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文檔簡介
房屋建筑工程主講:雷敏房屋建筑工程主講:雷敏什么是建筑?帕特農(nóng)神廟悉尼歌劇院德國新天鵝堡
比薩斜塔什么是建筑?帕特農(nóng)神廟悉尼歌劇院德國新天鵝堡比薩斜塔2008奧運(yùn)會(huì)主會(huì)場-鳥巢日本世界杯體育場
香港匯豐銀行上海中心(632米)2008奧運(yùn)會(huì)主會(huì)場-鳥巢日本世界杯體育場香港上海中心建筑的作用:遮風(fēng)避雨、防備野獸侵襲,滿足物質(zhì)和精神文化的需要
建筑結(jié)構(gòu):是房屋建筑的空間受力骨架體系,是建筑物存在的基礎(chǔ)
建筑物設(shè)計(jì)內(nèi)容:
建筑、結(jié)構(gòu)、設(shè)備(給排水、電、暖運(yùn))、通訊每部分設(shè)計(jì)要求:
功能要求、美觀、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保建筑的作用:建筑結(jié)構(gòu):建筑物設(shè)計(jì)內(nèi)容:每部分設(shè)計(jì)要求:結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)程序
方案設(shè)計(jì)(初步設(shè)計(jì))
包括結(jié)構(gòu)選型、結(jié)構(gòu)布置、主要構(gòu)件截面尺寸初設(shè)(估算)①結(jié)構(gòu)選型:上部結(jié)構(gòu)型式選擇+基礎(chǔ)選型②結(jié)構(gòu)布置(構(gòu)件):定位軸線;構(gòu)件布置;設(shè)置變形縫③截面尺寸估算:一般由變形、穩(wěn)定條件,結(jié)合經(jīng)驗(yàn)公式確定
結(jié)構(gòu)分析
計(jì)算各種作用下的結(jié)構(gòu)效應(yīng)核心問題:計(jì)算模型的確定(計(jì)算簡圖+計(jì)算理論)①計(jì)算簡圖:“假定和簡化”原則:接近實(shí)際,偏于安全、簡單②計(jì)算理論:線彈性、塑性、非線性理論
構(gòu)件設(shè)計(jì):截面設(shè)計(jì)+節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)(常指鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計(jì))
施工圖繪制
本學(xué)期將要學(xué)習(xí)的內(nèi)容結(jié)構(gòu)力學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理土木工程制圖技術(shù)設(shè)計(jì)
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)程序方案設(shè)計(jì)(初步設(shè)計(jì))包括結(jié)構(gòu)選型、結(jié)構(gòu)布置本課程主要內(nèi)容第一章建筑結(jié)構(gòu)體系與選型第二章建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概論
第三章鋼筋混凝土樓蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
第四章單層工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
第五章砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
第六章木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)本課程主要內(nèi)容第一章建筑結(jié)構(gòu)體系與選型第二章建筑結(jié)第一章建筑結(jié)構(gòu)體系與選型
混合結(jié)構(gòu)體系單層剛架結(jié)構(gòu)體系 桁架結(jié)構(gòu)體系拱式結(jié)構(gòu)體系 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)體系薄壁空間結(jié)構(gòu) 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)懸索結(jié)構(gòu)高層建筑結(jié)構(gòu)本章主要內(nèi)容
了解以下各種建筑結(jié)構(gòu)體系的特點(diǎn),并能根據(jù)建筑功能正確選擇結(jié)構(gòu)體系:第一章建筑結(jié)構(gòu)體系與選型混合結(jié)構(gòu)體系第一節(jié)概述
第一節(jié)概述應(yīng)用上,滿足空間和功能的需求安全上,符合承載和耐久的需要技術(shù)上,體現(xiàn)科技和工程的新發(fā)展造型上,與建筑藝術(shù)融為一體建造上,合理用材并與施工實(shí)際相結(jié)合應(yīng)用上,滿足空間和功能的需求一、結(jié)構(gòu)體系的分類(1)水平結(jié)構(gòu)體系
組成:板、梁、桁(網(wǎng))架作用:①豎直方向,承受樓面或屋面的豎向荷載,并傳給豎向承重體系②水平方向,起隔板作用,并保持豎向結(jié)構(gòu)穩(wěn)定一、結(jié)構(gòu)體系的分類(1)水平結(jié)構(gòu)體系組成:板、梁、桁(網(wǎng)(3)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)體系
組成:獨(dú)立基礎(chǔ)、條形基礎(chǔ)、交叉基礎(chǔ)、片筏基礎(chǔ)、箱形基礎(chǔ)(淺埋)以及樁、沉井(深埋)作用:①把上述兩類結(jié)構(gòu)體系傳來的重力荷載全部傳給地基②承受地面以上的上部結(jié)構(gòu)傳來的水平作用力,并把它們傳給地基③限制整個(gè)結(jié)構(gòu)的沉降,避免不允許的不均勻沉降和結(jié)構(gòu)的滑移(2)豎向結(jié)構(gòu)體系
組成:柱、墻、筒體作用:①豎直方向,承受水平結(jié)構(gòu)體系傳來的全部荷載,并傳給基礎(chǔ)體系②水平方向,抵抗水平作用力,并傳給基礎(chǔ)體系(3)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)體系組成:獨(dú)立基礎(chǔ)、條形基礎(chǔ)、交叉基礎(chǔ)、片筏建筑結(jié)構(gòu)分類1.按主要建筑材料劃分
鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、砌體(包括磚、砌塊、石等)結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)、塑料結(jié)構(gòu)、薄膜充氣結(jié)構(gòu)、生土結(jié)構(gòu)2.按建筑體形劃分單層結(jié)構(gòu)--多用于單層工業(yè)廠房、食堂等多層結(jié)構(gòu)--一般2~9層高層結(jié)構(gòu)--一般10層以上大跨結(jié)構(gòu)建筑結(jié)構(gòu)分類1.按主要建筑材料劃分鋼筋3.按主體結(jié)構(gòu)形式劃分
墻體結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)、深梁結(jié)構(gòu)、筒體結(jié)構(gòu)、拱結(jié)構(gòu)、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、空間薄壁(包括折板)結(jié)構(gòu)、鋼索結(jié)構(gòu)等3.按主體結(jié)構(gòu)形式劃分墻體結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)二、影響建筑結(jié)構(gòu)選型的因素1.滿足建筑物的使用要求2.建筑結(jié)構(gòu)形式對建筑風(fēng)格和建筑藝術(shù)的影響排架結(jié)構(gòu)落地拱
木結(jié)構(gòu)剛架
鋼筋混凝土落地拱鋼筋混凝土雙曲扁殼
二、影響建筑結(jié)構(gòu)選型的因素1.滿足建筑物的使用要求2.3.建筑結(jié)構(gòu)材料及其他因素對結(jié)構(gòu)選型的影響4.建筑施工的生產(chǎn)技術(shù)水平以及經(jīng)濟(jì)指標(biāo)(1)要考慮一次投資費(fèi)用及全壽命期的費(fèi)用(設(shè)計(jì)、施工、使用、維修)(2)除了核算建造成本外,還要衡量是否節(jié)省材料消耗和節(jié)約勞動(dòng)力等。從長遠(yuǎn)利益考慮,還要節(jié)約資源(3)應(yīng)綜合考慮一次性初始投資和建設(shè)速度的關(guān)系,以便較快回收投資
結(jié)構(gòu)選型,既要考慮建筑上的使用功能,也要考慮結(jié)構(gòu)上的安全合理,施工上的可能條件,還應(yīng)注意結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)效益和藝術(shù)上的造型美觀。3.建筑結(jié)構(gòu)材料及其他因素對結(jié)構(gòu)選型的影響4.建筑施工第二節(jié)混合結(jié)構(gòu)體系
混合結(jié)構(gòu)體系又稱磚混結(jié)構(gòu),是指房屋的墻、柱和基礎(chǔ)等豎向承重構(gòu)件采用砌體結(jié)構(gòu),而屋蓋、樓蓋等水平承重構(gòu)件則采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)(或鋼結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu))所組成的房屋承重結(jié)構(gòu)體系。定義
一、混合結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)和應(yīng)用范圍(1)主要承重結(jié)構(gòu)(墻體)是用磚砌,取材方便。(2)造價(jià)低廉、施工簡單,有很好的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。(3)保溫隔熱效果較好。優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)(1)磚砌體強(qiáng)度較低,磚墻承重使房屋層數(shù)受到限制。(2)抗震性能較差,在地震區(qū)使用限制更加嚴(yán)格。(3)混合結(jié)構(gòu)墻體主要靠手工砌筑,工程進(jìn)度慢。(4)磚材料取土?xí)茐霓r(nóng)田,且消耗大量能源。第二節(jié)混合結(jié)構(gòu)體系混合結(jié)構(gòu)體系又稱磚二、混合結(jié)構(gòu)房屋的墻體布置
橫墻承重方案
縱墻承重方案
縱橫墻承重方案
內(nèi)框架承重方案
底部框架承重方案二、混合結(jié)構(gòu)房屋的墻體布置橫墻承重方案縱墻承重方案1.橫墻承重方案
特點(diǎn):(1)橫墻是主要承重墻,縱墻起圍護(hù)、隔斷和將橫墻連成整體的作用。(2)與縱墻承重方案相比,橫墻承重方案房屋的橫向剛度大、整體性好,對抵抗風(fēng)荷載、地震作用和調(diào)整地基不均勻沉降更為有利。適用:
房間開間尺寸較規(guī)則的住宅、宿舍、旅館等1.橫墻承重方案特點(diǎn):適用:2.縱墻承重方案
樓面荷載(豎向)傳遞路線特點(diǎn):(1)縱墻是主要承重墻,橫墻的間距較大,布置靈活(2)屋蓋、樓蓋的用料較多,墻體用料少,因橫墻少,橫向剛度較差
適用:使用上要求有較大開間的房屋(教學(xué)樓)2.縱墻承重方案樓面荷載(豎向)傳遞路線特點(diǎn):3.縱橫墻承重方案
樓面荷載(豎向)傳遞路線特點(diǎn):平面布置比橫墻承重時(shí)靈活;房屋的整體性和空間剛度比縱墻承重時(shí)更好3.縱橫墻承重方案樓面荷載(豎向)傳遞路線特點(diǎn):4.內(nèi)框架承重方案樓面荷載(豎向)傳遞路線特點(diǎn):(1)因內(nèi)墻由鋼筋混凝土框架代替,可以取得較大的室內(nèi)空間和凈高,且材料用量少,結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)。(2)因豎向承重構(gòu)件材料不同,容易產(chǎn)生不均勻沉降,且增加難度。(3)因橫墻較少,房屋的空間剛度較小,建筑物抗震能力較差。適用:旅館、商店和多層工業(yè)建筑4.內(nèi)框架承重方案樓面荷載(豎向)傳遞路線特點(diǎn):適用:5.底部框架承重體系結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層處豎向荷載的傳遞路線特點(diǎn):(1)墻和柱都是主要承重構(gòu)件。柱代替內(nèi)外墻體,可獲得較大使用空間(2)底部結(jié)構(gòu)形式的變化,房屋抗側(cè)剛度變化明顯,上剛下柔,抗震不利適用:底層為商店、展覽廳、食堂,而上面各層為宿舍、辦公室等的房屋5.底部框架承重體系結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層處豎向荷載的傳遞路線特點(diǎn):6.混合結(jié)構(gòu)房屋的承重體系選擇依據(jù)(1)滿足建筑物的使用要求及建筑設(shè)計(jì)特色;(2)承重體系的特點(diǎn)及適用范圍(3)綜合考慮房屋的地基條件、所在地區(qū)的抗震要求、材料、施工和造價(jià)等因素6.混合結(jié)構(gòu)房屋的承重體系選擇依據(jù)(1)滿足建筑物的使用第三節(jié)單層剛架結(jié)構(gòu)體系梁、柱之間為剛性連接的結(jié)構(gòu),稱為剛架定義:多層多跨的剛架結(jié)構(gòu)常稱為框架;單層剛架也稱門式剛架
分類:當(dāng)梁與柱之間為鉸接的單層結(jié)構(gòu),一般稱為排架第三節(jié)單層剛架結(jié)構(gòu)體系梁、柱之間為剛性連接的結(jié)構(gòu),稱一、門式剛架的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、種類及適用范圍
鋼筋混凝土無鉸剛架
(1)基礎(chǔ)承受彎矩較大,因此基礎(chǔ)大、耗料多,不夠經(jīng)濟(jì);(2)屬超靜定結(jié)構(gòu),對地基的不均勻沉降和溫度變化引起的內(nèi)力變化較大。適用:地基條件較差時(shí),必須考慮其影響一、門式剛架的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、種類及適用范圍鋼筋混凝土無鉸剛
鋼筋混凝土兩鉸剛架
(1)超靜定結(jié)構(gòu),對地基不均勻沉降引起的結(jié)構(gòu)內(nèi)力也必須考慮;(2)兩鉸剛架基礎(chǔ)材料用量較少,和三鉸剛架相比,其結(jié)構(gòu)剛度較大。適用:跨度較大的房屋
鋼筋混凝土三鉸剛架
(1)靜定結(jié)構(gòu),基礎(chǔ)的不均勻沉降對結(jié)構(gòu)不引起附加內(nèi)力;(2)當(dāng)跨度較大時(shí),半榀三鉸剛架的懸臂太長,吊裝內(nèi)力較大,(3)剛度較差。適用:跨度較小及地基較差的房屋鋼筋混凝土兩鉸剛架(1)超靜定結(jié)構(gòu),對地基不均勻沉降引起二、門式剛架的形式及截面尺寸構(gòu)件材料:鋼結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面:實(shí)腹式剛架、空腹式剛架、格構(gòu)式剛架、等截面與變截面剛架建筑形體:平頂、坡頂、拱頂、單跨與多跨施工技術(shù):預(yù)應(yīng)力剛架和非預(yù)應(yīng)力剛架分類二、門式剛架的形式及截面尺寸構(gòu)件材料:鋼結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)分1.鋼剛架結(jié)構(gòu)實(shí)腹式格構(gòu)式
制造和安裝也比較方便;適用于跨度不很大的結(jié)構(gòu)剛度大、耗鋼少;適用范圍較大1.鋼剛架結(jié)構(gòu)實(shí)腹式格構(gòu)式制造和安裝也比較方便;適用于2.鋼筋混凝土剛架
適用:跨度不超過18m、檐高不超過10m的無吊車或吊車起重量不超過100kN的建筑截面尺寸:(1)梁高h(yuǎn)(2)柱底截面高度h1(3)梁柱截面寬度b
(4)橫梁的加腋長度(5)拱式門架的起拱高度(矢高)f2.鋼筋混凝土剛架適用:截面尺寸:三、剛架的結(jié)構(gòu)布置和構(gòu)造(一)結(jié)構(gòu)布置等間距、等跨度的結(jié)構(gòu)布置方案主次結(jié)構(gòu)布置方案門式剛架的合理高跨比h/l=0.75奧地利維也納市大會(huì)堂
三、剛架的結(jié)構(gòu)布置和構(gòu)造(一)結(jié)構(gòu)布置等間距、等跨度的結(jié)(二)剛架節(jié)點(diǎn)的連接構(gòu)造
使節(jié)點(diǎn)構(gòu)造與結(jié)構(gòu)計(jì)算簡圖一致使制造、運(yùn)輸、安裝方便鋼剛架節(jié)點(diǎn)
鋼筋混凝土剛架節(jié)點(diǎn)(二)剛架節(jié)點(diǎn)的連接構(gòu)造使節(jié)點(diǎn)構(gòu)造與結(jié)構(gòu)計(jì)算簡圖一致鋼四、單層剛架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)例民航客機(jī)維修車間的三種設(shè)計(jì)方案
整個(gè)廠房較高,室內(nèi)空間不能充分利用,故不經(jīng)濟(jì)(a)桁架方案(b)懸索方案(c)剛架方案
建筑形式符合機(jī)身形狀,充分利用建筑空間跨度小,要求高強(qiáng)度鋼索,材料價(jià)格高對施工條件和技術(shù)的要求較高
建筑形式符合機(jī)身形狀,充分利用建筑空間對材料和施工都沒有特別要求四、單層剛架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)例民航客機(jī)維修車間的三種設(shè)計(jì)方案第四節(jié)桁架結(jié)構(gòu)體系組成:豎桿、水平桿和斜桿
優(yōu)點(diǎn):桁架整體結(jié)構(gòu),荷載作用下受彎、受剪;桁架結(jié)構(gòu)中的桿件,只承受軸向力,不承受彎矩、剪力和扭矩
受彎轉(zhuǎn)化為局部構(gòu)件的受壓或受拉,從而有效地發(fā)揮出材料的潛力,增大了結(jié)構(gòu)的跨度缺點(diǎn):結(jié)構(gòu)高度大,側(cè)向剛度小
增加了屋面及圍護(hù)墻的用料,同時(shí)也增加了設(shè)備負(fù)荷;側(cè)向剛度小,平面外穩(wěn)定性差,需要設(shè)置支撐。第四節(jié)桁架結(jié)構(gòu)體系組成:豎桿、水平桿和斜桿優(yōu)點(diǎn)桁架分類:①平面桁架——用于平面屋架②空間桁架——用于空間網(wǎng)架屋架分類:
鋼屋架、木屋架、鋼木屋架、鋼筋混凝土屋架、預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土屋架桁架分類:①平面桁架——用于平面屋架屋架分類:一、桁架結(jié)構(gòu)的形式與受力特點(diǎn)(a)三角形屋架(b)平行弦屋架(矩形)(d)拱形屋架(e)下?lián)问轿菁埽╢)無斜腹桿屋架(c)梯形屋架(再分式)1.桁架形式
一、桁架結(jié)構(gòu)的形式與受力特點(diǎn)(a)三角形屋架屋架的主要荷載類型:均勻分布的節(jié)點(diǎn)荷載(1)弦桿軸力(2)腹桿內(nèi)力Y=±V0
2.桿件內(nèi)力
屋架的主要荷載類型:均勻分布的節(jié)點(diǎn)荷載(1)弦桿軸力(平行弦屋架:弦桿內(nèi)力由兩端向跨度中間增大,腹桿內(nèi)力由中間向兩端增大。簡支梁內(nèi)力圖3.不同屋架內(nèi)力分布
平行弦屋架:簡支梁內(nèi)力圖3.不同屋架內(nèi)力分布拋物線屋架:內(nèi)力分布均勻:因其形狀與同等簡支梁的彎矩圖形相似三角形屋架:弦桿內(nèi)力由中間向兩端增大,腹桿內(nèi)力由兩端向中間增大拋物線屋架:三角形屋架:結(jié)論:拋物線屋架的形狀符合內(nèi)力變化的規(guī)律結(jié)論:拋物線屋架的形狀符合內(nèi)力變化的規(guī)律二、屋架結(jié)構(gòu)的選型、基本尺寸及布置(一)屋架結(jié)構(gòu)的選型
屋架結(jié)構(gòu)的受力
屋面防水構(gòu)造
材料的耐久性及使用環(huán)境
屋架結(jié)構(gòu)的跨度(二)屋架結(jié)構(gòu)的基本尺寸
矢高——由結(jié)構(gòu)剛度條件確定
坡度——與屋面防水構(gòu)造相適應(yīng)
節(jié)間長度
矢高大,弦桿受力小,腹桿長細(xì)比大,易壓曲;矢高小,弦桿受力大、截面大,且屋架剛度小、變形大矢高一般取跨度的1/10~1/5
瓦類屋面≮1/3;大型屋面板并做卷材防水時(shí),屋面坡度為1/12~1/8
上弦受壓,節(jié)間長度小些;下弦受拉,節(jié)間長度大些,為1.5~4m二、屋架結(jié)構(gòu)的選型、基本尺寸及布置(一)屋架結(jié)構(gòu)的選型(三)屋架結(jié)構(gòu)的布置屋架結(jié)構(gòu)布置內(nèi)容:屋架結(jié)構(gòu)的跨度、間距、標(biāo)高結(jié)構(gòu)布置影響因素:建筑外觀造型及建筑使用功能要求1.屋架跨度應(yīng)根據(jù)工藝使用和建筑要求確定,一般以3m為模數(shù)2.屋架間距與房屋縱向柱列的間距一致,屋架直接擱置在柱頂屋架間距即為屋面板或檁條的跨度,常見的為6、7.5、9、12m
3.屋架支座計(jì)算簡化:屋架的支座簡化為鉸接支座實(shí)際工程:跨度較小時(shí),常把屋架直接擱置在墻、垛、柱或圈梁上跨度較大時(shí),應(yīng)采取專門的構(gòu)造措施,以滿足屋架端部的轉(zhuǎn)動(dòng)要求(三)屋架結(jié)構(gòu)的布置屋架結(jié)構(gòu)布置內(nèi)容:屋架結(jié)構(gòu)的跨度、間距(四)屋架結(jié)構(gòu)的支撐支撐的作用:(1)保證屋蓋的空間剛度與整體穩(wěn)定;(2)抵抗并傳遞由屋蓋沿房屋縱向傳來的側(cè)向水平力;(3)防止桁架上弦平面外的壓曲,防止桁架下弦平面外的振動(dòng)。(四)屋架結(jié)構(gòu)的支撐支撐的作用:三、屋架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)實(shí)例貝寧體育館(梭形立體鋼桁架)
上海大劇院(交叉剛接鋼桁架)
三、屋架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)實(shí)例貝寧體育館(梭形立體鋼桁架)上海第五節(jié)拱式結(jié)構(gòu)體系趙州橋(公元605~616年)
羅馬萬神廟(公元120~124年重建)
第五節(jié)拱式結(jié)構(gòu)體系趙州橋(公元605~616年)悉尼歌劇院(1957年)
悉尼歌劇院(1957年)一、拱結(jié)構(gòu)的類型及其受力特點(diǎn)(a)三鉸拱(b)兩鉸拱(c)無鉸拱1.拱的結(jié)構(gòu)類型秦始皇兵馬俑博物館展覽廳(三鉸拱)一、拱結(jié)構(gòu)的類型及其受力特點(diǎn)(a)三鉸拱拱與梁的主要區(qū)別:內(nèi)力:拱的主要內(nèi)力是軸向壓力,彎矩和剪力很小或?yàn)榱悖涣旱闹饕獌?nèi)力是彎矩和剪力支座:拱有水平反力(推力);梁支座一般無水平反力(a)簡支梁受力特點(diǎn)(b)拱的受力特點(diǎn)(c)拱的傳力路線拱與梁的主要區(qū)別:(a)簡支梁受力特點(diǎn)(b)拱的受力特點(diǎn)2.拱的受力特點(diǎn)
拱腳處的水平推力(1)在豎向荷載作用下,拱腳支座內(nèi)將產(chǎn)生水平推力。(2)當(dāng)結(jié)構(gòu)跨度與荷載條件一定時(shí),為定值,拱腳水平推力H與拱的矢高
f成反比。2.拱的受力特點(diǎn)拱腳處的水平推力(1)在豎向荷載作用
拱身截面的內(nèi)力
(1)拱身內(nèi)的彎矩小于跨度同等情況下簡支梁內(nèi)的彎矩。改變拱的軸線,可使截面彎矩為零,即拱桿只受軸力。(2)拱身截面內(nèi)的剪力小于同等情況下簡支梁的剪力。(3)拱身截面內(nèi)有較大的軸力,而簡支梁沒有軸力。拱身截面的內(nèi)力(1)拱身內(nèi)的彎矩小于跨度二、拱軸形式1.拱的合理軸線2.拱的矢高定義:在一定的荷載作用下,使拱截面內(nèi)僅有軸力、沒有彎矩的拱軸線※
不同的結(jié)構(gòu)形式、不同的荷載作用下,合理拱軸線不同三鉸拱確定因素:建筑造形和構(gòu)造要求,以及結(jié)構(gòu)的受力合理性二、拱軸形式1.拱的合理軸線2.拱的矢高定義:在一三、平衡拱腳水平推力的結(jié)構(gòu)處理(一)水平推力由拉桿直接承擔(dān)(a)室內(nèi)拉桿拱(b)地下拉桿拱優(yōu)點(diǎn):節(jié)省支承結(jié)構(gòu)用料缺點(diǎn):室內(nèi)空間欠佳適用:食堂、禮堂、倉庫、車間等建筑(二)推力由水平結(jié)構(gòu)承擔(dān)三、平衡拱腳水平推力的結(jié)構(gòu)處理(一)水平推力由拉桿直接承擔(dān)(三)推力由豎向結(jié)構(gòu)承擔(dān)1.斜柱墩特點(diǎn):拱腳推力與豎載的合力為斜向,傳力直接,用料經(jīng)濟(jì),造型輕巧2.邊跨結(jié)構(gòu)特點(diǎn):豎向結(jié)構(gòu)的抗側(cè)向剛度需足夠大(三)推力由豎向結(jié)構(gòu)承擔(dān)1.斜柱墩特點(diǎn):拱腳推力與豎載3.推力直接傳給基礎(chǔ)──落地拱
適用:地質(zhì)條件較好或拱腳水平推力較小時(shí)特點(diǎn):落地拱的上部作屋蓋,下部作外墻柱;拱腳推力的位置降到鉸基礎(chǔ),省去了抗推力結(jié)構(gòu),且簡化了基礎(chǔ)處理。特別適用于大跨度拱
形狀:雙鉸拱或三鉸拱,其拱軸線形都采用懸鏈線或拋物線3.推力直接傳給基礎(chǔ)──落地拱適用:地質(zhì)條件較好或拱四、拱結(jié)構(gòu)的形式與主要尺寸(一)拱的主要尺寸1.拱的矢高a.兩鉸、三鉸拱一般矢高f取為f=(1/3~1/2)L,且f≥L/10
經(jīng)濟(jì)高度為f=(1/7~1/3)Lb.落地拱一般矢高f取為f=(1/7~1/3)L
2.拱身截面b=h/2h=(1/80~1/30)L
四、拱結(jié)構(gòu)的形式與主要尺寸(一)拱的主要尺寸1.拱的矢(二)拱的形式按計(jì)算簡圖分類,有無鉸拱、兩鉸拱和三鉸拱按應(yīng)用材料分類,有鋼筋混凝土拱結(jié)構(gòu)、鋼拱結(jié)構(gòu)、膠合木拱結(jié)構(gòu)、磚石砌體拱結(jié)構(gòu)按拱身截面分類,有格構(gòu)式和實(shí)腹式拱、等截面和變截面拱按穩(wěn)定性分類,有梁式拱、板式拱1.梁式拱肋形拱格構(gòu)式拱(二)拱的形式按計(jì)算簡圖分類,有無鉸拱、兩鉸拱和三鉸拱1.2.板式拱特點(diǎn):把拱身做成立體形式,以解決拱身平面外的剛度與穩(wěn)定問題做法:屋面板與拱合二為一,既是承重的拱結(jié)構(gòu),其本身又是屋面板筒拱布加勒斯特航站樓筒殼屋蓋雙波拱意大利都靈展覽館箱形拱巴黎國家工業(yè)與技術(shù)展覽中心展覽大廳2.板式拱特點(diǎn):把拱身做成立體形式,以解決拱身平面外的剛五、拱結(jié)構(gòu)布置1.拱式結(jié)構(gòu)的支撐系統(tǒng)目的:2.并列布置蒙哥瑪利體育館適用:矩形平面建筑多采用等間距、等跨度、并列布置的平面拱結(jié)構(gòu)
(1)保證拱在軸線平面外的受壓穩(wěn)定性;(2)可增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的縱向剛度,傳遞作用于山墻上的風(fēng)荷載五、拱結(jié)構(gòu)布置1.拱式結(jié)構(gòu)的支撐系統(tǒng)目的:2.3.徑向布置、環(huán)向布置適用:非矩形平面(如正多邊形、圓形、扇形等)建筑羅馬大角斗場各拱肋相互交叉,具有空間剛度和穩(wěn)定性
各拱沿周圈排列,拱腳互抵,推力相消蒙特利爾市賽車場3.徑向布置、環(huán)向布置適用:非矩形平面(如正多邊形、圓形4.多叉布置佛羅倫薩市主教堂4.多叉布置佛羅倫薩市主教堂第六節(jié)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)體系一、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)與適用范圍特點(diǎn):網(wǎng)架結(jié)構(gòu)是一種新型大跨度空間結(jié)構(gòu),剛性大、變形小、應(yīng)力分布較均勻,能大幅度地減輕結(jié)構(gòu)自重和節(jié)省材料。分類:單層曲面網(wǎng)架、雙層平板網(wǎng)架和雙層穹窿網(wǎng)架等(a)雙層平板網(wǎng)架(b)單層曲面網(wǎng)架(雙曲)(c)單層曲面網(wǎng)架(單曲)第六節(jié)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)體系一、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)與適用范圍特點(diǎn):網(wǎng)架結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn):
(1)網(wǎng)架是多向受力的空間結(jié)構(gòu),跨度一般可達(dá)到30~60m;屬高次超靜定結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)安全度特別大(2)網(wǎng)架整體空間作用強(qiáng),受力為各向同性,應(yīng)力分布均勻(3)各個(gè)桿件既受力,又互為支撐,不需另設(shè)置支撐系統(tǒng);整體性強(qiáng),穩(wěn)定性好,空間剛度大,適于抗震
(4)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的桿件尺寸小、且規(guī)格類型化,適合于工廠化生產(chǎn)、地面拼裝和整體吊裝或提升(5)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)對建筑平面的適應(yīng)性強(qiáng),造型表現(xiàn)力豐富;高跨比小,能有效地利用建筑空間,建筑設(shè)計(jì)有極大的靈活性與通用性(6)平板網(wǎng)架是一種無推力的空間結(jié)構(gòu),邊緣構(gòu)件簡單網(wǎng)架結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn):(1)網(wǎng)架是多向受力的空間結(jié)構(gòu),跨度一般可達(dá)二、平板式空間網(wǎng)架的結(jié)構(gòu)形式(一)交叉桁架體系網(wǎng)架組成:由許多上下弦平行的平面桁架相互交叉連成一體1.兩向正交正放網(wǎng)架適用:正方形或接近正方形的矩形建筑平面二、平板式空間網(wǎng)架的結(jié)構(gòu)形式(一)交叉桁架體系網(wǎng)架組成:2.兩向正交斜放網(wǎng)架3.三向交叉網(wǎng)架組成:三個(gè)方向平面桁架交叉適用:空間剛度大、桿件內(nèi)力均勻,適合多種建筑平面形狀2.兩向正交斜放網(wǎng)架3.三向交叉網(wǎng)架組成:三個(gè)方向平(二)角錐體系網(wǎng)架組成:由四角錐單元、三角錐單元或六角錐單元組成的空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)分類:四角錐網(wǎng)架、三角錐網(wǎng)架、六角錐網(wǎng)架
(a)三角錐單元(b)六角錐單元(c)四角錐單元(d)四角錐單元拼裝(二)角錐體系網(wǎng)架組成:由四角錐單元、三角錐單元或六角錐單1.四角錐網(wǎng)架正放四角錐網(wǎng)架斜放四角錐網(wǎng)架1.四角錐網(wǎng)架正放四角錐網(wǎng)架斜放四角錐網(wǎng)架
正放四角錐網(wǎng)架特點(diǎn):桿件內(nèi)力均勻;屋面板規(guī)格較統(tǒng)一;上下弦桿等長,無豎桿,構(gòu)造較簡單。
斜放四角錐網(wǎng)架特點(diǎn):各個(gè)錐體不再是錐底的邊與邊相連,而是錐底的角與角相接受壓的上弦桿長度小于受拉的下弦桿,受力更為合理;節(jié)點(diǎn)交匯的桿件數(shù)量少,用鋼量少,經(jīng)濟(jì)指標(biāo)好,構(gòu)造簡單;斜放四角錐網(wǎng)架形式新穎。適用:中小跨度和矩形平面的建筑可以是周邊支承或邊支承與點(diǎn)支承相結(jié)合適用:平面接近正方形的中小跨度、周邊支承的建筑正放四角錐網(wǎng)架特點(diǎn):桿件內(nèi)力均勻;斜放四角錐網(wǎng)架特點(diǎn)2.六角錐網(wǎng)架特點(diǎn):網(wǎng)架桿件多,節(jié)點(diǎn)構(gòu)造復(fù)雜,屋面板為六角形或三角形,施工較困難適用:僅在建筑有特殊要求時(shí)采用3.三角錐網(wǎng)架特點(diǎn):受力均勻,剛度好,桿件規(guī)格少,構(gòu)造簡單2.六角錐網(wǎng)架特點(diǎn):網(wǎng)架桿件多,節(jié)點(diǎn)構(gòu)造復(fù)雜,3.三角三、平板網(wǎng)架的支承方式和支座周邊支承四點(diǎn)或多點(diǎn)支承三、平板網(wǎng)架的支承方式和支座周邊支承四點(diǎn)或多點(diǎn)支承四、平板網(wǎng)架的桿件與節(jié)點(diǎn)(a)焊接鋼板節(jié)點(diǎn)(b)螺栓球節(jié)點(diǎn)(c)焊接球節(jié)點(diǎn)(d)四角錐連接方式四、平板網(wǎng)架的桿件與節(jié)點(diǎn)(a)焊接鋼板節(jié)點(diǎn)五、平板網(wǎng)架的主要尺寸確定因素:網(wǎng)架的形式、網(wǎng)架高度、腹桿布置及建筑平面形狀、支承條件、跨度大小、屋面材料、荷載大小、有無懸掛吊車、施工條件等1.平板網(wǎng)架的高跨比2.平板網(wǎng)架網(wǎng)格尺寸與網(wǎng)架短向跨度比3.腹桿布置4.網(wǎng)架的起拱五、平板網(wǎng)架的主要尺寸確定因素:網(wǎng)架的形式、網(wǎng)架高度、腹桿六、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的工程實(shí)例上海體育館廣州白云機(jī)場機(jī)庫六、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的工程實(shí)例上海體育館廣州白云機(jī)場機(jī)庫第七節(jié)薄壁空間結(jié)構(gòu)一、薄殼結(jié)構(gòu)的概念定義:一般是由上下兩個(gè)幾何曲面構(gòu)成的空間薄壁結(jié)構(gòu)當(dāng)厚度t遠(yuǎn)小于殼體的最小曲率半徑時(shí),稱為薄殼。
前者主要受彎曲內(nèi)力,包括雙向彎矩和扭矩;后者主要承受曲面內(nèi)的軸力(雙向法向力)和順剪力作用,彎矩和扭矩都很小平板結(jié)構(gòu)與薄殼結(jié)構(gòu)的受力區(qū)別:特點(diǎn):僅承受曲面內(nèi)的軸力,內(nèi)力均勻,節(jié)約材料;強(qiáng)度高、剛度大,既經(jīng)濟(jì)又合理第七節(jié)薄壁空間結(jié)構(gòu)一、薄殼結(jié)構(gòu)的概念定義:一般是由上二、薄殼空間結(jié)構(gòu)的曲面形式1.旋轉(zhuǎn)曲面二、薄殼空間結(jié)構(gòu)的曲面形式1.旋轉(zhuǎn)曲面2.直紋曲面柱曲面錐面扭面2.直紋曲面柱曲面錐面扭面3.平移曲面4.切割或組合曲面3.平移曲面4.切割或組合曲面三、薄殼結(jié)構(gòu)的內(nèi)力曲面的內(nèi)力共8對:軸向力Nx、Ny,順剪力Sxy=Syx,橫剪力Vx、Vy,彎矩Mx、My
以及扭矩Mxy=Myx
當(dāng)t<R/20,并滿足一定條件時(shí):薄膜內(nèi)力:軸向力Nx、Ny和順剪力Sxy=Syx
,殼體結(jié)構(gòu)中的主要內(nèi)力
三、薄殼結(jié)構(gòu)的內(nèi)力曲面的內(nèi)力共8對:軸向力Nx、Ny,順剪四、筒殼結(jié)構(gòu)(又名柱面殼)(一)筒殼的結(jié)構(gòu)組成由殼身、側(cè)邊構(gòu)件及橫隔三個(gè)部分組成
四、筒殼結(jié)構(gòu)(又名柱面殼)(一)筒殼的結(jié)構(gòu)組成由殼身、(二)筒殼的分類及受力特點(diǎn)筒殼橫向似拱,在殼身內(nèi)產(chǎn)生環(huán)向壓力;
縱向似梁,把上部豎向荷載通過縱向梁傳給橫隔筒殼結(jié)構(gòu)是橫向拱與縱向梁作用的綜合
跨長與波長的比值較大時(shí),筒殼像弧形截面梁一樣受力;比值較小時(shí),筒殼的空間工作性能(拱的作用)較明顯1.長筒殼l1/l2≥32.短筒殼l1/l2≤1/23.中長筒殼1/2<l1/l2<3(二)筒殼的分類及受力特點(diǎn)筒殼橫向似拱,在殼身內(nèi)產(chǎn)生環(huán)向壓(三)筒殼的結(jié)構(gòu)布置折縫形變懸挑(三)筒殼的結(jié)構(gòu)布置折縫形變懸挑并列組合
懸挑并列組合懸挑交貫組合交貫組合五、圓頂薄殼結(jié)構(gòu)(a)平滑圓頂(b)肋形圓頂(c)多面圓頂肋形圓頂組成:徑向肋系、環(huán)向肋系和殼板多面圓頂組成:數(shù)個(gè)拱形薄殼相交(二)圓頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)組成(一)圓頂結(jié)構(gòu)形式與特點(diǎn)組成:殼身、支座環(huán)、下部支承構(gòu)件五、圓頂薄殼結(jié)構(gòu)(a)平滑圓頂“支座環(huán)”作用:
箍住圓頂,有效阻止豎向荷載作用下的裂縫開展及破壞,保證殼體基本上處于受壓的工作狀態(tài),實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)空間平衡“支座環(huán)”作用:(三)圓頂?shù)氖芰μ攸c(diǎn)(a)受力破壞示意(b)法向應(yīng)力狀態(tài)(c)環(huán)向應(yīng)力狀態(tài)(d)殼面單元體的主要內(nèi)力支座環(huán)對球殼內(nèi)力的影響(四)圓頂殼板的主要尺寸及構(gòu)造要求(自學(xué))
(三)圓頂?shù)氖芰μ攸c(diǎn)(a)受力破壞示意(b)法向應(yīng)(五)圓頂?shù)墓こ虒?shí)例新疆某機(jī)械廠金工車間羅馬奧林匹克小體育宮法蘭克福市霍希斯特染料廠游藝大廳(五)圓頂?shù)墓こ虒?shí)例新疆某機(jī)械廠金工車間羅馬奧林匹克小體房屋建筑工程課件羅馬萬神廟羅馬比薩教堂洗禮宮羅馬萬神廟羅馬比薩教堂洗禮宮六、折板結(jié)構(gòu)(一)組成定義:由許多薄平板以一定角度整體連接而成的空間結(jié)構(gòu)體系組成:由折板、邊梁和橫隔組成折板作用:沿橫向按簡支板或連續(xù)板受力;沿縱向按簡支梁或連續(xù)梁受力。六、折板結(jié)構(gòu)(一)組成定義:由許多薄平板以一定角度整體連
邊梁(或邊棱)作用:①作板的橫向支座;②連接相鄰斜板,加強(qiáng)縱向剛度;③增強(qiáng)平面外剛度;④對折板起加勁的作用。
橫隔作用:①使折板雙向受力;②作板的縱向支座,承受并傳遞順剪力;③加強(qiáng)橫向剛度,保持折板的幾何形狀。邊梁(或邊棱)作用:橫隔作用:(二)折板結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)及分類1.雙向受力與傳力2.折縫的保證作用
豎載傳遞路線:橫向多跨連續(xù)板折縫及兩側(cè)斜板承擔(dān),板縱橫雙向受力橫向傳力:靠多跨連續(xù)板傳力縱向傳力:依靠折縫及兩側(cè)斜板傳力橫向:作為連續(xù)的支座;縱向:使各塊斜板連成整體,保證其縱向剛度。由于折板是平板,需要折縫起重要的加勁作用(二)折板結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)及分類1.雙向受力與傳力2.3.橫隔的保證作用
分類:當(dāng)l1/l2≥1時(shí),為長折板;當(dāng)l1/l2<1時(shí),為短折板
折板結(jié)構(gòu)跨度l1常是波長l2的好幾倍,即為長折板結(jié)構(gòu),受力性能與長筒殼相似按施工方法分類:現(xiàn)澆整體式、預(yù)制裝配式和裝配整體式折板結(jié)構(gòu)的截面形式3.橫隔的保證作用分類:折板(三)折板結(jié)構(gòu)的構(gòu)造折板結(jié)構(gòu)形式的主要參數(shù):傾角、高跨比f/l1及板厚t與板寬b之比t/b(四)折板結(jié)構(gòu)的布置1.外伸懸挑(三)折板結(jié)構(gòu)的構(gòu)造折板結(jié)構(gòu)形式的主要參數(shù):(四)折板結(jié)構(gòu)2.形變3.并列組合4.反向并列組合2.形變3.并列組合4.反向并列組合(五)折板結(jié)構(gòu)的工程實(shí)例巴黎聯(lián)合國教科文組織總部會(huì)議大廳美國伊利諾大學(xué)會(huì)堂(五)折板結(jié)構(gòu)的工程實(shí)例巴黎聯(lián)合國教科文組織總部會(huì)議大廳七、雙曲扁殼結(jié)構(gòu)定義:薄殼的矢高f與被其所覆蓋的底面最短邊a之間的比值
f/a≤1/5的殼體。扁殼的矢高比底面尺寸要小得多,所以扁殼又稱微彎平板
(一)雙曲扁殼的結(jié)構(gòu)組成組成:殼身及周邊豎直的邊緣構(gòu)件
殼身:常采用拋物線平移曲面
邊緣構(gòu)件:帶拉桿的拱或拱形桁架,跨度小時(shí)也可以用薄腹梁
邊緣構(gòu)件在四角交接處應(yīng)有可靠連接,使之形成“箍”的作用,以有效地約束殼身的變形七、雙曲扁殼結(jié)構(gòu)定義:薄殼的矢高f與被其所覆蓋的底面最(二)雙曲扁殼的受力特點(diǎn)雙曲扁殼主要通過薄膜內(nèi)力傳遞殼面荷載
殼身中部區(qū)域雙向受壓,其中的鋼筋是按構(gòu)造設(shè)置的;殼身邊緣附近要考慮局部彎矩作用(二)雙曲扁殼的受力特點(diǎn)雙曲扁殼主要通過薄膜內(nèi)力傳遞殼(三)雙曲扁殼工程實(shí)例北京火車站北京網(wǎng)球館(三)雙曲扁殼工程實(shí)例北京火車站北京網(wǎng)球館八、雙曲拋物面殼──鞍殼和扭殼
(一)鞍殼和扭殼的形成鞍殼:當(dāng)平移曲面的母線與導(dǎo)線為反向的兩拋物線時(shí),構(gòu)成的馬鞍形雙曲殼面扭殼:從鞍殼中切割出的一塊翹曲的直邊四邊形殼面鞍殼、扭殼同為雙曲拋物面殼八、雙曲拋物面殼──鞍殼和扭殼(一)鞍殼和扭殼的形成(二)扭殼的受力特點(diǎn)扭殼可以想像是由一系列下凹拉索和上凸壓拱正交組成的曲面扭殼受力特點(diǎn):
材盡其用:雙向一拉一壓,充分利用混凝土的抗壓特性與鋼材的抗拉特性,形成的空間雙曲殼面內(nèi)力分布好:全部殼面上,兩個(gè)對角線方向的正向力是一拉一壓(二)扭殼的受力特點(diǎn)扭殼可以想像是由一系列下凹拉索和剛度大:反向雙曲殼面,任一方向(拱向或索向)偏離曲線的傾向,都受到另一反向(索向或拱向)曲線的抑制,其剛度與穩(wěn)定性都比同向雙曲殼體大得多,是殼體結(jié)構(gòu)中剛度最大的剛度大:(三)鞍殼與扭殼的結(jié)構(gòu)布置1.鞍殼板
一般用于矩形平面建筑,短向布置鞍殼板。其兩端支于縱向外墻或柱頂梁上,也可向外挑檐。2.單塊式扭殼屋頂(三)鞍殼與扭殼的結(jié)構(gòu)布置1.鞍殼板一3.鞍殼的瓣形組合3.鞍殼的瓣形組合第八節(jié)網(wǎng)殼
結(jié)構(gòu)一、概念1.定義:是網(wǎng)狀的殼體結(jié)構(gòu),即格構(gòu)化的殼體,或曲面狀的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)
單曲面網(wǎng)架:筒網(wǎng)殼;雙曲面網(wǎng)架:球網(wǎng)殼、扭網(wǎng)殼筒網(wǎng)殼:以拱式受壓或梁式受彎承受并傳遞荷載;球網(wǎng)殼:以殼式受壓或受拉承受并傳遞荷載2.荷載傳遞路線:3.結(jié)構(gòu)特點(diǎn):
(1)桿件主要承受軸力,內(nèi)力分布均勻(2)與薄殼結(jié)構(gòu)一樣有豐富的造型(3)具有與薄殼結(jié)構(gòu)相似的良好受力性能;同時(shí),便于預(yù)制和現(xiàn)場安裝第八節(jié)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)一、概念1.定義:單曲面網(wǎng)按桿件布置分類:單層網(wǎng)殼、雙層網(wǎng)殼按材料分類:木、鋼筋混凝土、鋼、鋁合金、塑料、玻璃鋼4.分類:
二、筒網(wǎng)殼
筒殼:在殼板曲面內(nèi),內(nèi)力的大小和方向隨筒殼的長短邊比例
變化,或拱式受壓,或梁式受彎筒網(wǎng)殼:網(wǎng)肋的受力方向固定為網(wǎng)肋的軸線方向,隨筒網(wǎng)殼的長短邊變化,受力方向不變,大小改變筒殼與筒網(wǎng)殼受力比較按桿件布置分類:單層網(wǎng)殼、雙層網(wǎng)殼按材料分類:木、鋼筋混凝土(一)筒網(wǎng)殼的形式
單層筒網(wǎng)殼雙層筒網(wǎng)殼
(一)筒網(wǎng)殼的形式單層筒網(wǎng)殼雙層筒網(wǎng)殼(二)筒網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)1.兩對邊支承(1)當(dāng)筒網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)以跨度方向?yàn)橹ё鶗r(shí),為筒拱結(jié)構(gòu)拱腳推力處理方案:①設(shè)拉桿;②設(shè)墻垛;③設(shè)斜柱、墩;④拱腳落地(2)當(dāng)筒網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)在波長方向設(shè)支座時(shí),以縱向梁作用為主端支座處理:①設(shè)橫向端拱肋;②設(shè)變高度梁(二)筒網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)1.兩對邊支承(1)當(dāng)筒網(wǎng)殼2.四邊支承或多點(diǎn)支承(1)分類:短殼、長殼和中長殼(2)受力:有拱式受壓和梁式受彎兩種,兩種作用的大小同網(wǎng)格的構(gòu)成及網(wǎng)殼的跨度與波長之比有關(guān)結(jié)論:由于拱的受力性能要優(yōu)于梁,因此在工程中多采用短殼短網(wǎng)殼的拱式受壓作用比較明顯;長網(wǎng)殼表現(xiàn)出更多的梁式受彎特性;中長殼的受力特點(diǎn)則介于兩者之間2.四邊支承或多點(diǎn)支承(1)分類:短殼、長殼和中長殼結(jié)論三、球網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)蒙特利爾世博會(huì)美國館美國新奧爾良“超級穹頂”體育館基本要求:①桿件規(guī)格盡可能少,以便制作、裝配②形成的結(jié)構(gòu)須是幾何不變體三、球網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)蒙特利爾世博會(huì)美國館美國新奧爾良“超級穹頂(一)單層球網(wǎng)殼1.肋環(huán)型網(wǎng)格
只有經(jīng)向桿和緯向桿,無斜向桿2.施威德勒型網(wǎng)格
內(nèi)部及周邊無不規(guī)則網(wǎng)格,剛度較大;能承受較大的非對稱荷載由經(jīng)向網(wǎng)肋、環(huán)向網(wǎng)肋和斜向網(wǎng)肋構(gòu)成;3.聯(lián)方型網(wǎng)格由左斜肋、右斜肋及環(huán)向肋構(gòu)成菱形網(wǎng)格缺點(diǎn):網(wǎng)格周邊大,中間小適用:剛度好,可用于大中跨度的穹頂(一)單層球網(wǎng)殼1.肋環(huán)型網(wǎng)格只有經(jīng)向桿4.凱威特型網(wǎng)格(又稱平行聯(lián)方型網(wǎng)格)網(wǎng)格大小均勻,內(nèi)力分布均勻,剛度好,故常用于大中跨度穹頂
5.三向網(wǎng)格型由豎平面相交成60的三族豎向網(wǎng)肋構(gòu)成
桿件種類少,受力比較明確,可用于中小跨度的穹頂(二)雙層球網(wǎng)殼1.雙層球網(wǎng)殼的形成原因:跨度較大時(shí),要求穩(wěn)定性及經(jīng)濟(jì)性做法:由兩個(gè)同心的單層球面通過腹桿連接而成選用交叉桁架體系或角錐體系4.凱威特型網(wǎng)格(又稱平行聯(lián)方型網(wǎng)格)網(wǎng)格大小均勻,內(nèi)力北京科技館穹幕影院2.雙層球網(wǎng)殼的布置內(nèi)力分布:周邊部分的桿件內(nèi)力大于中央部分桿件(三)球網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)(1)球網(wǎng)殼的桿件為拉桿或壓桿,節(jié)點(diǎn)構(gòu)造也承受拉力和壓力(2)球網(wǎng)殼周邊支座節(jié)點(diǎn)常采用固定剛接支座北京科技館穹幕影院2.雙層球網(wǎng)殼的布置內(nèi)力分布:周邊部四、扭網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)特點(diǎn):直紋曲面1.單層扭網(wǎng)殼
屋蓋由四個(gè)扭殼組合而成,扭殼為周邊支承2.雙層扭網(wǎng)殼四、扭網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)特點(diǎn):直紋曲面1.單層扭網(wǎng)殼第九節(jié)懸索結(jié)構(gòu)懸索屋蓋結(jié)構(gòu)特點(diǎn)(1)利用索的軸向受拉抵抗荷載,充分利用材料性能(2)適應(yīng)各種建筑平面,便于建筑造型(3)施工方便(4)有良好物理(如音響)性能(5)穩(wěn)定性較差,需附加索系或結(jié)構(gòu)提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性(6)邊緣構(gòu)件和下部支承須具有一定的剛度和合理的形式,懸索體系的支承結(jié)構(gòu)需要耗費(fèi)較多的材料。第九節(jié)懸索結(jié)構(gòu)懸索屋蓋結(jié)構(gòu)特點(diǎn)(1)利用索的軸向一、懸索結(jié)構(gòu)的組成組成:索網(wǎng)、邊緣構(gòu)件、支承結(jié)構(gòu)等三部分1.
索網(wǎng)
鋼索一般采用多股鋼絞線或鋼絲繩制成,間距為1~2m
2.邊緣構(gòu)件
多為梁、拱或桁架等鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件3.支承結(jié)構(gòu)
多為鋼筋混凝土的立柱或框架結(jié)構(gòu)一、懸索結(jié)構(gòu)的組成組成:索網(wǎng)、邊緣構(gòu)件、支承結(jié)構(gòu)等三部分二、懸索的受力特點(diǎn)1.索的支座反力
2.索的拉力
跨中截面拉力(=0)時(shí)最小支座截面拉力(最大)時(shí)最大二、懸索的受力特點(diǎn)1.索的支座反力2.索的拉力跨中三、懸索結(jié)構(gòu)的形式按屋面幾何形式分:單曲面和雙曲面按拉索布置方式分:單層懸索體系、雙層懸索體系、交叉索網(wǎng)體系(一)單曲面懸索結(jié)構(gòu)單曲面單層拉索體系單曲面雙層拉索體系三、懸索結(jié)構(gòu)的形式按屋面幾何形式分:單曲面和雙曲面(一)單1.單曲面單層拉索體系由許多平行的單根拉索構(gòu)成,其表面呈圓筒形凹面特點(diǎn):構(gòu)造簡單,但屋面穩(wěn)定性差、抗風(fēng)(向上吸力)能力小,特別是不對稱荷載作用措施:必須采用重屋蓋(一般為裝配式鋼筋混凝土屋面板)或采用橫向加勁肋1.單曲面單層拉索體系由許多平行的單根拉索構(gòu)成,其表面呈圓
通過拉錨傳至基礎(chǔ)
通過剛性水平構(gòu)件集中傳至抗側(cè)力墻
拉索可錨固于端部水平結(jié)構(gòu)(水平梁或桁架)上拉索水平力傳遞形式:
通過豎向承重結(jié)構(gòu)傳遞通過拉錨傳至基礎(chǔ)通過剛性水平構(gòu)件集中傳至抗側(cè)力墻2.單曲面雙層拉索體系做法:雙層索系上、下索曲率相反,分別為承重索和穩(wěn)定索目的:增強(qiáng)剛度特點(diǎn):反向曲率的索系可以承受不同方向的荷載作用,可以減輕屋面重量,節(jié)約材料,降低造價(jià),且具有較好的抗風(fēng)和抗震性能2.單曲面雙層拉索體系做法:雙層索系上、下索曲率相反,分房屋建筑工程課件(二)雙曲面懸索結(jié)構(gòu)1.雙曲面單層拉索體系常用于圓形建筑平面,拉索呈輻射狀,使屋面形成斜曲面(a)傘形方案布置(b)碟形方案布置(二)雙曲面懸索結(jié)構(gòu)1.雙曲面單層拉索體系常用于圓形建2.雙曲面雙層拉索體系北京工人體育館比賽廳2.雙曲面雙層拉索體系北京工人體育館比賽廳3.雙曲面交叉索網(wǎng)體系組成:兩組相互正交的、曲率相反的拉索交叉措施:穩(wěn)定索在承重索之上,常對穩(wěn)定索施加預(yù)應(yīng)力,將承重索張緊,以增強(qiáng)屋面的穩(wěn)定性和剛度。形式:交叉索網(wǎng)形成的曲面為雙曲拋物面,稱為鞍形懸索
按邊緣構(gòu)件形式分類:
邊緣構(gòu)件為閉合曲線形環(huán)梁邊緣構(gòu)件為不落地交叉拱3.雙曲面交叉索網(wǎng)體系組成:兩組相互正交的、曲率相反的拉邊緣構(gòu)件為落地交叉拱邊緣構(gòu)件為兩不相交落地斜拱邊緣構(gòu)件為落地交叉拱邊緣構(gòu)件為兩不相交落地斜拱設(shè)置中間構(gòu)件邊緣構(gòu)件為鋼筋混凝土剪力墻設(shè)置中間構(gòu)件邊緣構(gòu)件為鋼筋混凝土剪力墻邊緣構(gòu)件為拉索結(jié)構(gòu)美國斯克山谷奧運(yùn)會(huì)冰球場邊緣構(gòu)件為拉索結(jié)構(gòu)美國斯克山谷奧運(yùn)會(huì)冰球場第十節(jié)高層建筑建筑體系一、高層建筑定義
◆各國標(biāo)準(zhǔn):美國22米、7層,英國24.3米,日本31米、8層◆世界高委會(huì)標(biāo)準(zhǔn):Ⅰ~Ⅳ四類◆我國《高規(guī)》規(guī)定:28米、10層以上劃分依據(jù):經(jīng)濟(jì)實(shí)力、建筑技術(shù)、電梯設(shè)備、消防裝置第十節(jié)高層建筑建筑體系一、高層建筑定義◆各國標(biāo)準(zhǔn)鋼筋混凝土高層建筑劃分為:A級高度、B級高度結(jié)構(gòu)體系非抗震設(shè)計(jì)抗震設(shè)防烈度6度7度8度9度框架7060554525框架—剪力墻14013012010050剪力墻全部落地15014012010060部分框應(yīng)采用筒體框架—
核心筒16015013010070筒中筒20018015012080板柱—剪力墻70403530不應(yīng)采用
A級高度的最大適用高度(m)鋼筋混凝土高層建筑劃分為:A級高度、B級高度結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu)體系非抗震設(shè)計(jì)抗震設(shè)防烈度6度7度8度框架—剪力墻170160140120剪力墻全部落地180170150130剪力墻部分框支150140120100框架—核心筒220210180140筒中筒300280230170B級高度的最大適用高度(m)結(jié)構(gòu)體系非抗震抗震設(shè)防烈度6度7度8度框架—結(jié)構(gòu)類型結(jié)構(gòu)體系非抗震設(shè)計(jì)抗震設(shè)防烈度6度、7度8度9度鋼結(jié)構(gòu)框架11011090—框架—支撐(剪力墻)240200180140各類筒體400350300250混凝土—鋼結(jié)構(gòu)鋼框架—混凝土剪力墻鋼框架—混凝土芯筒220180——鋼框筒—混凝土芯筒220220150—型鋼混凝土結(jié)構(gòu)框架1101109070框架—剪力墻180150120100各類筒體200180150120鋼結(jié)構(gòu)高層建筑的最大適用高度結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)體系非抗震設(shè)計(jì)抗震設(shè)防烈度6度、7度8度9名詞:甲類建筑――建筑物重要性及破壞后果(甲~丁)
Ⅳ類場地――土層剪切波速和場地覆蓋層厚度(Ⅰ~Ⅳ)建筑高度――建筑物主體結(jié)構(gòu)高度(室外地面至主體結(jié)構(gòu)屋面距離)名詞:
人們能建成象世界貿(mào)易中心和西爾斯大廈這樣的超高層建筑,如果我們把這樣的大樓看成一根根“巨型桿件”,那么,利用框架作用、框筒、巨型框架、巨型桁架的概念,在基本不增大“巨型桿件”彎矩的條件下,不難設(shè)計(jì)出更高更大的未來超高層建筑。如果再考慮到利用結(jié)構(gòu)體形提高結(jié)構(gòu)剛度等概念,還可進(jìn)一步減小“桿件”內(nèi)力。人們能建成象世界貿(mào)易中心和西爾斯大廈這樣的超高層
目前,超過500m的高層建筑,例如紐約的電視城(TelevisionCityTower)(高509m)、費(fèi)尼克斯大廈(PhoenixTower)(高515m)、日本東京擬建的MillenniunTower(高800m,底部直徑190m)和空中城市大廈—1000等已在規(guī)劃和設(shè)計(jì)中。目前,超過500m的高層建筑,例如紐約的電阿聯(lián)酋大廈阿聯(lián)酋大廈迪拜塔迪拜塔北歐最高的建筑-“TurningTorso”
大廈扭曲度90度,9座立方體組成。北歐最高的建筑-
“9.11”事件后,人們不得不重新反思建造超高層建筑的利弊。“9.11”事件后,人們不得不重房屋建筑工程課件
2.4High-riseBuildingStructureinFuture…
熊熊燃起的大火使部分樓層的鋼結(jié)構(gòu)燒熔,并開始失穩(wěn)、外臌。2.4High-riseBuildingStruc
2.4High-riseBuildingStructureinFuture…
中間某個(gè)樓層的柱失去承載力后,上部樓層的巨大質(zhì)量就像打夯一樣向下砸去,大樓立即一塌到底。2.4High-riseBuildingStruc房屋建筑工程課件
面對世貿(mào)大廈的廢墟,人們不得不重新反思建造超高層建筑的利和弊。在防災(zāi)和減災(zāi)等方面必須有更深層次的思考和更有效的措施。面對世貿(mào)大廈的廢墟,人們不得不重新反思建造超
然而,社會(huì)在發(fā)展,超高層建筑還是要建的,將在“9.11”事件遺址上重建的“自由塔”設(shè)計(jì)方案已確定,并已于2004年7月4日奠基。自由塔的主設(shè)計(jì)師為戴維.查爾茲,塔尖高度為具有象征意義的1776英尺(美國1776年建國),約合541.3m,將成為新的世界最高的摩天大樓。自由塔內(nèi)所有的樓梯、電梯、消防設(shè)備、電路管線等都將安裝在壁厚為6m的混凝土筒體內(nèi)保護(hù)起來,以確保緊急情況下的安全。然而,社會(huì)在發(fā)展,超高層建筑還是要建的房屋建筑工程課件
豎向荷載(自重、活載)水平荷載(風(fēng)、地震)二、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)后者在高層建筑中起控制作用1.荷載豎向荷載(自重、活載)二、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)后者在高層建2.內(nèi)力豎向力使柱受軸力,水平力使柱受彎矩和剪力水平力產(chǎn)生的內(nèi)力特點(diǎn):可反向3.側(cè)移高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)目標(biāo):
1.滿足承載力要求
2.滿足側(cè)移要求-限值2.內(nèi)力豎向力使柱受軸力,水平力使柱受彎矩和剪力水平力產(chǎn)生(一)高層建筑結(jié)構(gòu)類型
按材料分類
鋼結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)(二)高層建筑結(jié)構(gòu)體系分類
典型的結(jié)構(gòu)體系框架結(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)二、高層建筑結(jié)構(gòu)類型及結(jié)構(gòu)體系(一)高層建筑結(jié)構(gòu)類型
按材料分類鋼結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)1、框架結(jié)構(gòu)
(1)結(jié)構(gòu)特征
1、框架結(jié)構(gòu)
(1)結(jié)構(gòu)特征
框架結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
優(yōu):平面靈活,內(nèi)部空間大缺:抗側(cè)力差,側(cè)移大框架結(jié)構(gòu)特點(diǎn)優(yōu):平面靈活,內(nèi)部空間大(2)柱網(wǎng)布置依據(jù)使用功能(2)柱網(wǎng)布置依據(jù)使用功能(3)受力特征和變形特點(diǎn)(3)受力特征和變形特點(diǎn)
結(jié)構(gòu)側(cè)移=彎曲變形+剪切變形結(jié)構(gòu)側(cè)移=彎曲變形+(4)框架結(jié)構(gòu)典型平面
(4)框架結(jié)構(gòu)典型平面2、剪力墻結(jié)構(gòu)
(
1)結(jié)構(gòu)特征
嵌固于地面的懸臂深梁
(2)墻體受力狀態(tài)
2、剪力墻結(jié)構(gòu)
(1)結(jié)構(gòu)特征嵌固于地面的懸臂深梁◆剪力墻開洞
(3)抗震能力好
◆剪力墻開洞(3)抗震能力好
(4)墻體布置方案
(4)墻體布置方案◆剪力墻的缺點(diǎn)◆剪力墻衍生類結(jié)構(gòu)
底部大空間剪力墻結(jié)構(gòu)
框支剪力墻結(jié)構(gòu)
◆剪力墻的缺點(diǎn)◆剪力墻衍生類結(jié)構(gòu)3、框架-剪力墻結(jié)構(gòu)(筒體)
(1)組成特點(diǎn)
框架+剪力墻(筒體)3、框架-剪力墻結(jié)構(gòu)(筒體)
(1)組成特點(diǎn)框架+剪力
(2)變形、受力特點(diǎn)
彎曲+剪切=反S曲線,層間位移均勻
(2)變形、受力特點(diǎn)彎曲+剪切=反S曲線,層間位移均勻(3)結(jié)構(gòu)布置
◆剪力墻數(shù)量結(jié)構(gòu)構(gòu)件與樓面面積之比設(shè)計(jì)條件7度、Ⅱ類場地3%~5%2%~3%8度、Ⅱ類場地4%~6%3%~4%(3)結(jié)構(gòu)布置◆剪力墻數(shù)量結(jié)構(gòu)構(gòu)件與樓面面積之比設(shè)◆布置原則均勻,對稱,分散
(4)剪力墻間距
◆布置原則均勻,對稱,分散(4)剪力墻間距4、筒體結(jié)構(gòu)
(1)分類
4、筒體結(jié)構(gòu)(1)分類◆密柱深梁(
2)框筒
◆腹板框架、翼緣框架◆密柱深梁(2)框筒◆腹板框架、翼緣框架◆剪力滯后
橫梁剪切變形,使柱之間軸力傳遞減弱,柱中正應(yīng)力分布呈拋物線狀◆剪力滯后橫梁剪切變形,使柱之間軸力傳
(3)桁架筒
特點(diǎn):由斜撐代替窗裙梁承擔(dān)剪力斜撐既在軸向承受水平側(cè)向力,也作為斜柱支承豎向力。(3)桁架筒特點(diǎn):由斜撐代替窗裙梁承擔(dān)剪力斜撐既在軸向承
(4)筒中筒
筒體結(jié)構(gòu)底部柱的轉(zhuǎn)換(4)筒中筒筒體結(jié)構(gòu)底部柱的轉(zhuǎn)換(5)束筒
(5)束筒思考題1.建筑結(jié)構(gòu)體系如何分類?結(jié)構(gòu)選型時(shí)應(yīng)考慮什么?2.混合結(jié)構(gòu)的墻體結(jié)構(gòu)布置方案有哪幾種?它們各適應(yīng)何種條件?3.大跨度屋蓋結(jié)構(gòu)和高層建筑結(jié)構(gòu)中常見的結(jié)構(gòu)類型有哪些?各有何優(yōu)缺點(diǎn)?思考題1.建筑結(jié)構(gòu)體系如何分類?結(jié)構(gòu)選型時(shí)應(yīng)考慮什么?房屋建筑工程主講:雷敏房屋建筑工程主講:雷敏什么是建筑?帕特農(nóng)神廟悉尼歌劇院德國新天鵝堡
比薩斜塔什么是建筑?帕特農(nóng)神廟悉尼歌劇院德國新天鵝堡比薩斜塔2008奧運(yùn)會(huì)主會(huì)場-鳥巢日本世界杯體育場
香港匯豐銀行上海中心(632米)2008奧運(yùn)會(huì)主會(huì)場-鳥巢日本世界杯體育場香港上海中心建筑的作用:遮風(fēng)避雨、防備野獸侵襲,滿足物質(zhì)和精神文化的需要
建筑結(jié)構(gòu):是房屋建筑的空間受力骨架體系,是建筑物存在的基礎(chǔ)
建筑物設(shè)計(jì)內(nèi)容:
建筑、結(jié)構(gòu)、設(shè)備(給排水、電、暖運(yùn))、通訊每部分設(shè)計(jì)要求:
功能要求、美觀、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保建筑的作用:建筑結(jié)構(gòu):建筑物設(shè)計(jì)內(nèi)容:每部分設(shè)計(jì)要求:結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)程序
方案設(shè)計(jì)(初步設(shè)計(jì))
包括結(jié)構(gòu)選型、結(jié)構(gòu)布置、主要構(gòu)件截面尺寸初設(shè)(估算)①結(jié)構(gòu)選型:上部結(jié)構(gòu)型式選擇+基礎(chǔ)選型②結(jié)構(gòu)布置(構(gòu)件):定位軸線;構(gòu)件布置;設(shè)置變形縫③截面尺寸估算:一般由變形、穩(wěn)定條件,結(jié)合經(jīng)驗(yàn)公式確定
結(jié)構(gòu)分析
計(jì)算各種作用下的結(jié)構(gòu)效應(yīng)核心問題:計(jì)算模型的確定(計(jì)算簡圖+計(jì)算理論)①計(jì)算簡圖:“假定和簡化”原則:接近實(shí)際,偏于安全、簡單②計(jì)算理論:線彈性、塑性、非線性理論
構(gòu)件設(shè)計(jì):截面設(shè)計(jì)+節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)(常指鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計(jì))
施工圖繪制
本學(xué)期將要學(xué)習(xí)的內(nèi)容結(jié)構(gòu)力學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理土木工程制圖技術(shù)設(shè)計(jì)
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)程序方案設(shè)計(jì)(初步設(shè)計(jì))包括結(jié)構(gòu)選型、結(jié)構(gòu)布置本課程主要內(nèi)容第一章建筑結(jié)構(gòu)體系與選型第二章建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概論
第三章鋼筋混凝土樓蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
第四章單層工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
第五章砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
第六章木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)本課程主要內(nèi)容第一章建筑結(jié)構(gòu)體系與選型第二章建筑結(jié)第一章建筑結(jié)構(gòu)體系與選型
混合結(jié)構(gòu)體系單層剛架結(jié)構(gòu)體系 桁架結(jié)構(gòu)體系拱式結(jié)構(gòu)體系 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)體系薄壁空間結(jié)構(gòu) 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)懸索結(jié)構(gòu)高層建筑結(jié)構(gòu)本章主要內(nèi)容
了解以下各種建筑結(jié)構(gòu)體系的特點(diǎn),并能根據(jù)建筑功能正確選擇結(jié)構(gòu)體系:第一章建筑結(jié)構(gòu)體系與選型混合結(jié)構(gòu)體系第一節(jié)概述
第一節(jié)概述應(yīng)用上,滿足空間和功能的需求安全上,符合承載和耐久的需要技術(shù)上,體現(xiàn)科技和工程的新發(fā)展造型上,與建筑藝術(shù)融為一體建造上,合理用材并與施工實(shí)際相結(jié)合應(yīng)用上,滿足空間和功能的需求一、結(jié)構(gòu)體系的分類(1)水平結(jié)構(gòu)體系
組成:板、梁、桁(網(wǎng))架作用:①豎直方向,承受樓面或屋面的豎向荷載,并傳給豎向承重體系②水平方向,起隔板作用,并保持豎向結(jié)構(gòu)穩(wěn)定一、結(jié)構(gòu)體系的分類(1)水平結(jié)構(gòu)體系組成:板、梁、桁(網(wǎng)(3)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)體系
組成:獨(dú)立基礎(chǔ)、條形基礎(chǔ)、交叉基礎(chǔ)、片筏基礎(chǔ)、箱形基礎(chǔ)(淺埋)以及樁、沉井(深埋)作用:①把上述兩類結(jié)構(gòu)體系傳來的重力荷載全部傳給地基②承受地面以上的上部結(jié)構(gòu)傳來的水平作用力,并把它們傳給地基③限制整個(gè)結(jié)構(gòu)的沉降,避免不允許的不均勻沉降和結(jié)構(gòu)的滑移(2)豎向結(jié)構(gòu)體系
組成:柱、墻、筒體作用:①豎直方向,承受水平結(jié)構(gòu)體系傳來的全部荷載,并傳給基礎(chǔ)體系②水平方向,抵抗水平作用力,并傳給基礎(chǔ)體系(3)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)體系組成:獨(dú)立基礎(chǔ)、條形基礎(chǔ)、交叉基礎(chǔ)、片筏建筑結(jié)構(gòu)分類1.按主要建筑材料劃分
鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、砌體(包括磚、砌塊、石等)結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)、塑料結(jié)構(gòu)、薄膜充氣結(jié)構(gòu)、生土結(jié)構(gòu)2.按建筑體形劃分單層結(jié)構(gòu)--多用于單層工業(yè)廠房、食堂等多層結(jié)構(gòu)--一般2~9層高層結(jié)構(gòu)--一般10層以上大跨結(jié)構(gòu)建筑結(jié)構(gòu)分類1.按主要建筑材料劃分鋼筋3.按主體結(jié)構(gòu)形式劃分
墻體結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)、深梁結(jié)構(gòu)、筒體結(jié)構(gòu)、拱結(jié)構(gòu)、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、空間薄壁(包括折板)結(jié)構(gòu)、鋼索結(jié)構(gòu)等3.按主體結(jié)構(gòu)形式劃分墻體結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)二、影響建筑結(jié)構(gòu)選型的因素1.滿足建筑物的使用要求2.建筑結(jié)構(gòu)形式對建筑風(fēng)格和建筑藝術(shù)的影響排架結(jié)構(gòu)落地拱
木結(jié)構(gòu)剛架
鋼筋混凝土落地拱鋼筋混凝土雙曲扁殼
二、影響建筑結(jié)構(gòu)選型的因素1.滿足建筑物的使用要求2.3.建筑結(jié)構(gòu)材料及其他因素對結(jié)構(gòu)選型的影響4.建筑施工的生產(chǎn)技術(shù)水平以及經(jīng)濟(jì)指標(biāo)(1)要考慮一次投資費(fèi)用及全壽命期的費(fèi)用(設(shè)計(jì)、施工、使用、維修)(2)除了核算建造成本外,還要衡量是否節(jié)省材料消耗和節(jié)約勞動(dòng)力等。從長遠(yuǎn)利益考慮,還要節(jié)約資源(3)應(yīng)綜合考慮一次性初始投資和建設(shè)速度的關(guān)系,以便較快回收投資
結(jié)構(gòu)選型,既要考慮建筑上的使用功能,也要考慮結(jié)構(gòu)上的安全合理,施工上的可能條件,還應(yīng)注意結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)效益和藝術(shù)上的造型美觀。3.建筑結(jié)構(gòu)材料及其他因素對結(jié)構(gòu)選型的影響4.建筑施工第二節(jié)混合結(jié)構(gòu)體系
混合結(jié)構(gòu)體系又稱磚混結(jié)構(gòu),是指房屋的墻、柱和基礎(chǔ)等豎向承重構(gòu)件采用砌體結(jié)構(gòu),而屋蓋、樓蓋等水平承重構(gòu)件則采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)(或鋼結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu))所組成的房屋承重結(jié)構(gòu)體系。定義
一、混合結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)和應(yīng)用范圍(1)主要承重結(jié)構(gòu)(墻體)是用磚砌,取材方便。(2)造價(jià)低廉、施工簡單,有很好的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。(3)保溫隔熱效果較好。優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)(1)磚砌體強(qiáng)度較低,磚墻承重使房屋層數(shù)受到限制。(2)抗震性能較差,在地震區(qū)使用限制更加嚴(yán)格。(3)混合結(jié)構(gòu)墻體主要靠手工砌筑,工程進(jìn)度慢。(4)磚材料取土?xí)茐霓r(nóng)田,且消耗大量能源。第二節(jié)混合結(jié)構(gòu)體系混合結(jié)構(gòu)體系又稱磚二、混合結(jié)構(gòu)房屋的墻體布置
橫墻承重方案
縱墻承重方案
縱橫墻承重方案
內(nèi)框架承重方案
底部框架承重方案二、混合結(jié)構(gòu)房屋的墻體布置橫墻承重方案縱墻承重方案1.橫墻承重方案
特點(diǎn):(1)橫墻是主要承重墻,縱墻起圍護(hù)、隔斷和將橫墻連成整體的作用。(2)與縱墻承重方案相比,橫墻承重方案房屋的橫向剛度大、整體性好,對抵抗風(fēng)荷載、地震作用和調(diào)整地基不均勻沉降更為有利。適用:
房間開間尺寸較規(guī)則的住宅、宿舍、旅館等1.橫墻承重方案特點(diǎn):適用:2.縱墻承重方案
樓面荷載(豎向)傳遞路線特點(diǎn):(1)縱墻是主要承重墻,橫墻的間距較大,布置靈活(2)屋蓋、樓蓋的用料較多,墻體用料少,因橫墻少,橫向剛度較差
適用:使用上要求有較大開間的房屋(教學(xué)樓)2.縱墻承重方案樓面荷載(豎向)傳遞路線特點(diǎn):3.縱橫墻承重方案
樓面荷載(豎向)傳遞路線特點(diǎn):平面布置比橫墻承重時(shí)靈活;房屋的整體性和空間剛度比縱墻承重時(shí)更好3.縱橫墻承重方案樓面荷載(豎向)傳遞路線特點(diǎn):4.內(nèi)框架承重方案樓面荷載(豎向)傳遞路線特點(diǎn):(1)因內(nèi)墻由鋼筋混凝土框架代替,可以取得較大的室內(nèi)空間和凈高,且材料用量少,結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)。(2)因豎向承重構(gòu)件材料不同,容易產(chǎn)生不均勻沉降,且增加難度。(3)因橫墻較少,房屋的空間剛度較小,建筑物抗震能力較差。適用:旅館、商店和多層工業(yè)建筑4.內(nèi)框架承重方案樓面荷載(豎向)傳遞路線特點(diǎn):適用:5.底部框架承重體系結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層處豎向荷載的傳遞路線特點(diǎn):(1)墻和柱都是主要承重構(gòu)件。柱代替內(nèi)外墻體,可獲得較大使用空間(2)底部結(jié)構(gòu)形式的變化,房屋抗側(cè)剛度變化明顯,上剛下柔,抗震不利適用:底層為商店、展覽廳、食堂,而上面各層為宿舍、辦公室等的房屋5.底部框架承重體系結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層處豎向荷載的傳遞路線特點(diǎn):6.混合結(jié)構(gòu)房屋的
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