建筑結(jié)構(gòu) 第一講 緒論

第一講緒論

建筑結(jié)構(gòu)主講人：豐正偉

第一篇建筑結(jié)構(gòu)概論

豐正偉，專業(yè)道路與橋梁工程、結(jié)構(gòu)工程；

畢業(yè)后工作于廈門廈工重工有限公司（原廈工集團）。主要從事的工作：

橋梁、輕鋼廠房的鋼結(jié)構(gòu)施工圖設(shè)計及圖紙審核；

鋼結(jié)構(gòu)制作工藝及施工現(xiàn)場的技術(shù)指導(dǎo)和協(xié)調(diào)工作。聯(lián)系方式：

辦公室：理工樓4F-17

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第一篇建筑結(jié)構(gòu)概論

(1-3章）

第一章緒論1.1、建筑結(jié)構(gòu)的概念1.2、建筑設(shè)計與結(jié)構(gòu)設(shè)計的關(guān)系1.3、建筑結(jié)構(gòu)的分類

1.3.1按材料分類1.3.2按受力和結(jié)構(gòu)特點分類1.3.3按建筑物層數(shù)分類：高層、多層、低層1.4、建筑結(jié)構(gòu)課程的要求1.1、建筑結(jié)構(gòu)的概念：

1.1.1、建筑是形成一定空間及造型，并具有承受人為和自然界施加于建筑物的各種荷載作用，使建筑物得以安全使用的骨架，用來滿足人類的生產(chǎn)、生活需求以及對建筑物的美觀要求。北京故宮上一張下一張主頁退出周莊建筑上一張下一張主頁退出

住宅建筑

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上海大劇院

想：還包括哪些？

工業(yè)廠房、礦井、鐵路、道路（高速及城市公路等）、橋梁、隧道（公路及海底隧道）、地鐵站及地下空間、港口、住宅以及公共設(shè)施的建筑物、構(gòu)筑物等等。上一張下一張主頁退出

（鋼結(jié)構(gòu)）工業(yè)廠房

1.1.2、結(jié)構(gòu)是在建筑中，由若干構(gòu)件（如梁、板、柱等）連接而構(gòu)成的能承受各種外界作用（如荷載、溫度變化、地基不均勻沉降等）的體系。上一張下一張主頁退出（鋼筋砼框架結(jié)構(gòu)）辦公樓

1.2、建筑設(shè)計與結(jié)構(gòu)設(shè)計的關(guān)系：1、結(jié)構(gòu)設(shè)計是建筑三大構(gòu)成要素中建筑技術(shù)的組成內(nèi)容，是保證房屋安全的重要手段。

2、結(jié)構(gòu)設(shè)計的型式是為了滿足建筑功能要求，為創(chuàng)造建筑的美而服務(wù)。上一張下一張主頁退出

3、結(jié)構(gòu)設(shè)計是解決支撐體系問題，處于服務(wù)地位，由注冊結(jié)構(gòu)師完成。

4、建筑設(shè)計是解決功能、適用和美觀的問題，處于先行與主導(dǎo)地位，由注冊建筑師完成。

5、建筑設(shè)計必須和結(jié)構(gòu)設(shè)計有機結(jié)合起來，只有真正符合結(jié)構(gòu)邏輯的建筑才具有真實的表現(xiàn)力和實際的可行性，富有建筑的個性。上一張下一張主頁退出1.3建筑結(jié)構(gòu)的分類簡單的說就是房屋的承重骨架。建筑結(jié)構(gòu)的組成柱下基礎(chǔ)樓板柱梁梁墻樓梯墻下基礎(chǔ)地下室底板1.3.1按材料分類1.混凝土結(jié)構(gòu)：素混凝土結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。適用范圍：廣泛用于一般工業(yè)與民用建筑及多種特種結(jié)構(gòu)（水塔、水池、煙囪等）中。優(yōu)點：節(jié)約鋼材、耐火耐久、可模性好、整體性好。缺點：自重大，抗裂性差。

混凝土結(jié)構(gòu)

（三峽重力壩）2.砌體結(jié)構(gòu)：由塊材及砂漿砌筑而成的結(jié)構(gòu)。適用范圍：主要用于居住建筑和多層民用房屋（如辦公樓、教學(xué)樓、旅館等）中。優(yōu)點：易于就地取材，成本低。結(jié)構(gòu)耐久性和耐腐蝕性好。缺點：自重大，施工砌筑進度慢，整體性差。

砌體結(jié)構(gòu)3.鋼結(jié)構(gòu)：以鋼材為主的結(jié)構(gòu)。適用范圍：主要用于大跨度的建筑屋蓋（如體育館、劇院等）、吊車噸位很大或跨度很大的工業(yè)廠房骨架，以及超高層建筑的房屋骨架。優(yōu)點：鋼結(jié)構(gòu)材料質(zhì)量均勻、強度高，構(gòu)件截面小、重量輕，可焊性好，制造工藝簡單。缺點：鋼材易腐蝕，耐火性差，成本高。4.木結(jié)構(gòu)：以木材為主的結(jié)構(gòu)。適用范圍：受到自然條件的限制，僅在山區(qū)和林區(qū)使用。優(yōu)點：制作簡單，自重輕，容易加工。缺點：易燃、易腐蝕。網(wǎng)架結(jié)構(gòu)拱結(jié)構(gòu)膜結(jié)構(gòu)深圳會展中心鋼屋架結(jié)構(gòu)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)國家大劇院天津奧林匹克體育場橋梁結(jié)構(gòu)懸索結(jié)構(gòu)西班牙迪加航空港國家體育場

磚木結(jié)構(gòu)（西安鐘樓鼓樓）

5.鋼－混凝土組合結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)構(gòu)件用型鋼和混凝土組成，或型鋼、鋼筋和混凝土組成。（1）鋼－混凝土組合樓板（見下圖）（2）鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)（又稱勁性混凝土結(jié)構(gòu)）：以型鋼為骨架外包鋼筋混凝土組成的結(jié)構(gòu)。其截面形式見附圖。（以深圳帝王大廈為例）（3）鋼管混凝土結(jié)構(gòu)：在封閉的薄壁鋼管中澆注混凝土形成的組合結(jié)構(gòu)，一般用作受壓構(gòu)件。（以日本東京中央?yún)^(qū)高層住宅為例）鋼－混凝土組合梁板結(jié)構(gòu)鋼－混凝土組合梁板結(jié)構(gòu)，梁下部用鋼梁，上部用混凝土（一般采用壓型鋼板－混凝土組合板）。鋼梁和混凝土板之間用剪力連接件連接。主要用于高層樓蓋、吊車梁和橋梁結(jié)構(gòu)。優(yōu)點：鋼－混凝土組合梁截面中混凝土主要受壓，鋼梁受拉，充分利用材料?；炷涟鍏⑴c組合梁工作，提高鋼梁的豎向和側(cè)向剛度。缺點：鋼材易腐蝕，耐火性差。

鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)深圳帝王大廈81層，高325米。建成時是我國目前最高的鋼－混凝土組合結(jié)構(gòu)，58層以下采用鋼骨混凝土柱。日本東京中央?yún)^(qū)高層住宅（a）標(biāo)準(zhǔn)層平面（b）梁柱接頭

該住宅地上33層，高99.9米，采用鋼管混凝土柱、鋼骨混凝土梁結(jié)構(gòu)，是鋼－混凝土組合結(jié)構(gòu)的一個成功范例。內(nèi)部2排柱用圓管，外部4排柱用方管，混凝土強度36-42MPa。1.3.2、按受力和結(jié)構(gòu)特點分類

1、混合結(jié)構(gòu)：樓、屋蓋一般采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件，墻體和基礎(chǔ)采用砌體結(jié)構(gòu)。2、排架結(jié)構(gòu)：主要承重體系是屋面橫梁（屋架或屋面大梁）、柱及基礎(chǔ)，主要用于單層工業(yè)廠房。3、框架結(jié)構(gòu)：由橫梁和柱及基礎(chǔ)組成的主要承重體系。4、剪力墻結(jié)構(gòu)：縱、橫布置的成片鋼筋混凝土墻體稱為剪力墻。剪力墻和鋼筋混凝土樓、屋蓋整體連接形成剪力墻結(jié)構(gòu)。5、其他形式的結(jié)構(gòu)：（1）高層和超高層結(jié)構(gòu)體系中有：框架－剪力墻結(jié)構(gòu)、框架－筒體結(jié)構(gòu)、筒中筒結(jié)構(gòu)等（2）單層廠房：剛架結(jié)構(gòu)（3）單層大跨度房屋的屋蓋：殼體結(jié)構(gòu)、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、懸索結(jié)構(gòu)等1）框架結(jié)構(gòu)※采用梁、柱組成的結(jié)構(gòu)體系作為建筑承重結(jié)構(gòu)?！蚣芙Y(jié)構(gòu)的主要構(gòu)件是梁和柱，而墻體只是作為圍護構(gòu)件?！矫娌贾帽容^靈活，可以獲得較大的使用空間

由梁、柱構(gòu)件通過結(jié)點連接組成的結(jié)構(gòu)稱為框架。框架結(jié)構(gòu)體系框架結(jié)構(gòu)是多層房屋的主要結(jié)構(gòu)形式，也是高層建筑的基本結(jié)構(gòu)單元。2）剪力墻結(jié)構(gòu)

※利用建筑物的縱向及橫向的鋼筋混凝土墻體作為主要承重構(gòu)件，再配以梁板組成的承重結(jié)構(gòu)體系?！w性好，剛度大，抗震性能好，適于建造高層建筑（10－50層范圍內(nèi)都適用）?！贿^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。

剪力墻鋼筋布置

剪力墻結(jié)構(gòu)體系3）筒體結(jié)構(gòu)※用鋼筋混凝土墻組成一個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筒體，也可以用多個筒體組成筒中筒、束筒，還可以將框架和筒體聯(lián)合起來組成框筒結(jié)構(gòu)?！搀w結(jié)構(gòu)在各個方向的抗側(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€世紀(jì)60年代由美國工程師法盧齊－坎恩第一次提出來的。筒體結(jié)構(gòu)筒體的基本形式

實腹筒、框筒、桁架筒、筒中筒等實腹筒、框筒、桁架筒、筒中筒紐約世界貿(mào)易中心大樓(WorldTradeCenterTowers)1972年建造，110層，高402m，鋼結(jié)構(gòu)。紐約世界貿(mào)易中心：大樓于1966年開工，歷時7年，1973年竣工以后，以411米的高度作為110層的摩天巨人而載入史冊。它是由5幢建筑物組成的綜合體。其主樓呈雙塔形，塔柱邊寬63.5米。大樓采用鋼結(jié)構(gòu)，用鋼7萬8千噸，樓的外圍有密置的鋼柱，墻面由鋁板和玻璃窗組成，有“世界之窗”之稱。撞機倒塌瞬間混合結(jié)構(gòu)剪力墻結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu)排架結(jié)構(gòu)1.3.3按建筑物層數(shù)分類：高層、多層、低層自左向右：臺北101大樓、芝加哥席爾斯大樓、吉隆坡雙子星大樓、上海金茂大廈、香港國際金融中心、紐約帝國大廈多層及高層劃分：《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》1~9層為多層建筑，10層及以上的建筑或高度超過28m的建筑為高層建筑?！陡邔用裼媒ㄖO(shè)計防火規(guī)范》十層及十層以上的居住建筑（包括首層設(shè)置商業(yè)服務(wù)網(wǎng)點的住宅）；建筑高度超過24m的公共建筑。高層建筑結(jié)構(gòu)的特點：A.高層建筑中，水平荷載和地震作用對結(jié)構(gòu)設(shè)計起著決定性的作用；

B.動力反應(yīng)不可低估；C.結(jié)構(gòu)軸向變形、剪切變形以及溫度、沉降的影響加??；D.材料用量、工程造價呈拋物線關(guān)系增長。1.4、建筑結(jié)構(gòu)課程的要求將建筑與結(jié)構(gòu)進行一些必要的聯(lián)系。從建筑師的觀點出發(fā)，分析建筑設(shè)計中的結(jié)構(gòu)選型問題。應(yīng)充分熟悉各種結(jié)構(gòu)形式的基本力學(xué)特點、應(yīng)用范圍，并能夠進行簡單的力學(xué)計算。掌握基本的結(jié)構(gòu)概念，結(jié)合本國國情，從建筑師的角度分析和解釋建筑設(shè)計中的結(jié)構(gòu)選型問題。建筑設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計（1）一棟優(yōu)秀的建筑是合作的產(chǎn)物：建筑師、結(jié)構(gòu)工程師、設(shè)備工程師。（2）一個好的建筑設(shè)計，必須要有一個好的結(jié)構(gòu)型式。（3）結(jié)構(gòu)選型