第五章建筑结构原理及设计
房屋建筑学-构造
房屋建筑学
第五章 建筑构造概论
5.1 建筑物的构造组成
• 承重结构——由建筑材料按照力学原理和传力规律 组成，并能承受一定荷载作用的骨架或体系。
– 墙、柱、楼板、楼梯、屋顶、基础等，通常将其称为建 筑构件。
• 围护构件——固定在房屋的外部，抵抗自然界的风 霜雨雪的侵袭，太阳光的幅射热，噪声的干扰等。
– 在框架结构中，框架是承重构件，屋顶和楼板的 荷载传给框架，框架承受建筑物的全部荷载，并 将其传给基础。墙体只是围护构件，不参与受力 工作。
房屋建筑学
第五章 建筑构造概论
5.2 建筑物的结构体系
• 框架结构
– 横向框架 – 纵向框架 – 纵横向框架
房屋建筑学
第五章 建筑构造概论
5.2 建筑物的结构体系
5 建筑构造概论
5.1 建筑物的构造组成 5.2 建筑物的结构体系 5.3 影响建筑构造的因素和设计原则
房屋建筑学
第五章 建筑构造概论
5 建筑构造概论
• 建筑构造是一门研究建筑物的组成以及各组 成部分的组合原理和构造方法的综合性技术 学科。
• 主要任务是根据建筑物的使用功能，技术经 济和艺术造型要求，提供合理的构造方案， 作为建筑设计中综合解决技术问题及进行施 工图设计、绘制大样图的依据和保证。
房屋建筑学
第五章 建筑构造概论
5.2 建筑物的结构体系
• 墙承重结构
– 横墙承重结构体系 – 纵墙承重结构体系 – 纵横墙承重结构体系
房屋建筑学
第五章 建筑构造概论
5.2 建筑物的结构体系
• 框架结构
– 框架结构是由框架梁和框架柱刚性连接，组成 一个平面骨架，一个骨架为一榀框架。每榀框架 之间由若干联系梁连接，形成一个空间骨架，称 为框架结构体系。
工程结构第五章习题解
பைடு நூலகம்
查附录表D-1得γs=0.776，ξ=0.45，则 As=M/(γsh0fy)=180×106/(0.776×465×360) =1386㎜2 由附录表A-1选用3 25， AS=1473㎜2 钢筋间距（250-3×25-2×25)/2=62.5>25㎜, 且>d=25㎜ 满足要求。
6
（3）混凝土为C40级，纵筋为HRB335 基本数据： 由P76表5.1.7:C40砼 fc=19.1N/㎜2, ft=1.71N/㎜2,α1=1.0；由P71表5.1.1：HRB335钢筋 fy=300N/㎜2。 初步估计纵向受拉钢筋为单层布置，由P97知 as=a+10=25㎜+10㎜=35㎜, h0=h-as=500㎜-35㎜=465㎜ 计算配筋 由表5.2.1查得 αsb=0.399 αs=M/(α1fcbh02)=180×106/(1.0×19.1×250 ×4652) =0.174< αsb=0.384 符合第一适用条件。
第五章习题解
教材：建筑结构原理及设计 作者：林宗凡 高等教育出版社
1
习题（P211—212）
5-1 已知矩形截面梁，b=250mm,h=500mm,(取h0=465mm)，梁承 受的弯矩值M=180kN.m。按下列条件计算梁的纵向受拉钢筋 面积AS。并分析混凝土强度及钢筋强度对受弯构件纵向受拉 钢筋面积的影响。 （1）混凝土为C20级，纵筋为HRB335; （2）混凝土为C20级，纵筋为HRB400; （3）混凝土为C40级，纵筋为HRB335.
5-7 已知梁截面尺寸b×h=200mm×500mm，受拉纵筋为3 16钢 筋，混凝土强度等级C30。问该截面能承受多大的弯矩Mu?
2
5-1 【解】 (1)混凝土为C20级，纵筋为HRB335 基本数据： 由P76表5.1.7：C20砼 fc=9.6N/㎜2, ft=1.10N/㎜2,α1=1.0；由P71表5.1.1：HRB335 钢筋 fy=300N/㎜2。 初步估计纵向受拉钢筋为单层布置，由P97知 as=a+10=25㎜+10㎜=35㎜, h0=h-as=500㎜-35㎜=465㎜ 计算配筋
结构设计原理课程设计
结构设计原理 课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握结构设计的基本原理，理解结构的稳定性和强度概念。
2. 使学生能够运用所学原理，分析常见建筑和工程结构的设计方法。
3. 培养学生对结构设计规范和标准的认识，了解其在工程实践中的应用。
技能目标：1. 培养学生运用CAD软件绘制简单结构图纸的能力。
2. 提高学生运用计算工具进行结构分析和计算的能力。
3. 培养学生团队协作，进行结构设计创意实践的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对结构设计的兴趣，激发其探索精神和创新意识。
2. 培养学生关注工程安全、环保和可持续发展的意识。
3. 培养学生严谨、负责的工作态度，树立良好的职业道德观念。
课程性质分析：本课程为工程技术类课程，旨在培养学生的结构设计能力和实践操作技能。
结合学生特点和教学要求，课程内容以实践操作为主，理论讲授为辅。
学生特点分析：学生处于高年级阶段，已具备一定的力学基础和工程知识。
学生对新鲜事物充满好奇，具备较强的动手能力和创新意识。
教学要求分析：1. 注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力。
2. 鼓励学生积极参与课堂讨论，培养独立思考和解决问题的能力。
3. 重视团队合作，培养学生的沟通能力和协作精神。
二、教学内容1. 结构设计基本原理：介绍结构设计的基本概念、分类和功能，重点讲解稳定性、强度、刚度的基本原理。
教材章节：第一章 结构设计概述2. 结构设计方法：分析梁、板、柱、框架等常见结构的设计方法，结合实例进行讲解。
教材章节：第二章至第四章 结构设计方法与实例3. 结构设计规范与标准：讲解我国现行的结构设计规范和标准，以及其在工程实践中的应用。
教材章节：第五章 结构设计规范与标准4. 结构设计实践：组织学生进行结构设计创意实践，运用CAD软件绘制结构图纸，进行结构分析与计算。
教材章节：第六章 结构设计实践5. 结构设计案例分析：分析典型结构设计案例，使学生了解工程实际中的结构设计方法和技巧。
建筑构造原理与设计
建筑构造原理与设计建筑构造是用来支撑建筑物的骨架，是建筑物抵抗自然灾害、安全、耐久和外观美观的基础。
因此，构造的设计是非常重要的。
本文将介绍建筑构造原理与设计，并谈谈发展趋势。
建筑构造原理是指确定建筑物结构类型，以及处理建筑构造系统结构特性。
建筑构造原理有三个主要部分：原理性设计、结构类型选择和结构分析。
首先，原理性设计是在设计过程中，根据建筑物的功能需求，结合结构材料和环境因素，考虑到建筑物的使用和发展，综合分析和选择合适的建筑构造系统。
根据建筑物的功能和抗震等级要求，确定出建筑物的计算荷载，考虑构造系统结构对荷载的承受能力，确定出构造系统类型和参数。
其次，结构类型选择是根据建筑物的静力特性和动力特性，选择合适的构造类型。
这些结构类型包括砖结构、钢结构、混凝土结构和组合结构等。
每一种结构都有它自己的特点，根据建筑物的结构要求，选择最合适的结构类型。
最后，结构分析是为了确定建筑物结构的可行性以及构造系统的合理性，需要进行的复杂计算分析，包括模型分析和实验分析。
模型分析是用计算机技术模拟建筑物的结构反应用来研究结构的性能，包括极限状态分析、变形分析和稳定分析等。
实验分析是用实验验证建筑物构造系统的稳定性和可靠性，包括试验强度、抗震能力和荷载分配等。
建筑构造设计未来发展趋势主要有三个方面：首先，结构形式的多样性，通过技术的发展，能够设计出更多类型的结构形式，满足建筑物功能和使用的要求；其次，智能建筑结构，在建筑物构造系统中引入智能化技术，使结构更加安全、抗震、高效；最后，新材料的开发，开发出更多更高效的新材料，能够提高构造系统的抗震能力，延长使用寿命。
综上所述，建筑构造原理与设计是一项重要的技术，主要包括原理性设计、结构类型选择和结构分析三个方面。
未来的发展趋势是建筑构造系统类型的多样性、智能建筑结构和新材料的开发。
建筑结构设计基本原理及合理设计方案
建筑结构设计基本原理及合理设计方案作者：李宏博来源：《城市建设理论研究》2014年第07期摘要：建筑结构设计影响建筑的质量，关系到整个建筑的安全问题。
做好建筑结构的设计在整个建筑施工中都有关键的作用。
本文简要分析了建筑结构设计的基本原则，并提出行之有效的合理设计方案。
关键词：建筑结构结构设计基本原则合理设计方案中图分类号：TB482文献标识码： A提高概念设计能力的关键是要求结构设计人员在设计过程中不断的总结并提炼所遇到的实际工程问题，熟悉不同结构体系的受力特点和适用范围，结合业主需求对结构方案进行最优化设计，力求在满足建筑设计要求的条件下使结构传力简明，刚度分布均匀，具有较好的延性，并且在满足结构设计要求的情况下控制结构总体的造价。
建筑工程的核心是质量问题。
确保施工质量,必须有规范的建筑结构设计。
因此,合理的设计方案是建设项目的关键。
在实际的建筑设计,很多设计由于多种选择,导致它不能达到设计的目的,或不根据施工的设计方案。
这不仅浪费资源,更影响建筑业的发展。
因此,建筑结构设计原则和理性的标准设计方案是非常重要的。
一、建筑结构设计的基本原则建筑结构设计的主要目的就是让建筑物能满足使用要求并且符合安全标准，在建筑结构设计中要坚持以下四个基本原则。
1、抓大放小的原则强剪弱弯,强柱弱梁在建筑结构设计是一个非常重要的概念,各种组件一起构成整个结构体系。
但是因为每个组件的功能是不同的,因此也有分的重要性的重量。
如果意外破坏的力量,每个构建协作阻力,保持最重要的组件,否则可能导致玉石俱焚的后果。
更重要的组件来保护,其他组件必须服务重要组成部分。
将损失降至最低,因此,必须要做小的,确定优先次序。
2、刚柔相济的原则建筑结构如果太刚硬，那么变形能力就会很差。
遇到强大的破坏力时，很容易因局部受损导致全部受损；如果结构太柔和，很容易因变形过大导致整体的倾覆。
所以建筑结构的刚柔相济是建筑设计的必要原则。
要想做到刚柔相济，就要认真分析各种构件的性质，在不同的部位、不同的结构中都要做到刚柔相济。
建筑结构设计原理
高层建筑的结构形式主要包括框架结构、剪力墙 结构、框架-剪力墙结构、筒体结构等。
3
高层建筑的结构设计要点
高层建筑的结构设计需要重点考虑结构的稳定性 、抗震性能、经济性等因素，同时还需要考虑施 工的可操作性。
大跨度结构设案例计
大跨度结构的定义
大跨度结构是指跨度较大的建筑物，其结构设计需要考虑的因素 包括材料、施工方法、荷载等。
特殊结构的结构形式
特殊结构的结构形式主要包括拱形结构、薄壳结构、折板结构等 。
特殊结构的设计要点
特殊结构的设计需要重点考虑结构的稳定性、承载能力、经济性 等因素，同时还需要考虑施工的可操作性。
THANKSBiblioteka 感谢观看地震定义01
地震是由于地球内部岩层在地壳运动过程中发生断裂或错动而
释放出的能量，以地震波的形式向四周传播的现象。
地震分类
02
根据成因不同，地震可分为构造地震、火山地震、塌陷地震和
人工地震等。
地震波
03
地震波分为体波和面波两大类，体波包括纵波和横波，面波则
分为瑞雷波和洛夫波。
抗震设计的基本原则
概念设计
大跨度结构的结构形式
大跨度结构的结构形式主要包括网架结构、网壳结构、悬索结构等 。
大跨度结构的设计要点
大跨度结构的设计需要重点考虑结构的自重、跨度、稳定性等因素 ，同时还需要考虑施工的可操作性。
特殊结构设案例计
特殊结构的定义
特殊结构是指具有特殊功能或特殊形式的建筑物，其结构设计需 要考虑的因素包括材料、施工方法、荷载等。
需求。
方案设计
根据需求分析结果，制定结构 方案，包括结构形式、构件布 置和连接方式等。
计算分析
建筑结构设计原理解析
建筑结构设计原理解析建筑结构设计是建筑设计中的重要环节，它决定了建筑物的安全性、稳定性和耐久性。
在建筑结构设计过程中，有一些原理是必须要遵循的。
本文将对建筑结构设计的原理进行解析，以帮助读者更好地了解和应用于实际工程中。
一、强度原理强度原理是建筑结构设计中最基本也是最重要的原理。
建筑物必须能够承受自身重力和外部荷载产生的力，并保持稳定。
这就要求结构的各个构件都要具有足够的强度和刚度。
在设计过程中，需要进行结构的静力分析，计算各个构件受力情况，确保其强度满足要求。
二、稳定原理稳定原理是保证建筑物整体稳定的重要原则。
建筑物必须考虑到各种施加在其上的外力，如风力、地震力等。
通过选择合适的结构形式和设置适当的支撑系统，使建筑物具有足够的稳定性。
此外，还需要注意建筑物的整体屈曲和位移控制，确保建筑物在正常使用条件下不会发生不稳定现象。
三、刚度原理刚度原理是保证建筑物在承受荷载时不会产生过大变形的原则。
建筑物在长期使用过程中，会受到各种荷载的作用，如重力、风力等。
如果建筑物的刚度不足，就会导致过大的变形，影响建筑物的使用性能。
因此，在设计过程中需要进行结构的刚度计算和优化，确保建筑物满足刚度要求。
四、经济性原理经济性原理是设计过程中必须要考虑的原则。
建筑结构的设计应该在满足强度、稳定性和刚度要求的前提下，尽可能减少材料的使用量和成本。
在设计过程中，需要进行材料的选择和构件的优化，以达到经济性最大化。
五、耐久性原理耐久性原理是确保建筑物能够在设计寿命内保持结构完整的原则。
建筑物常常会受到环境因素的影响，如气候、湿度等。
设计过程中需要选择耐久性好的材料，并采取适当的防护措施，以保证建筑物的使用寿命。
总结：建筑结构设计原理包括强度原理、稳定原理、刚度原理、经济性原理和耐久性原理。
在设计过程中，需要综合考虑这些原则，以确保建筑物具有足够的强度、稳定性和刚度，并达到经济性和耐久性要求。
只有满足了这些原则，建筑物才能保持安全、稳定和可持续发展。
建筑结构设计的基本原理
建筑结构设计的基本原理建筑结构设计是建筑工程中至关重要的一环。
它涉及到建筑物的稳定性、安全性以及整体结构的合理性。
本文将介绍建筑结构设计的基本原理，包括承重原理、力学原理以及设计考虑因素等。
一、承重原理建筑物的承重原理是建筑结构设计的基础。
根据牛顿第三定律，任何物体都会受到与所受力相等、方向相反的反作用力。
在建筑结构设计中，设计师要准确计算并考虑这些受力和相应反作用力。
常见的承重原理包括静力学原理、力矩平衡原理和内力平衡原理等。
静力学原理指出：在平衡状态下，所有受力所产生的合力和合力矩均为零。
在建筑结构设计中，设计师需要计算并平衡各种受力，确保建筑物在负载作用下保持平衡。
力矩平衡原理是建筑结构设计中常用的原理之一。
力矩是由力对物体的转动效果所产生的。
建筑结构设计师需要根据建筑物的受力情况，合理分配力矩，确保建筑物的稳定性和安全性。
内力平衡原理指出：在结构内部，力的大小和方向在各个截面上均保持平衡。
设计师需要仔细计算建筑物内部的受力情况，并确保力的分布均衡，避免发生过载或局部破坏。
二、力学原理力学原理在建筑结构设计中扮演着重要的角色。
它涉及到材料力学、结构力学以及结构动力学等方面的知识。
材料力学方面，建筑结构设计师需要了解不同材料的力学性能，包括强度、刚度、延展性等。
这些性能直接影响到建筑物的承载能力和稳定性等。
结构力学方面，设计师需要掌握力学的基本原理和方法，用于分析建筑物受力情况。
通过计算和模拟，设计师能够准确评估建筑物的结构强度和稳定性。
结构动力学方面，设计师需要考虑建筑物在外部力作用下的反应。
风荷载、地震力等外部力会对建筑物的结构产生影响，设计师需要通过合理的设计方法来减小这些影响，确保建筑物的安全性。
三、设计考虑因素建筑结构设计还需要考虑多种因素，以实现合理的结构设计。
首先，设计师需要根据建筑物的用途和功能来确定结构形式。
不同的建筑物对结构形式的要求也不同，从而需要采用不同的设计方法和材料。
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几何不变与几何可变体系的概念
一、平面体系的分类：
1．几何不变体系
2．几何可变体系 3．瞬变体系
二、平面体系的几何组成分析：
确定几何体系的几何组成规律称为几何组成分析。 只有几何不变体系才能承受外荷载的作用，故只有几何 不变体系才能作为结构，几何组成分析是进行结构设计 的基础。
§5-2
平面体系自由度W的计算公式：W=3m-2h-r m：无约束状态下的刚片数； h：单铰数目； r：链杆数。 注：如体系中某个铰与n个刚片相联接；则该铰相当于 n-1个单铰。连接三个或三个以上的刚片的铰称为复铰。 Y
Ⅰ
A
Ⅱ
Y
Ⅲ
Ⅱ
A
Ⅰ
X O 单铰：增加两个联系
X O 单铰：增加四个联系
规则一：两刚片用即不完全平行，也不相交于一点的 三根链杆联接，所组成的体系是几何不变体系，且没 有多余联系。
静定结构和超静定结构· 常见的结构型式
1．静定结构 (statically structure) ： 没有多余联系的几何 不变体系。
2、超静定结构 (hyperstatic structure ) ： 又称静不定结构。具有多余联系的几何不变体
系。具有n次多余联系的几何不变体系称为n次
的超 静定结构。绝大部分的建筑结构都是超静
拱结构体系
拱式结构外形美观，体现了结构受力与建筑造型的 完美结合，是大跨度钢结构中一种重要的形式。
平面体系的自由度· 联系的概念
1.自由度：是用来确定体系运动时所需要的独立座标
的数目。
Y
x
Y
A
y
x
y
A
X
O
X
O
2.联系：当对刚体施加约束时，其自由度将减少。
能减少一个自由度的约束称为一个联系，能减少n个 自由度的约束称为增加了n个联系。
Y
Y
A
O
W=3-1=2 O X
A
W=3-2=1 X
1 1 Ⅱ
两 刚 片 规
Ⅰ
2
3
Ⅰ
2
3
Ⅱ
几何不变体系
瞬变体系
1
则
Ⅰ 1 2 3 Ⅱ Ⅰ 2 Ⅱ
3
瞬变体系
几何可变体系
规则二：三个刚片用不在一条直线的铰两两相连组成
的体系是几何不变体系，且没有多余联系。
Ⅰ Ⅱ Ⅲ 3
三
Ⅰ Ⅰ
4
Ⅱ
刚
片 规 则 实铰 几何不变体系
Ⅲ
虚铰
A
Ⅰ
B
Ⅱ
C
Ⅲ
瞬变体系
规则三：在刚片上加减二元体，形成的体系是几何 不变体系，且没有多余联系。
定结构。
几何构造与静定性的关系
只有无多余联系的几何不变体系才是静定的。 或者说，静定结构的几何组成是几何不变且无多余 联系。凡按基本简单组成规则组成的体系，都是静
定结构；而在此基础上还有多余联系的便是超静定
结构。
3．常见结构型式： （1）梁板结构体系 （2）桁架体系 （3） 拱结构体系 （4） 框架· 筒体体系 （5） 悬索体系 （6）薄壳体系
A
二Ⅲ BⅡ元 Nhomakorabea体 规 则
C 几何不变体系
Ⅰ
Ⅰ
小 结
（1）体系可以分为几何不变体系和几何可变体系，只有 几何不变体系才能用作结构，几何可变及瞬变体系不能用 作结构。 （2）自由度是确定体系位置所需要的独立参数的数目。 （3）几何不变体系组成规则有三条。满足这三条规则的 体系是几何不变体系。
§5-4