建筑结构概论ppt课件
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一、建筑结构的概念及分类
绪论
4. 框架-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。
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。
一、建筑结构的概念及分类
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。
二、建筑结构的概念及分类
绪论
（二）建筑结构按承重结构类型的不同分类
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、建筑结构的概念及分类
绪论
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。 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
各种结构体系的适用层数和可建层数
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 10～15 10～30 10～20 10～40 40～50 4600～
可建层数 20
40
25
50
55
75
一、建筑结构的概念及分类
绪论
（三）钢筋混凝土结构的主要特点 受力特点
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。
一、建筑结构的概念及分类
绪论
3. 剪力墙结构体系—— 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。
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。
建 筑 结 构
绪论
一、建筑结构与建筑的关系
建筑的三个最基本要素 强度、适用和美观
. 一、建筑结构与建筑的关系
绪论
二、建筑结构的概念及分类
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）。 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 直接作用：指施加在结构上的集中力或分布力系即荷载。
受压区
受拉区
中和轴
···受拉钢筋
二、建筑结构的概念及分类
绪论
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：
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。
二、建筑结构的概念及分类
绪论
土木工程中常用的砼结构主要包括 : 素 混 凝 土 结 构 、 钢 筋 混 凝 土 结ห้องสมุดไป่ตู้构 （ Reinforced Concrete Structure，也可简称RC）、预应力混凝土结 构（Prestresed Concrete，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。 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。
二、建筑结构的概念及分类
绪论
缺点
⑴ 自重大：不适用于大跨、高层结构。
纵墙承重方案
横墙承重方案
结构布置方案
纵横墙承重方案
内框架承重方案
二、建筑结构的概念及分类
绪论
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。
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。
间接作用：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
二、建筑结构的概念及分类
建筑结构
混凝土结构 砌体结构
钢结构 木结构
.
应用最广泛
绪论
（一）建筑结构按建造材料的不同分类
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 （Concrete Structure）。
绪论
5. 筒体结构体系—— 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。
适用于层数超过40～50层时的超高层建筑。
(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
二、建筑结构的概念及分类
绪论
4. 框架-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。
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。
一、建筑结构的概念及分类
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。
二、建筑结构的概念及分类
绪论
（二）建筑结构按承重结构类型的不同分类
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、建筑结构的概念及分类
绪论
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。 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
各种结构体系的适用层数和可建层数
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 10～15 10～30 10～20 10～40 40～50 4600～
可建层数 20
40
25
50
55
75
一、建筑结构的概念及分类
绪论
（三）钢筋混凝土结构的主要特点 受力特点
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。
一、建筑结构的概念及分类
绪论
3. 剪力墙结构体系—— 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。
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。
建 筑 结 构
绪论
一、建筑结构与建筑的关系
建筑的三个最基本要素 强度、适用和美观
. 一、建筑结构与建筑的关系
绪论
二、建筑结构的概念及分类
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）。 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 直接作用：指施加在结构上的集中力或分布力系即荷载。
受压区
受拉区
中和轴
···受拉钢筋
二、建筑结构的概念及分类
绪论
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：
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。
二、建筑结构的概念及分类
绪论
土木工程中常用的砼结构主要包括 : 素 混 凝 土 结 构 、 钢 筋 混 凝 土 结ห้องสมุดไป่ตู้构 （ Reinforced Concrete Structure，也可简称RC）、预应力混凝土结 构（Prestresed Concrete，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。 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。
二、建筑结构的概念及分类
绪论
缺点
⑴ 自重大：不适用于大跨、高层结构。
纵墙承重方案
横墙承重方案
结构布置方案
纵横墙承重方案
内框架承重方案
二、建筑结构的概念及分类
绪论
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。
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。
间接作用：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
二、建筑结构的概念及分类
建筑结构
混凝土结构 砌体结构
钢结构 木结构
.
应用最广泛
绪论
（一）建筑结构按建造材料的不同分类
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 （Concrete Structure）。
绪论
5. 筒体结构体系—— 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。
适用于层数超过40～50层时的超高层建筑。
(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
二、建筑结构的概念及分类