建筑結(jié)構(gòu)與建筑材料課件

1、建筑結(jié)構(gòu)與建筑材料1建筑結(jié)構(gòu)與建筑材料第一部分 建筑結(jié)構(gòu)2011 -2012 第一學(xué)期 王犖思Architectural Construction & Constructional Material建筑結(jié)構(gòu)與建筑材料2第一講：建筑結(jié)構(gòu)的組成和分類建筑結(jié)構(gòu)與建筑材料31. 建筑結(jié)構(gòu)的組成 建筑結(jié)構(gòu)的概念：建筑中由若干構(gòu)件連接而成的能承受作用的平面或空間體系。作用:能使結(jié)構(gòu)或構(gòu)件產(chǎn)生效應(yīng)（內(nèi)力、變形、裂縫等）的各種原因的總稱。作用分為：a 直接作用 即荷載：如結(jié)構(gòu)自重、人群荷載、風(fēng)荷載等； b 間接作用：如地震、基礎(chǔ)沉降、溫度變化等。建筑結(jié)構(gòu)與建筑材料4建筑結(jié)構(gòu)與建筑材料5建筑結(jié)構(gòu)由豎向承重結(jié)構(gòu)體

2、系、水平承重結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)組成。建筑結(jié)構(gòu)豎向承重結(jié)構(gòu)體系水平承重結(jié)構(gòu)下部結(jié)構(gòu) 水平構(gòu)件：柱、梁、板等，用以承受豎向荷載。 豎向構(gòu)件：柱、墻等，其作用是支承水平構(gòu)件或承受水平荷載。 基礎(chǔ)：其作用是將建筑物承受的荷載傳至地基。建筑物本身的重量，雨，雪，家具，人及活動(dòng)所帶來(lái)的附加荷載等。風(fēng)和地震等。建筑結(jié)構(gòu)與建筑材料6風(fēng)載荷和地震載荷* 地震波有哪兩種？哪種波先到？建筑結(jié)構(gòu)與建筑材料72. 建筑結(jié)構(gòu)的分類 按所用材料的不同分為：1. 混凝土結(jié)構(gòu)（以混凝土為主要材料的結(jié)構(gòu)）包括：2. 鋼結(jié)構(gòu):以鋼材(鋼板、型鋼）為主制作的結(jié)構(gòu)3. 砌體結(jié)構(gòu):由塊材通過(guò)砂漿砌筑而成的結(jié)構(gòu)4. 木結(jié)構(gòu) :指全部或大部分用

3、木材制作的結(jié)構(gòu)5. 混合結(jié)構(gòu):由兩種及兩種以上材料作為主要承重結(jié)構(gòu) 的房屋6. 鋼-混凝土組合組構(gòu)按結(jié)構(gòu)形式不同分為排架結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu)剪力墻結(jié)構(gòu)框架剪力墻結(jié)構(gòu)筒體結(jié)構(gòu)大跨結(jié)構(gòu)建筑結(jié)構(gòu)與建筑材料81. 混凝土結(jié)構(gòu)分為： 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)配置受力的普通鋼筋，鋼筋網(wǎng)或鋼骨架； 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu) 配置預(yù)應(yīng)力鋼筋的混凝土結(jié)構(gòu)； 素混凝土結(jié)構(gòu) 沒(méi)有配置受力的鋼筋的混凝土結(jié)構(gòu)。按施工可分為現(xiàn)澆式和裝配式。按所用材料的不同分建筑結(jié)構(gòu)與建筑材料9素混凝土梁 承載力低，一開(kāi)裂即告破壞，破壞前無(wú)預(yù)兆（為脆性）；鋼筋混凝土梁承載力高，混凝土開(kāi)裂后，其承擔(dān)的拉應(yīng)力轉(zhuǎn)移到鋼筋。*素混凝土和鋼筋混凝土的比較建筑結(jié)構(gòu)與建筑材料1

4、0鋼筋與混凝土共同工作的條件：鋼筋（材）和混凝土兩種材料的物理力學(xué)性能很不相同，他們可以結(jié)合在一起共同工作，是因?yàn)椋?鋼筋和混凝土之間存在有良好的粘結(jié)力，在荷載作用下，可以保證兩種材料協(xié)調(diào)變形，共同受力； 鋼筋與混凝土具有基本相同的溫度線膨脹系數(shù)（鋼材為1.210-5，混凝土為(1.01.5)10-5），因此當(dāng)溫度變化時(shí)，兩種材料不會(huì)產(chǎn)生過(guò)大的變形差而導(dǎo)致兩者間的粘結(jié)力破壞。建筑結(jié)構(gòu)與建筑材料11鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)主要優(yōu)點(diǎn)：1）就地取材混凝土所用的大量砂、石，易于就地取材，近年來(lái)，已有利用工業(yè)廢料來(lái)制造人工骨料，或作為水泥的外加成分，改善混凝土的性能。2）耐久性好鋼筋有混凝土的保護(hù)層，不易產(chǎn)

5、生銹蝕，而混凝土的強(qiáng)度隨時(shí)間而增長(zhǎng)；3）整體性好通過(guò)合適的配筋，可獲得較好的延性，適用于抗震、抗爆結(jié)構(gòu)；同時(shí)防振性和防輻射性能較好，適用于防護(hù)結(jié)構(gòu)。 4）可模性好混凝土可根據(jù)需要澆筑成各種性質(zhì)和尺寸，適用于各種形狀復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，如空間薄殼、箱形結(jié)構(gòu)等。5）耐火性好混凝土是不良熱導(dǎo)體，30mm厚混凝土保護(hù)層可耐火2小時(shí)，使鋼筋不致因升溫過(guò)快而喪失強(qiáng)度。建筑結(jié)構(gòu)與建筑材料12主要缺點(diǎn)：1）自重大不適用于大跨、高層結(jié)構(gòu)。2）抗裂性能差普通RC結(jié)構(gòu)，在正常使用階段往往帶裂縫工作，環(huán)境較差(露天、沿海、化學(xué)侵蝕)時(shí)會(huì)影響耐久性；也限制了普通RC用于大跨結(jié)構(gòu)，高強(qiáng)鋼筋無(wú)法應(yīng)用。3）工序多（支模、綁鋼筋、澆筑

6、、養(yǎng)護(hù)），工期長(zhǎng)，施工受季節(jié)、天氣的影響較大。建筑結(jié)構(gòu)與建筑材料132. 砌體結(jié)構(gòu) 概念由塊體（磚、石材、砌塊）和砂漿砌筑而成的墻、柱作為建筑物主要受力構(gòu)件的結(jié)構(gòu)稱為砌體結(jié)構(gòu)。又稱磚石結(jié)構(gòu)砌體結(jié)構(gòu)目前主要應(yīng)用于多層住宅、醫(yī)院、辦公樓等。建筑結(jié)構(gòu)與建筑材料14建筑結(jié)構(gòu)與建筑材料15建筑結(jié)構(gòu)與建筑材料16建筑結(jié)構(gòu)與建筑材料17建筑結(jié)構(gòu)與建筑材料18特點(diǎn) 主要優(yōu)點(diǎn)：1）取材方便，造價(jià)低廉；2）具有良好的耐火性及耐久性；3）具有良好的保溫、隔熱、隔音性能，節(jié)能效果好；4）施工簡(jiǎn)單，技術(shù)容易掌握和普及，也不需要特殊的設(shè)備。主要缺點(diǎn)：自重大，強(qiáng)度低，整體性差，砌筑勞動(dòng)強(qiáng)度大。建筑結(jié)構(gòu)與建筑材料193. 鋼

7、結(jié)構(gòu)概念以鋼材為主制作的結(jié)構(gòu)。桿件之間采用焊接、螺栓或鉚釘連接。常用于工業(yè)廠房、體育館等大跨結(jié)構(gòu)、高層建筑。建筑結(jié)構(gòu)與建筑材料20特點(diǎn) 主要優(yōu)點(diǎn)：1）材料強(qiáng)度高，自重輕，塑性和韌性好，材質(zhì)均勻；2）便于工廠生產(chǎn)和機(jī)械化施工，便于拆卸，施工工期短；3）具有優(yōu)越的抗震性能；4）無(wú)污染、可再生、節(jié)能、安全，符合建筑可持續(xù)發(fā)展的原則，可以說(shuō)鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展是21世紀(jì)建筑文明的體現(xiàn)。主要缺點(diǎn)：易腐蝕，需經(jīng)常油漆維護(hù)，故維護(hù)費(fèi)用較高；鋼結(jié)構(gòu)的耐火性差，當(dāng)溫度達(dá)到250時(shí)，鋼結(jié)構(gòu)的材質(zhì)將會(huì)發(fā)生較大變化；當(dāng)溫度達(dá)到500時(shí)，結(jié)構(gòu)會(huì)瞬間崩潰，完全喪失承載能力。建筑結(jié)構(gòu)與建筑材料21建筑結(jié)構(gòu)與建筑材料22建筑結(jié)構(gòu)與建

8、筑材料23南京地鐵大廈地上部分26層,地下3層,樓高99.9米,總建筑面積達(dá)4萬(wàn)平方米,是江蘇省第一棟高層全鋼結(jié)構(gòu)建筑。建筑結(jié)構(gòu)與建筑材料244.木結(jié)構(gòu)概念指全部或大部分用木材制作的結(jié)構(gòu)。特點(diǎn) 主要優(yōu)點(diǎn)：易于就地取材，制作簡(jiǎn)單。主要缺點(diǎn)：易燃、易腐蝕、變形大，并且木材使用受到國(guó)家嚴(yán)格限制。 建筑結(jié)構(gòu)與建筑材料25建筑結(jié)構(gòu)與建筑材料26建筑結(jié)構(gòu)與建筑材料27建筑結(jié)構(gòu)與建筑材料28建筑結(jié)構(gòu)與建筑材料295.混合結(jié)構(gòu) 概念由兩種及兩種以上材料作為主要承重結(jié)構(gòu)的房屋稱為混合結(jié)構(gòu)。特點(diǎn)不僅具有鋼結(jié)構(gòu)建筑自重輕、截面尺寸小、施工進(jìn)度快、抗震性能好的特點(diǎn)，還兼有鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)剛度大、防火性能好、成本低的優(yōu)點(diǎn)

9、。建筑結(jié)構(gòu)與建筑材料30建筑結(jié)構(gòu)與建筑材料316.鋼混凝土組合結(jié)構(gòu) 概念結(jié)構(gòu)構(gòu)件用型鋼和混凝土制作，或用鋼筋、型鋼、混凝土制作的結(jié)構(gòu)。 特點(diǎn)強(qiáng)度高、抗震性能。 建筑結(jié)構(gòu)與建筑材料32建筑結(jié)構(gòu)與建筑材料33建筑結(jié)構(gòu)與建筑材料34建筑結(jié)構(gòu)與建筑材料35建筑結(jié)構(gòu)與建筑材料36按結(jié)構(gòu)形式的不同分排架結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu)剪力墻結(jié)構(gòu)框架剪力墻結(jié)構(gòu)筒體結(jié)構(gòu)大跨結(jié)構(gòu)建筑結(jié)構(gòu)與建筑材料371. 排架結(jié)構(gòu) 概念排架的結(jié)構(gòu)，排架的組成是以柱子，兩邊的柱子，有一個(gè)屋架支撐在柱子上，形成了這樣的一排，下面又是一排，在這兩排上面上屋架之間放上一個(gè)板子形成個(gè)空架連續(xù)的房子。排架由屋架（或屋面梁）、柱和基礎(chǔ)組成，柱與屋架鉸接，與基礎(chǔ)

10、剛接。是單層廠房結(jié)構(gòu)的基本結(jié)構(gòu)形式。特點(diǎn)是在自身的平面內(nèi)承載力和剛度都較大，而排架間的承載能力則較弱，通常在兩個(gè)支架之間應(yīng)該加上相應(yīng)的支撐，避免風(fēng)荷載的一個(gè)推動(dòng)，發(fā)生側(cè)向的移動(dòng)。適合用于單層的工業(yè)廠房。 建筑結(jié)構(gòu)與建筑材料38建筑結(jié)構(gòu)與建筑材料39建筑結(jié)構(gòu)與建筑材料402 框架結(jié)構(gòu)概念：采用梁、柱組成的結(jié)構(gòu)體系作為建筑承重結(jié)構(gòu)。框架結(jié)構(gòu)的主要構(gòu)件是梁和柱，而墻體只是作為圍護(hù)構(gòu)件。特點(diǎn)：可以做成預(yù)制或現(xiàn)澆框架，平面布置比較靈活， 可以獲得較大的使用空間，比混合結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高整體性強(qiáng)，但隨層數(shù)增多抗側(cè)剛度不足。 建筑結(jié)構(gòu)與建筑材料413 剪力墻結(jié)構(gòu)概念： 利用建筑物的縱向及橫向的鋼筋混凝土墻體作為主要

11、承重構(gòu)件，再配以梁板組成的承重結(jié)構(gòu)體系。 其墻體同時(shí)也起圍護(hù)及分割房間的作用。特點(diǎn)： 整體性好，剛度大，抗震性能好，適于建造高層建筑（1050層范圍內(nèi)都適用）。 不過(guò)剪力墻間距太小，平面布置不靈活，自重大，不適應(yīng)建造公共建筑，一般適用于建造住宅。 建筑結(jié)構(gòu)與建筑材料42剪力墻結(jié)構(gòu)布置建筑結(jié)構(gòu)與建筑材料434 框架剪力墻結(jié)構(gòu)概念：框架結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，沿框架縱、橫方向的某些位置，在柱與柱之間設(shè)置數(shù)道鋼筋混凝土墻體作為剪力墻。特點(diǎn)：它是框架和剪力墻的有機(jī)結(jié)合，綜合了二者的優(yōu)點(diǎn)：一個(gè)布置靈活，一個(gè)抗側(cè)力高。建筑結(jié)構(gòu)與建筑材料44建筑結(jié)構(gòu)與建筑材料455 筒體結(jié)構(gòu)概念：用鋼筋混凝土墻組成一個(gè)筒體作為房屋的承重結(jié)構(gòu)筒體可以由密柱深梁組成一個(gè)筒體，也可以用多個(gè)筒體組成筒中筒、束筒，還可以將框架和筒體聯(lián)合起來(lái)組成框筒結(jié)構(gòu)。特點(diǎn)：筒體結(jié)構(gòu)在各個(gè)方向的抗側(cè)剛度都很大，是目前高層建筑中較多采用的結(jié)構(gòu)形式?？蛲彩巧蟼€(gè)世紀(jì)60年代由美國(guó)工程師法盧齊坎恩第一次提出來(lái)的。建筑結(jié)構(gòu)與建筑材料46筒體結(jié)構(gòu)類別建筑結(jié)構(gòu)與建筑材料476大跨度結(jié)構(gòu)包括殼體結(jié)構(gòu)、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、懸索結(jié)構(gòu)等等建筑結(jié)構(gòu)與