绪论 :结构对于建筑的意义 A:结构如同建筑的骨骼,支撑着建筑物;要克服重力,形成支撑体系 B:通过满足技术要求来满足建筑的使用功能;如:无柱空间的设计,中厅空间的设计 C:形成特定的建筑造型;如现在的一些大跨度建筑,其独特的外观造型是进行了正确 的结构选型的结果 D:结构科学的进步推动着建筑的发展。一部建筑史也是一部建筑结构发展史 :几个基本结构原理 )意义 介绍一些反映在力学原理中的普遍规律。 可以提高对结构设计分析、判断的直观能力 2.可以引导和我们合理选择满足功能及力学性能的结构形式。 二)通过对建筑实践的长期考察、分析,有以下传力的普遍规律 1.在荷载作用下,结构的安全可靠性是由结构的(1)强度(2)刚度(3)稳定性这 三个方面决定的 即:(1)足够的抵抗破坏的能力:砖柱与混凝土柱受压比较(取决于材料承载力) 2)抵抗变形的能力:大截面梁与小截面梁受弯性能比较(取决于截面大小) 3)维持原有平衡状态的能力。长柱与短柱受压比较(取决于其结构构件稳定系数) 现代趋势:轻质高强材料满足①对其材料结构断面易导致②、③破坏,也就是结构受拉 力学性能增强,受弯受压性能减弱(同时) 选用以受拉传力方式为主的结构系统是一大关注点 2.在荷载作用下,直接、矩捷的传力路线使结构的工作效能充分利用,减少耗材 选用最短的传力路线组结构构件是一个好的结构设计必须遵循的原则,尽可能减少弯曲 应力 分析梁、柱、拱的受力 3.在荷载作用下,结构的连续性可以改进结构的工作性能。 结构的连续性是指其整体性,受力范围扩大,同时还表现在结构构件交接处方向渐变的 形特征上,结构构件的交接以微曲线过渡较理想。 力流顺畅同时造型优美 例:壳体结构,拱结构。 、课程性质、目的和意义 第一章:建筑结构基本构件 1.支撑构件:梁、柱、承重砌体、楼盖、楼梯 覆盖构件:屋盖,填充砌体 第一节:梁 梁的受力特点 梁主要承受垂直于梁轴线方向的荷载的作用,这在各种受力体中是最不保理的一种:不 能完全发挥材料(强度)一力学性能
绪论 一：结构对于建筑的意义 Ａ：结构如同建筑的骨骼，支撑着建筑物；要克服重力，形成支撑体系 Ｂ：通过满足技术要求来满足建筑的使用功能；如：无柱空间的设计，中厅空间的设计 Ｃ：形成特定的建筑造型；如现在的一些大跨度建筑，其独特的外观造型是进行了正确 的结构选型的结果。 Ｄ：结构科学的进步推动着建筑的发展。一部建筑史也是一部建筑结构发展史 二：几个基本结构原理 （一）意义 介绍一些反映在力学原理中的普遍规律。 1.可以提高对结构设计分析、判断的直观能力。 2.可以引导和我们合理选择满足功能及力学性能的结构形式。 （二）通过对建筑实践的长期考察、分析，有以下传力的普遍规律。 1.在荷载作用下，结构的安全可靠性是由结构的（１）强度（２）刚度（３）稳定性这 三个方面决定的。 即：（１）足够的抵抗破坏的能力；砖柱与混凝土柱受压比较（取决于材料承载力） （２）抵抗变形的能力；大截面梁与小截面梁受弯性能比较（取决于截面大小） （３）维持原有平衡状态的能力。长柱与短柱受压比较（取决于其结构构件稳定系数） 现代趋势：轻质高强材料满足①对其材料结构断面易导致②、③破坏，也就是结构受拉 力学性能增强，受弯受压性能减弱(同时) 选用以受拉传力方式为主的结构系统是一大关注点 2.在荷载作用下，直接、矩捷的传力路线使结构的工作效能充分利用，减少耗材。 选用最短的传力路线组结构构件是一个好的结构设计必须遵循的原则，尽可能减少弯曲 应力。 分析梁、柱、拱的受力 3.在荷载作用下，结构的连续性可以改进结构的工作性能。 结构的连续性是指其整体性，受力范围扩大，同时还表现在结构构件交接处方向渐变的 体形特征上，结构构件的交接以微曲线过渡较理想。 力流顺畅同时造型优美 例：壳体结构，拱结构。 三、课程性质、目的和意义 第一章：建筑结构基本构件 1.支撑构件：梁、柱、承重砌体、楼盖、楼梯。 2.覆盖构件：屋盖，填充砌体 第一节：梁 一、梁的受力特点 梁主要承受垂直于梁轴线方向的荷载的作用，这在各种受力体中是最不保理的一种：不 能完全发挥材料(强度)—力学性能
内力主要为弯矩和剪力:扭矩轴力 变形与约束条件有关 (1)两端约束小,变形挠度大,内力大 适用:中小跨度建筑,地基较差,有不均匀沉降 不适用于跨度,外力较大的情况 (2)两端约束大,变形小于,内力小于 当梁刚度《《柱刚度时最小 当梁刚度=柱刚度时,处于两端固定与两端简支之间 (3)只有一端有约束,固定端有较大弯矩(倾覆力矩) 抗倾覆安全系数,强度变形 平衡方式四种,上压;下拉,左右自平衡,副跨框架两端外伸的简支梁及连续梁 (4)两端外伸的简支梁及连续梁 充分发挥材料力学性能 特点:内力小,刚度大,抗震好 对支座变形敏感,易引起附加内力 、梁的形式及构造特点 1.按材料来分 (1)石梁, 古代埃及、西亚、希腊形成狭长式密柱林立的空间,如阿蒙神庙,帕提农神庙 这是因为石村抗弯性能差(抗拉低,抗压高)所以石梁高度很大,极其笨重,跨度受限制, 可达8-9m (2)木梁 古代亚州地区大面积才用,形式空间开阔通透,一般为框架结构,也有采用 干式结构木材抗腐、防蛀、防火性能差且资源有限, 木结构房屋轻巧、精致,且富于装饰(细部) 自重轻抗拉、抗压、截面小,跨度大,可达11m 按外观还可分为直梁和月梁 近年来,胶合木结构有所发展 (3)钢梁,适用范围广泛,轻质高强 材料强度高,所需截面小,自重相对较小,抗拉抗压均强防腐防火差,造价高,一般采 用土学形式空腹钢梁跨度可达18m以上 (4)砼梁,受力明确,力学性能好 砼受压,纵向钢筋受拉,箍筋受剪 受到挠度和裂缝宽度条件的限制,一般不超过12m预压力砼梁石受拉区预压应力控制梁的裂缝窗度 和挠度,跨度达18m;一般梁高为1/14-1/8L,梁宽为1/3-1/2梁高。 2.按截面形式分类 焊接工字型钢梁,砼有囗等变截面梁 普通砼薄腹梁6-12m,预砼梁12-18 3.按支座约束条件分类 静定梁:单跨多跨 超静定梁
内力主要为弯矩和剪力；扭矩轴力。 变形与约束条件有关: (1) 两端约束小，变形挠度大，内力大 适用：中小跨度建筑，地基较差，有不均匀沉降 不适用于跨度，外力较大的情况 (2) 两端约束大，变形小于，内力小于 当梁刚度〈〈柱刚度时最小 当梁刚度=柱刚度时，处于两端固定与两端简支之间。 (3) 只有一端有约束，固定端有较大弯矩(倾覆力矩) 抗倾覆安全系数，强度变形 平衡方式四种，上压；下拉，左右自平衡，副跨框架两端外伸的简支梁及连续梁 (4) 两端外伸的简支梁及连续梁 充分发挥材料力学性能 特点：内力小，刚度大，抗震好。 对支座变形敏感，易引起附加内力 二、梁的形式及构造特点 1.按材料来分 (1)石梁， 古代埃及、西亚、希腊形成狭长式密柱林立的空间，如阿蒙神庙，帕提农神庙。 这是因为石村抗弯性能差(抗拉低，抗压高)所以石梁高度很大，极其笨重，跨度受限制， 可达 8—9m (2)木梁， 古代亚州地区大面积才用，形式空间开阔通透，一般为框架结构，也有采用 干式结构木材抗腐、防蛀、防火性能差且资源有限， 木结构房屋轻巧、精致，且富于装饰(细部) 自重轻抗拉、抗压、截面小，跨度大，可达 11m 按外观还可分为直梁和月梁 近年来，胶合木结构有所发展 (3)钢梁，适用范围广泛，轻质高强 材料强度高，所需截面小，自重相对较小，抗拉抗压均强防腐防火差，造价高，一般采 用土学形式空腹钢梁跨度可达 18m 以上 (4) 砼梁，受力明确，力学性能好 砼受压，纵向钢筋受拉，箍筋受剪 受到挠度和裂缝宽度条件的限制，一般不超过 12m 预压力砼梁石受拉区预压应力控制梁 的裂缝窗度 和挠度，跨度达 18m；一般梁高为 1/14—1/8L，梁宽为 1/3—1/2 梁高。 2.按截面形式分类 焊接工字型钢梁，砼有 等变截面梁 普通砼薄腹梁 6—12m，预砼梁 12—18m 3.按支座约束条件分类 静定梁：单跨 多跨 超静定梁：
第二节柱 、受力特点 柱主要承受平行于柱轴线方向的荷载作用,材料的力学性能利用充分 内力主要为压力 偏心受压有弯矩和剪力 其变形与柱的长细比有关系,还与荷载作用位置有关(b为截面短也,1为柱的计算长度) 长柱:在弯距及轴力共同作用下破坏较易破坏失稳 短柱:主要是轴向力作用下发生破坏 值较小,不易破坏,较稳 2.轴心受压:轴向力作用破坏 偏心受压:在弯矩及轴力共同作用下破坏。 柱的形式及构造特点 1.按材料分 (1)石柱:抗压强度高,但不抗弯,截面依然要比较大 (新王国)防蒙神庙柱子直径2.74m-3.57m有意制造神秘压抑的气氛 古希腊柱式:多立克,爱奥尼,科林斯 特征比例 开间框柱 高比|柱头 柱身 柱础 立克(1.55-5.75)粗壮1.2-1.5d1/3钢园锥台 爱奥尼 (1.9-10)修长 201 (1/4涡卷 园面复杂 (2)木柱 截面较小,抗弯强度抗压强度较高 中国历史仅见最粗木柱,明十三陵棱恩殿d=1.17m高23m 金丝楠木柱迄今无闪失倾斜,接近1:20 空间开阔宫殿(清)1/0=10-1/11民居1/15左右 (3)钢柱 般为空腹钢柱,来加大截面取得较丸φ值,增强抗稳性能 (4)钢筋混凝土柱 截面尺寸〉250mm*250m 为避免构件长细比过大承载力降低过多常取10/b=3010/h=25,柱尺寸宜用整数 2.按截面形式 第三节楼盖 、受力特点 在整个房屋的建造中,楼盖是非常重要的是做为水平向承重结构形式承受垂直向荷载的 作用一般由板、梁构成,内力主要为弯矩和剪力。相似于梁的受力,但是做为一个整体受力 结构型式 1.肋梁楼盖2.井格梁楼盖 3.密肋梁楼盖4.无梁楼盖 1.(1)单向肋梁楼盖(2)双向肋梁楼盖 所谓肋梁是指支撑梁与板现绕在一起梁板交接处为“T”字形,梁如同肋骨支撑着整个
第二节 柱 一、受力特点 柱主要承受平行于柱轴线方向的荷载作用，材料的力学性能利用充分 内力主要为压力。 偏心受压有弯矩和剪力 其变形与柱的长细比有关系，还与荷载作用位置有关(b 为截面短也，l 为柱的计算长度) 1.长柱：在弯距及轴力共同作用下破坏 较易破坏 失稳 短柱：主要是轴向力作用下发生破坏 值较小，不易破坏，较稳 2.轴心受压：轴向力作用破坏 偏心受压：在弯矩及轴力共同作用下破坏。 二、柱的形式及构造特点 1.按材料分 (1)石柱：抗压强度高，但不抗弯，截面依然要比较大 (新王国)防蒙神庙柱子直径 2.74m-3.57m 有意制造神秘压抑的气氛 古希腊柱式：多立克，爱奥尼，科林斯 特征 柱式 比例 开间 框柱 高比 柱头 柱身 柱础 多立克 (1.55—5.75) 粗壮 1.2—1.5d 1/3 钢园锥台 棱角 无 爱奥尼 (1.9—10) 修长 201 〈1/4 涡卷 园面 复杂 (2)木柱 截面较小，抗弯强度抗压强度较高 中国历史仅见最粗木柱，明十三陵棱恩殿 d=1.17m 高 23m 金丝楠木柱迄今无闪失倾斜，接近 1：20 空间开阔 宫殿(清) 1/0〓10—1/11 民居 1/15 左右 (3)钢柱 一般为空腹钢柱，来加大截面取得较大 值，增强抗稳性能 (4)钢筋混凝土柱 截面尺寸〉250mm*250mm 为避免构件长细比过大承载力降低过多常取 lo/b =30 lo/h = 25，柱尺寸宜用整数 2.按截面形式 第三节 楼盖 一、受力特点 在整个房屋的建造中，楼盖是非常重要的是做为水平向承重结构形式承受垂直向荷载的 作用一般由板、梁构成，内力主要为弯矩和剪力。相似于梁的受力，但是做为一个整体受力 二、结构型式 1.肋梁楼盖 2.井格梁楼盖 3.密肋梁楼盖 4.无梁楼盖 1. (1)单向肋梁楼盖 (2)双向肋梁楼盖 所谓肋梁是指支撑梁与板现绕在一起梁板交接处为“T”字形，梁如同肋骨支撑着整个
楼盖。 所谓单向,双向是指单抽板、双向板,这与梁间区格形式与大小有关,长边计算跨度 /短边计算跨度>2时,按单向板设计,<2时按双向板设计 (1)传力路径(单向) 板-次梁一主梁-柱-基础 板被认为是支承在次梁及外墙上的多跨连续梁次梁被认为支承在主梁上的多跨连续梁 (2)传力路径(双向) 板-梁-柱-基础 荷载向两个方向传递,短跨分配的大些 梁可简化>为支承在柱及外墙上的多跨连续梁 2.井格梁楼盖 是由肋梁楼盖演变过来,是其一种特例,主要特点是两个方向梁的高度相等且一般等间 距布置,无主次梁之分,共同工作,形式整体,依靠周边支承或四角柱支承,可以解决大跨 度空间的设计要求 受力特点:整体受力属于空间受力体系,采用有限元法借助电子计算机完成 构造尺寸:梁间距〉2m,梁高h=(1/151/20)1 型式:正交正放斜交正放四角柱支承 正交斜放斜交斜放周边支承 3.密肋楼盖 梁间距(1.5m时称为密肋楼盖 适用于中等或较大跨度的公共建筑 普通跨度可达10m,预应力跨度可达15m 受力特点 最大 较大 较小 节省 节省 复杂 更复杂 简单 单向密肋梁楼盖 双向密肋楼盖 4.无梁楼盖 将板直接支承在柱子和墙上,且不设梁的楼盖结构为增大柱子的支承面积和减板跨在柱 顶设柱帽和托板,柱应尽量按方形网格布置 间距6m左右较为轻济,板厚较大120mm 优点:顶棚平整,室内净空大,采光、通风好,施工简单 装配式楼盖一铺板式 将预制板直接放置在承重墙或楼面梁上 (1)板宽可从0.3m一整个房间开间 板长为2—6m 型式:实心,空心, (2)梁一般为简支梁,带悬臂脊简支梁 5.其他形式 第四节楼梯 受力特点
楼盖。 所谓单向，双向是指单抽板、双向板，这与梁间区格形式与大小有关，长边计算跨度 /短边计算跨度>2 时，按单向板设计，<2 时按双向板设计 (1)传力路径 (单向) 板-次梁-主梁-柱-基础 板被认为是支承在次梁及外墙上的多跨连续梁次梁被认为支承在主梁上的多跨连续梁 (2)传力路径(双向) 板-梁-柱-基础 荷载向两个方向传递，短跨分配的大些 梁可简化>为支承在柱及外墙上的多跨连续梁 2.井格梁楼盖 是由肋梁楼盖演变过来，是其一种特例，主要特点是两个方向梁的高度相等且一般等间 距布置，无主次梁之分，共同工作，形式整体，依靠周边支承或四角柱支承，可以解决大跨 度空间的设计要求 受力特点：整体受力属于空间受力体系，采用有限元法借助电子计算机完成。 构造尺寸：梁间距〉2m，梁高 h=(1/15_1/20)l 型式：正交正放 斜交正放 四角柱支承 正交斜放 斜交斜放 周边支承 3.密肋楼盖 梁间距〈1.5m 时称为密肋楼盖 适用于中等或较大跨度的公共建筑 普通 跨度可达 10m，预应力 跨度可达 15m 受力特点： 肋梁 密肋 无梁 最大 较大 较小 节省 节省 不节省 复杂 更复杂 简单 单向密肋梁楼盖 双向密肋楼盖 4.无梁楼盖 将板直接支承在柱子和墙上，且不设梁的楼盖结构为增大柱子的支承面积和减板跨在柱 顶设柱帽和托板，柱应尽量按方形网格布置。 间距 6m 左右较为轻济，板厚较大 120mm 优点：顶棚平整，室内净空大，采光、通风好，施工简单 4.装配式楼盖—铺板式 将预制板直接放置在承重墙或楼面梁上 (1)板宽可从 0.3m—整个房间开间 板长为 2—6m 型式：实心，空心， (2)梁一般为简支梁，带悬臂脊简支梁 5.其他形式 第四节 楼梯 一、受力特点
第二章混合结构体系(砖混) 1混合结构的结构特点 、结构构成及受力特点 这种结构体系主要由两类基本构件共同组合而形成空间:一类是墙、柱形成空间的垂直面,另一类 是梁、板,形成空间的水平面,墙或柱承受垂直的压力,梁和板承受弯曲力 墙体本身受到围隔空间的作用,同时又要承担屋顶的荷重,把围护结构和承重结构合并 在一起,正因为如此,混合结构在分隔空间灵活性上有很大的局限性 二、砌体 (一)砌块 1.实心砖 “秦砖汉瓦”青砖(炭的不完全燃烧)有金属之声 故宫砖墙回音壁(天坛皇穹宇垣墙施工精良磨砖对缝 烧结普通砖,非烧结硅酸盐砖。 2、承重粘土空心砖 早在战国时就出现了用长一米宽30—40厘米的大块空心砖砌铅的墓室。空心砖孔洞率10%-40%之 间减轻自重,隔声效果好,节约资源,保温隔热,“节能”又“环保”已经得到大面积推广 3、石材 抗压强度高,而久性好,给人以稳定感 4、其他砌块 砼砌块,砼空心砌块,加气砼砌块… 我国标准砖的尺寸为240×115×53mm )、砌体 (1)无筋砌体 2)配筋砌体 (3)组合砌体 (三)构造要求 1、墙体的局部尺寸限值 见教材P201表11-1-4 2、横墙间距〈1.5建筑物宽度 间距小,建筑刚性增强(抵抗变形) 3、纵墙尽可能贯通 4、适当加设壁柱 墙厚24cm,而大梁跨度〉6m时,梁支承处压加壁柱承受吊车荷载的墙体或承受风荷载 为主的的山墙应加壁柱 5、墙体设置偶佰缝,沉降缝 防止热胀冷缩50m(有保温间30m(无一)2—6cm 防止不均匀沉降5cm_12cm随层数变化 、楼盖 1.现浇楼盖 单向肋梁楼盖,双向肋梁楼盖 单向板2-3(1.7-2.5)
第二章 混合结构体系(砖混) 2—1 混合结构的结构特点 一、结构构成及受力特点 这种结构体系主要由两类基本构件共同组合而形成空间：一类是墙、柱形成空间的垂直面，另一类 是梁、板，形成空间的水平面，墙或柱承受垂直的压力，梁和板承受弯曲力。 墙体本身受到围隔空间的作用，同时又要承担屋顶的荷重，把围护结构和承重结构合并 在一起，正因为如此，混合结构在分隔空间灵活性上有很大的局限性。 二、砌体 （一）砌块 1.实心砖 “秦砖汉瓦” 青砖 (炭的不完全燃烧)有金属之声 故宫砖墙回音壁(天坛皇穹宇垣墙施工精良磨砖对缝 烧结普通砖，非烧结硅酸盐砖。 2、承重粘土空心砖 早在战国时就出现了用长一米宽 30—40 厘米的大块空心砖砌铅的墓室。空心砖孔洞率 10%—40%之 间 减轻自重，隔声效果好，节约资源，保温隔热，“节能”又“环保”已经得到大面积推广。 3、石材 抗压强度高，而久性好，给人以稳定感 4、其他砌块 砼砌块，砼空心砌块，加气砼砌块…… 我国标准砖的尺寸为 240×115×53mm （二）、砌体 (1)无筋砌体 (2)配筋砌体 (3)组合砌体 （三）构造要求 1、墙体的局部尺寸限值 见教材 P201 表 11—1—4 2、横墙间距〈1.5 建筑物宽度 间距小，建筑刚性增强(抵抗变形) 3、纵墙尽可能贯通 4、适当加设壁柱 墙厚 24cm，而大梁跨度〉6m 时，梁支承处压加壁柱承受吊车荷载的墙体或承受风荷载 为主的的山墙应加壁柱 5、墙体设置偶佰缝，沉降缝 防止热胀冷缩 50m(有保温间 30m(无一) 2—6cm 防止不均匀沉降 5cm_12cm 随层数变化 三、楼盖 1.现浇楼盖 单向肋梁楼盖，双向肋梁楼盖 单向板 2—3 (1.7—2.5)