，建设在屋架上屋架(屋面梁)为屋面的承重构件，多采用角钢组成的桁架结构，亦可采用变截面的H型钢。托架仅用于柱距比较大的厂房结构，由托架承受屋架，再将其荷载传递给柱子。吊车梁承受吊车荷载，再将其荷载传递给柱子。维护结构多由砖砌而成，现多用压型钢板做墙板。单层轻钢工业厂房26第三章土木工程的基本结构形式柱子和梁均采用变截面H型钢，柱梁的连接节点作成刚接，因施工方便，施工周期短，跨度大，用钢量经济，广泛应用于单层厂房、仓库、冷库、候机厅、体育馆中。单层厂房27第三章土木工程的基本结构形式单层工业厂房施工中的单层轻钢厂房拱形彩板屋顶建筑28第三章土木工程的基本结构形式用拱形彩色热镀锌钢板作为屋面，自重轻，工期短，造价低，彩板之间用专用机具咬合缝，不漏水，已在很多工程中采用。施工现场拱形彩板屋顶建筑大跨度建筑29第三章土木工程的基本结构形式大跨度结构指跨度大于60m的建筑。常用于展览馆、体育馆、飞机库等，结构体系有：网架结构、网壳结构、悬索结构、悬吊结构、索膜结构、充气结构、薄壳结构、应力蒙皮结构等。伦敦千年穹顶大跨度建筑30第三章土木工程的基本结构形式伦敦千年穹顶网架结构31第三章土木工程的基本结构形式网架结构为大跨度结构最常见的结构形式，因其为空间结构，故一般称为空间网架。其杆件多采用钢管或型钢，现场安装。常见的为平面桁架、四角锥体和三角形锥体组成，其节点形式可分为螺栓球节点和焊接空心球节点两种。网架结构-首都机场A380机库32第三章土木工程的基本结构形式首都机场A380机库跨度352mX117m世界上面积最大、跨度最大、重量最大的网架结构机库一次整体提升施工。网架结构33第三章土木工程的基本结构形式首都体育馆，平面尺寸99mX112.2m，为我国矩形平面屋盖中跨度最大网架网架结构34第三章土木工程的基本结构形式上海体育馆平面为圆形，直径110m，挑檐7.5m我国目前跨度最大的网架结构。网架结构35第三章土木工程的基本结构形式网壳结构36第三章土木工程的基本结构形式网壳结构是以钢杆件组成的曲面网格结构。网壳与网架的区别在于曲面和平面。网壳结构由于本身特有的曲面而具有较大的刚度，因而可以做成单层网壳，这是它不同于网架结构的一个特点。网壳结构37第三章土木工程的基本结构形式国家大剧院网壳结构38国家大剧院悬索结构39悬索结构受力特点为仅承受拉力而不承受弯矩。可以充分发挥材料的受拉性能并结合支撑体系而使其构成大跨度结构。悬索结构40耶鲁大学滑冰馆悬索结构41中央大拱的跨度近100m.两片索网的承重索高端锚挂在钢筋混凝土大拱上。另一端锚挂在纵向曲墙顶端的钢筋混凝土曲梁上索膜结构42是用高强度柔性薄膜材料经受其它材料的拉力作用而形成的稳定曲面，能承受一定外荷载的空间结构形式。其造型自由、轻巧、柔美，充满力量感，阻燃、制作简易、安装快捷节能、易于、使用安全等优点，因而使它在世界各地受到广泛应用。索膜结构-水立方43索膜结构-安联体育场44索膜结构45索膜结构46迪拜阿拉伯塔帆船酒店索膜结构47第三章土木工程的基本结构形式迪拜阿拉伯塔帆船酒店内部充气结构48用薄膜材料制成的构件充入空气后而形成的房屋结构。充气结构于20世纪40年代开始应用，可作为体育场、展览厅、仓库、战地医院等。特别适宜于轻便流动的临时性建筑和半永久性建筑。充气结构具有重量轻、跨度大、构造简单、施工方便、建筑造型灵活等优点；其缺点是隔热性、防火性较差，且有漏气问题需要持续供气。充气结构491970年大阪世博会美国馆充气结构50第三章土木工程的基本结构形式1970年大阪世博会富士馆充气结构51东京巨蛋充气结构52充气结构53第三章土木工程的基本结构形式深圳龙岗商业中心世界上第一个有充气悬浮结构的建筑薄壳结构54薄壳结构常用的形状为圆顶、筒壳、折板双曲扁壳和双曲抛物面壳等。薄壳结构55第三章土木工程的基本结构形式薄壳结构56薄壳结构57第三章土木工程的基本结构形式罗马小体育宫薄壳结构58罗马小体育宫薄壳结构59法国国家工业与技术中心应力蒙皮结构60应力蒙皮结构一般是用金属薄板做成很多块各种板片单元焊接而成的空间结构。蒙皮这一结构概念来自飞机和轮船，它是在纵横肋上蒙上金属薄板而形成的带肋薄壳结构，蒙皮与肋共同工作，蒙皮自身在其平面内具有很大的拉、压和剪切强度，且由于有肋的作用，蒙皮不会失稳蒙皮结构具有较大承载力及刚度，而自重却很轻。对于建筑结构来讲，蒙皮效应是指围护结构（主要是屋面和墙面）对主体结构的整体加强作用，这种效应大大加强了结构的空间整体性。应力蒙皮结构61第三章土木工程的基本结构形式应力蒙皮结构62广州新电视塔建筑设计方案之一蒙皮框架+混凝土核心筒多层结构63多层和高层结构主要应用于居民住宅商场、办公楼、旅馆等建筑。多层与高层建筑的界限，各国不一。我国以8层为界限，低于8层者称为多层建筑，8层及8层以上者称为高层建筑多层结构常用的结构形式为混合结构、框架结构。房屋的构造构成64第三章土木工程的基本结构形式混合结构65第三章土木工程的基本结构形式混合结构指用不同的材料建造的房屋，通常墙体采用砖砌体，屋面和楼板采用钢筋混凝土结构，故亦称砖混结构。目前，我国的混合结构最高已达到11层，局部已达到12层。混合结构66第三章土木工程的基本结构形式屋面板混合结构－竖向荷载通过砖墙传到基础上圈梁的设置框架结构67第三章土木工程的基本结构形式框架结构指由梁和柱刚性连接而成骨架的结构。框架结构的优点是强度高、自重轻、整体性和抗震性能好。因其采用梁柱承重，因此建筑布置灵活，可获得较大的使用空间，使用广泛，主要应用于多层工业厂房、仓库、商场、办公楼等建筑。框架结构效果图框架结构内部框架结构68第三章土木工程的基本结构形式装配整体式楼板现浇混凝土楼板框架结构－竖向荷载通过柱子传到基础上混合结构和框架结构的区别69第三章土木工程的基本结构形式砖混结构的承重是由板和墙构成的，混凝土现浇楼板的重量传导给墙体，由墙体传导至基础。框架结构是由楼板、梁、柱组成的承重结构，由楼板将力传导给梁，再传导给柱，再由柱传导给基础。两种结构的主要区别在于承重方式多层结构施工方式70第三章土木工程的基本结构形式多层结构可采用现浇，也可采用装配式或装配整体式结构。现浇钢筋混凝土结构整体性好，适应各种有特殊布局的建筑。装配钢筋混凝土结构采用预制构件，现场组装，其整体性较差，但便于工业化生产和机械化施工。多层结构施工方式71第三章土木工程的基本结构形式装配式和装配整体式结构装配式结构在前段时期比较盛行，但随着泵送混凝土的出现，使混凝土的浇筑变得方便快捷，机械化施工程度已较高，因此近年来，已逐渐趋向于采用现浇混凝土。高层72第三章土木工程的基本结构形式联合国1972年国际高层建筑会议将高层建筑按建筑高度分为四类建筑高度第一类高层：9～16层（最高到50米）第二类高层：17～25层（最高到75米）第三类高层：26～40层（最高到100米）第四类高层：超高层建筑，40层以上（100米以上）我国规定超过100m的为超高层摩天大楼73第三章土木工程的基本结构形式排名名称城市国家高度(米)楼层建成时间1哈里发塔迪拜阿联酋82816920102台北101台北市中国50910120033上海环球金融中心上海中国49210120084环球国际贸易广场香港中