建筑结构原理第5章 建筑结构体系的概念设计
建筑结构及选型
（2）按支座的形式分类
A. 四边固定 B. 三边固定，一边简支。 C. 两邻固定，两邻边简支。 D. 两对边固定，两对边简支。 E. 一边固定，一边简支，其它两边自由。 F. 两邻边固定，两邻边自由。 G. 一边固定，三边自由。 H. 三边简支，一边自由。
4. 板厚度的确定 板的厚度主要决定于板的跨度，同时要 考虑荷载及支撑情况。具体估算见表1：
1.3.1、悬挑梁的受力特点： 特点1：产生的内力大，变形大。 特点2：存在倾覆的可能。
1.3.2、结构的抗倾覆验算及措施： 1）抗倾覆验算： N·e /P·d≥1.5 2）措施： （1）拉力平衡 （2）压力平衡 （3）用压力支撑平衡
（4）用支撑和拉力相结合平衡 （5）用基础平衡 （6）用自重平衡
直线桁架 折线桁架
B. 拱（轴心受压）
两端周定拱
两端铰支拱
三铰拱
C. 悬索：主要承拉构件（轴心受拉构件）
D. 薄壳结构：轴向受力
（2）合理调整结构弯矩峰值，使结构受力合理。
二、合理的选用结构材料
（1）充分利用结构材料的长处
（2）提倡结构形的优选组合
（3）采用轻质较强的结构材料
三、要充分考虑建筑功能要求（住宅、商业、教育、体育、宗教、宫殿） 四、 要控制合理的造价
2. 排架结构的类型 柱头与屋架铰接，柱脚与基础刚接 根据生产工艺与使用要求，排架可做成单跨和多跨，亦可做成等高、 不等高和锯齿形等 跨度可达30m，高度可达30m以上，吊车吨位可达150t以上
3. 排架结构的组成 •单层厂房排架结构通常由屋面板、屋架、吊车梁、排架柱、抗风柱、基础梁、 基础等构件组成。 •上述构件分别组成屋盖结构、横向平面排架、纵向连系体系、围护结构等 •（1）屋架结构：分为有檩体系与无檩体系，有檩体系由小型屋面板、檩条、 屋架及屋盖支撑组成，无檩体系由大型屋面板、屋架及屋盖支撑组成，前者用 于小型厂房，后者用于大、中型厂房。
建筑结构设计中的概念设计
⑶确保建筑结构的整体性。在概念设计时，保证结构的连续性是对整个构件的抗震性Байду номын сангаас概念设计的重要部分。
keywords: building structure design;conceptual design; explore
中图分类号：s611文献标识码：a文章编号：
一前言
所谓的结构概念设计是指不经过数学计算，依据整体结构体系与分系统之间的力学关系、结构破坏机理、震害、试验现象和工程经验所获得的基本设计原则和设计思想，从整体的角度出发，来确定建筑结构的总体布置和抗震细部措施的宏观控制。这就要求工程师在进行方案设计时，对要设计的建筑结构进行具体的整体环境分析，包括风力温度对场地影响、场地的土地结构特征等，加上对建筑设计的基本概念的深度理解，在考虑承载力、刚度、等得基础上，运用合理的思维方式和思想方法进行整个总体系和分体系的结构设计。通过这种方法得到的方案往往具有较清晰正确的概念和定性，减少了在后期设计阶段出现的一些繁琐的数据计算，具有一定的经济可靠性，同时运用概念性的估算方法，可以迅速有效的在建筑设计阶段进行结构体系的完整构思，选择方式多样，便于计算。
建筑结构设计中的概念设计探究
摘要：结构设计是建立在经济、安全、美观、适用、便于施工的建筑结构设计的原则上，结构设计不能损坏建筑设计，同时建筑设计业必须在结构设计的能力范围之内，结构概念设计的提出在满足这些结构设计的基本要求外，很大程度上丰富了设计理念，并以其独特的形式特点受到越来越多的设计师及学者的亲睐和推广。本文对此进行了探讨。
建筑结构与构造复习提纲
建筑结构与构造复习提纲第一章绪论1､建筑构造和结构的定义●建筑构造:是指研究建筑物构造方案､构配件组成､细部节点构造｡研究建筑物的各个组成部分的组合原理和构造方法｡●建筑结构:在房屋建筑中,由构件组成的能承受“作用”的体系｡2、建筑的基本组成及其作用(6个)●基础墙柱楼板､地面楼梯屋顶门窗作用:基础:承重构件,承受着建筑物的全部荷载,并将荷载传给地基墙:承重构件和围护构建柱:是框架或排架结构的主要承重构件楼板层:水平方向的承重构件,同时对墙身起着水平支撑的作用地坪层:承受底层房间的荷载楼梯:竖向交通联系､承重屋顶:围护构建和承重构件门窗:非承重构件,内外交通和分隔,采光通风,维护作用3、建筑的分类｡按用途分(3个)民用建筑(居住建筑､公共建筑)､工业建筑､农业建筑按层数或高度分类(4个)（1）低层建筑(1-3层); (2)多层建筑(4-6层); (3)高层建筑(中高层:7-9层,高层:10层至100m高); (4)超高层建筑(超过100m)按主要承重结构材料分木结构建筑､砌体结构建筑､钢筋混凝土结构建筑､钢结构建筑､其他结构建筑第二章墙体1、墙体的结构布置的选择(4)(1)横墙承重方案;(2)纵墙承重方案;(3)纵横墙承重方案;(4)半框架承重方案2、组砌方式⏹标准砖的尺寸规格: 240*115 * 53mm;尺寸关系: 砖长:砖宽:砖厚=4:2:13、墙的细部构造勒脚,散水､排水沟,墙身防潮,窗洞口的构造,檐部做法,墙身加固构造（1）勒脚(抹灰､贴面､坚固材料)设置位置:外墙接近室外地面的部分,其高度一般指室内地平与室外地面的高差部分作用:保护墙身､增加比例效果和美观的作用（2）散水､排水沟设置位置:散水是在外墙四周用多种建筑材料将地面做成的向外倾的坡面;排水沟是在建筑四周设置的沟｡作用:为防止雨水对建筑物墙基的侵蚀,将水排向远处或导向地下排水井等（3）墙身防潮(水平防潮､垂直防潮)设置位置:水平防潮:建筑物内外墙体沿勒脚处设置｡分两种情况,当室内地面垫层为不透水材料时,应设在低于室内地坪60mm处;当室内地面垫层为透水材料时,其位置应平齐和高于室内地面60mm处｡垂直防潮:室内地坪出现高差时,除了设置两道水平防潮层外,还需在有高差部分的垂直墙面的填土一方沿墙设置防潮层｡作用:防止墙身受潮,防止饰面层脱落（4）窗洞口构造①门窗过梁:砖拱过梁､钢筋砖过梁､钢筋混凝土过梁设置位置:门窗洞口上作用:承受洞口上部砌体传来的各种荷载,并把这些荷载传给洞口两侧的墙体②窗台设置位置:窗洞下部靠室外一侧作用:泄水构件｡当室外雨水沿窗向下流时,为避免雨水聚积窗洞下部,并沿窗下框向室内渗透污染室内而设置的泄水构件｡（5）檐部做法(挑檐板､女儿墙､斜板挑檐)（6）墙身加固构造(增设门垛和壁柱､增设圈梁､构造柱)4、隔墙(块材隔墙､轻骨架隔墙､板材隔墙)隔墙是分隔室内空间的非承重构件,可以提高平面布局的灵活性,适应建筑功能的变化要求:自重轻､厚度薄､易于拆改､有一定的隔声能力､盥洗室隔墙需满足防潮要求;厨房的隔墙需满足耐火要求5、墙面装修作用:保护作用改善环境条件,满足房屋的使用功能要求美观作用分类:抹灰类墙面装修､铺贴类墙面装修､涂料类墙面装修､裱糊类墙面装修､铺钉类墙面装修､清水砖墙饰面装修､特殊部位的墙面装修清水墙:砖墙外墙面不抹灰｡混水墙:砖墙或其他外墙材料上作各种饰面｡特殊部位的墙面装修:墙裙､护角､踢脚设置位置及作用:在内墙抹灰中,对易受到碰撞,如门厅､走道的墙面和有防潮､防水要求如厨房､浴厕的墙面,为保护墙身,做成护墙墙裙;对内墙阳角,门洞转角等处则做成护角;在内墙面和楼地面交接处,为了遮盖地面与墙面的接缝,保护墙身以及防止擦洗地面时弄脏墙面做成踢脚线｡墙裙和护角高度2m左右,踢脚线高120—150mm第三章门窗1、门和窗的作用门的主要功能:交通出入､分隔联系建筑空间窗的主要功能:采光､通风､观望2、窗按开关方式分类(识图)固定窗､平开窗､悬窗､立转窗､推拉窗固定窗平开窗上悬窗下悬窗中悬窗联动上下悬窗立转窗垂直推拉窗水平推拉窗3､门按开关方式分类平开门､弹簧门､推拉门､折叠门､转门､卷帘门平开门弹簧门推拉门折叠门转门卷帘门3、门和窗的尺度窗的尺度:通常是指窗洞的高宽尺寸｡窗扇尺寸窗洞尺寸平开木窗扇:高800~1200 宽≤500 窗地比上下悬窗扇:高300~600 玻地比中悬窗扇:高≤1200 宽≤1000 窗墙比推拉窗:高､宽≤1500门的尺度:通常是指门洞的高宽尺寸｡门洞宽度为门扇宽加门框及门框与墙间的缝隙尺寸门的高度:一般民用建筑门的高度不宜小于2100mm;若门设有亮子时,亮子高度一般为300-600mm,则门洞高度一般为2400-3000mm门的宽度:单扇门为700-1000mm,双扇门为1200-1800mm,宽度在2100mm以上时,则多做成三扇､四扇门或双扇带固定扇的门,浴厕､贮藏室等辅助房间门的宽度可窄些,一般为700-800mm.4、遮阳作用:防止直射阳光照入室内以减少透入的太阳辐射量,防止室内过热,避免局部过热,产生眩光,并保护物体（1）窗户遮阳板的基本形式(水平遮阳､垂直遮阳､综合遮阳､挡板遮阳)水平遮阳垂直遮阳综合遮阳挡板遮阳（2）适用范围水平遮阳:适用于南向及其附近朝向的窗口或北回归线以南低纬度地区之北向及其附近朝向的窗口｡垂直遮阳:适用于偏东偏西的南向或北向窗口｡综合遮阳:适用于南向､东南向及西南向的窗口｡挡板遮阳:适用于东､西向及其附近的窗口｡第四章变形缝1、变形缝种类:伸缩缝､沉降缝､抗震缝2、变形缝的设置特点（1）伸缩缝设置原因: 温差引起变形,从而产生裂缝｡设置位置:墙､楼板､屋顶伸缩缝缝宽:20-40mm（2）沉降缝设置原因:a)建筑物建造在不同的地基土上b)建筑物相邻两部分荷载相差较大或高度相差较大c)原有建筑物和新建建筑物紧密相邻d)建筑物各部位采用的结构形式不同e)建筑物平面形状较复杂设置位置:墙､楼板､屋顶､基础（3）抗震缝设置原因:将体形复杂的房屋分成若干个体形简单的单元,使各单元能自由变形,又不会相互碰撞｡设置位置:墙､楼板､屋顶､(基础)设置条件:⏹建筑立面高差在6m以上;⏹建筑物有错层且错层楼板高差较大;⏹建筑物相邻部分结构刚度､质量差别较大｡防震缝缝宽:50—70mm第五章楼地层1、作用:承受并传递荷载,隔声､防火､防水｡2､楼板类型:木楼板､砖拱楼板､钢筋混凝土楼板､钢-混凝土组合楼板3､现浇钢筋混凝土楼板:(1)板式楼板;(2)梁板式楼板;(3)无梁楼板4､现浇钢筋混凝土结构构件设计参考经济尺度P585、 楼地面构造做法:整体类地面､块材类地面､黏贴类地面､涂料类地面､木楼面6、 阳台与雨篷构造（1） 阳台阳台结构布置:墙承式､悬挑式(挑梁式､挑板式)挑梁式 是从横墙上伸出挑梁,阳台板搁置在挑梁上｡挑梁压入墙内的长度一般为悬挑长度的1.5倍左右,梁截面高度为阳台凸出长度的1/5左右｡应用较广｡挑板式 是将阳台板悬挑｡阳台悬挑长度受限,一般不超过1.2m阳台栏杆与扶手:栏杆扶手高度不应低于1.05m,高层建筑不应低于1.1m,但不宜超过1.2m,栏杆离地面､屋面0.1m 以内不应留空;有儿童活动的场所,栏杆的垂直杆件间净距不应大于0.11m（2） 雨篷挑板式:悬挑尺度为0.9-1.2m,板根部厚度不小于70mm,板端部厚度不小于50mm挑梁式:常采用反梁形式第六章 楼梯直行单跑楼梯 直行双跑楼梯 平行双跑楼梯 平行双分楼体 双分楼梯 折行双跑楼梯 折行三跑楼梯 交叉剪刀楼梯 螺旋楼梯 弧形楼梯 高（厚）跨比h/l 常用跨度l （m ） 梁高（板厚）h （mm ） 宽高比b/h 梁宽b （mm ） 主梁 1/8~1/14 5~8m 最大12m 500~1000 1/2~1/3 250或 300mm 次梁 1/12~1/18 4~6m 板 1/30~1/35 （单向板） 1.7~2.5m 屋面板：60~80 楼板：70~100mm 民用建筑80~180mm 工业建筑 当混凝土强度等级≥C20时，板厚可减少10mm ，但不得小于60mm2､楼梯的组成:(1).梯段;(2).平台;(3).栏杆扶手3､楼梯的一般尺度(1)楼梯坡度和踏步尺寸坡度:楼梯的坡度范围为23°—45°,最适宜的坡度为33°左右;小于20°的为坡道;大于45°的为爬梯踏步尺寸:踏步宽度一般不宜小于260mm,常用260-320mm,突缘挑出长度一般为20-30mm,踏步高度一般宜为140-175mm,b+2h=600-620mm(2)梯段和平台的尺寸医院平台宽度不小于1800mm,对于直行多跑楼梯,其中间平台宽度应不小于1000mm 楼梯的组成（3）楼梯栏杆扶手的尺寸 (4)楼梯下部净高的控制（4）梯井宽度:150-200mm,有儿童使用的楼梯:≦120mm3、踏步面层及防滑构造踏步面层材料:常用的有水泥砂浆､水磨石､大理石和防滑砖等防滑构造:金刚砂防滑条､马赛克防滑条､铸铁防滑条､橡皮条防滑条､金属防滑条等,防滑条突出踏步面2-3mm4、台阶与坡道（1）室外台阶:踏步高(h):100~150mm左右;踏步宽(b):300~400mm左右;步数:根据室内外高差确定｡（2）坡道:1:6~1:10 较陡坡道,需设防滑条;<1:12 平缓坡道,残障坡道;每段坡道最大高度为750mm,最大水平长度为9000mm;平台尺度最小1.5×1.5m.第七章屋顶构造1、屋顶坡度的表示方法:角度法(少)､斜率法(坡屋顶)､百分比法(平屋顶)2、影响屋顶坡度的因素:屋顶防水材料､降水量大小､其他因素3、平屋顶的排水（1）排水坡度大小:平屋顶常用为2%~3%（2）排水坡度的形成:材料找坡､结构找坡（3）屋顶排水方式:无组织排水､有组织排水(挑檐沟排水､女儿墙外排水､暗管外排水､内排水)4、平屋顶的防水刚性防水屋面构造:是以防水砂浆抹面或细石混凝土浇捣而成的屋面防水层｡(了解)预防性刚性防水屋面变形开裂的措施:配筋､设置分仓缝(分格缝)､设置隔离层(浮筑层)､设置滑动支座5、柔性防水屋面构造柔性防水亦称卷材防水,是指将防水卷材或片材用胶粘贴在屋面上,形成一个大面积的封闭防水覆盖层构造层次:(由上到下)保护层､防水层､结合层､找平层､结构层､顶棚层6、平屋顶的保温与隔热平屋顶的保温:正铺:(上→下)防水层､找平层､保温层､结构层倒铺:(上→下)保温层､防水层､找平层､结构层平屋顶的隔热:实体材料隔热屋面､通风层降温屋顶7、坡屋顶的特点与形式特点:坡度大､排水快､防水功能好,但受风荷载､地震作用大形式:(1)单坡顶;(2)双坡顶(悬山､硬山､出山屋顶);(3)四坡顶8、坡屋顶的组成:承重结构､屋面､顶棚､保温和隔热层9、坡屋顶的承重结构系统:砖墙承重(山墙承重)梁架承重､屋架承重(类似纵墙承重体系)第八章屋顶花园主要构造层次:植被层､种植基质层､过滤层､排水层辅助构造层次:保护层､防穿刺层､隔离层､防水层作用防水层:防止水进入建筑给人们的生活带来不便｡防穿刺层:是防止植物根穿透防水层而造成屋面防水系统功能失效｡隔离层:隔离层用于防止相邻材料化学性质不相容的情况下出现粘连或滑移现象｡保护层:是在建造阶段保护屋面防水层,以及在日后屋顶绿化维护时起到防止防水层受到机械损坏｡排水层:能够在降雨或者浇灌时让土壤中不能保持的多余水分排到排水装置中,防止屋面积水,并且能够支撑上面材料的重量｡一般包括排水材料和排水管道两部分｡过滤层:是防止种植基质层中的细颗粒漏到排水层阻塞排水层及屋顶排水口,使基质层中多余的水分顺利的排入排水层,防止屋面积水基质层:为植物提供生长空间,供给生长所需的养分､水分,固定植物,及时地排出屋面上多余的水分植物层:植物层是屋顶绿化的主要功能层,集中体现屋顶绿化的景观､游憩､生态等各项效能,为人们俯视建筑提供良好的视觉景观､提供绿色游憩空间｡第九章建筑结构基本计算原理1、结构的功能要求:安全性､适用性､耐久性2、极限状态:指超过了这种状态之后,结构或构件就不再具备完成这项功能能力的一种特定状态｡3、两类极限状态:承载能力极限状态､正常使用极限状态4、达承载能力极限状态的判断标准:构件达到材料强度(包括疲劳破坏);结构变机动;结构或构件丧失稳定;结构或构件丧失位置平衡｡5、达正常使用极限状态判断标准:建筑物变形过大,影响美观甚至正常使用;结构局部破坏,影响适用性､耐久性;影响正常使用的振动;达到影响正常使用的其他特定状态｡6、极限状态设计法验算公式: S≤R(荷载效应(S):由荷载产生的各种力和力矩｡抵抗能力(R):结构或构件截面的抵抗能力) 当S<R时安全状态/ 当S=R时极限状态/ 当S>R时失效状态第十章地基基础1､地基:基础下部的持力土层基础:建筑物的基本组成构件之一,为建筑物的最底部构件,承重作用2､地基基础设计要求:(1)必须满足地基土的强度条件;(2)必须满足地基变形条件3､土的三相组成:固相:固体颗粒(岩石碎屑､矿物颗粒) 液相:孔隙中的水气相:孔隙中的气体4、 土的三项比例指标:重度､孔隙比､孔隙率､含水量､饱和度1) 反映土的松密程度的指标:P132孔隙比: (孔隙与克里体积之比) 孔隙率: (孔隙体积与总体积之比)2) 反映土中含水程度的指标:含水量: (水重与固体颗粒重量之比)饱和度: (水的体积与孔隙体积之比)5、 浅基础的类型按基础材料分:刚性基础､柔性基础 (书上图10-5到10-8)按结构形式分:单独基础､条形基础､柱下十字交叉基础､筏板基础､箱形基础6、 基础埋置深度:是指基础底面至地面(一般指室外地面)的距离｡7、 影响基础埋深的因素:(1)建筑物的用途和结构类型;(2)作用在地基上的荷载的大小和性质;（4） 工程地质和水文地质条件;(4)相邻建筑物和构筑物的影响;(5)地基土冻胀和融陷的影响8、 地基承载力特征值的修正 9､计算基础底面积A:柱下单独基础: f a ----修正后的地基承载力特征值; f ak ----地基承载力特征值; ηb ηd ----基础宽度､埋深的地基承载力修正系数γ----基础底面以下土的重度 b----基础底面宽度(m) γm ----基础底面以上土的加权平均重度 d----基础埋置深度(m) 第十一章 砌体结构1. 受压构件承载力计算:2、 混合结构房屋的设计混合结构房屋的承重体系:(1)纵墙承重方案;(2)横墙承重方案;(3)纵横墙承重方案;(4)内框架承重方案3、 混合结构房屋的静力计算方案:刚性方案､弹性方案､刚弹性方案刚性方案 弹性方案 刚弹性方案4、 允许高厚比及影响高厚比的因素:墙柱高厚比:β=允许高厚比 : [β]s v V V e =%100⨯=V V n v %100⨯=s w m m w %100⨯=v w r V V S )5.0()3(-+-+=d b f f m d b ak a γηγηdf F A a k γ-≥m d m kN m kN f kN F a k 应取平均值，在高差时，埋置深度，当室内外存取均重力密度，基底以上土与基础的平地基承载力特征值，载标准值上部传至设计地面的荷-=---32/20/,γγAN f ϕ≤h H 05､一般墙柱高厚比验算:H 0—墙柱的计算高度,查表h —墙厚或矩形柱与H 0相对应的边长μ1—自承重墙允许高厚比的修正系数,h=240mm μ1=1.2;h ≦90mm, μ1=1.5;90mm<h<240mm,插入法取值 μ2—有门窗洞口的修正系数当μ2值小于0.7时,应采用0.7,当洞口高度等于或小于墙高 s —相邻窗间墙或壁柱之间的距离 的1/5时,可取μ2=1.0b s —在宽度范围内的门窗洞口宽度第十二章 钢筋混凝土结构1、 钢筋的品种与级别P191级别HPB235级HRB335级HRB400级RRB400级2、 钢筋的强度与变形P192有明显流幅的钢筋 无明显流幅的钢筋3、 钢筋的冷加工性能:冷拉----提高钢筋的抗拉强度冷拔----提高钢筋的抗拉和抗压强度冷拉 冷拔4、 P196 图12-9梁内四大钢筋的作用（1） 纵向受力钢筋:承受由于弯矩在梁内产生的拉力｡（2） 箍筋:承受由剪力和弯矩在梁内引起的主拉应力｡（3） 弯起钢筋:其弯起段用来承受弯矩和剪力产生的主拉应力;弯起后的水平段可承受支座处的负弯矩｡（4） 架立钢筋:用来固定箍筋和形成钢筋骨架｡5､混凝土最小保护层厚度（1） 作用:为防止钢筋锈蚀和保证钢筋与混凝土的粘接][210βμμβ≤=h H sb s4.012-=μ（2） 截面的有效高度h 0:从受压混凝土边缘至受拉钢筋截面形心的距离,称为截面有效高度梁 一排钢筋时h 0=h-35(mm);两排钢筋时h 0=h-60(mm)板 h 0=h-20(mm)6､梁正截面受弯承载力简介配筋率 A S ——纵向受拉钢筋总截面面积(mm 2) b ——矩形截面宽度(mm) h 0——矩形截面有效高度(mm) 7､受弯构件正截面破坏形式:超筋梁破坏､适筋梁破坏､少筋梁破坏8､适筋梁破坏三阶段:Ⅰ ----弹性工作阶段Ⅰa ----砼即将开裂Ⅱ ----带裂缝工作,混凝土出现塑性应变Ⅱa ----钢筋达到屈服Ⅲ ----钢筋处于强化段,砼应变不断增大Ⅲa ----混凝土达极限应变9、 单筋矩形截面正截面受弯承载力计算P204s y c A f x b f =⋅⋅1α )2(01x h x b f M M c u -⋅⋅⋅=≤α)2(0x h f A M M y s u -⋅⋅=≤10､受压构件的构造要求受压构件长细比:对方形､矩形截面,l 0/b ≦30, l 0/h ≦25;对于圆形截面,l 0/d ≦25(l 0为柱的计算长度,b 和h 分别为矩形截面短边及长边尺寸,d 为圆形截面直径)受压构件截面尺寸:对于方形和矩形独立柱,不宜小于250mm ×250mm,框架柱不宜小于300mm ×400mm,圆形直径大于等于300mm影响因素:受力合理､模版制作方便､美观11､预应力混凝土的基本原理:预先对混凝土或钢筋混凝土构件的受拉区施加压应力,使之处于一种人为的应力状态,这种应力的大小和分布可能部分抵消或全部抵消使用荷载作用下产生的拉应力,从而使结构或构件在使用荷载作用下不至于开裂､推迟开裂,或减小裂缝开展的宽度,并提高构件的抗裂度和刚度,有效利用了混凝土抗压强度高这一特点来间接提高混凝土的抗拉强度｡12､预应力混凝土的优点:提高构件抗裂性､提高构件刚度､节约材料､降低造价､提高工程质量和耐久性13､预应力混凝土的施工方法:先张法､后张法先张法:张拉钢筋→浇混凝土→释放张拉力 后张法:浇混凝土→张拉钢筋锚具锚紧→孔道灌浆 区别⏹ 预应力筋传力给混凝土的方式与途径不同｡⏹ 在混凝土中所建立的预压应力不等｡ 0bh A s =ρ。
建筑结构设计中概念设计
建筑结构设计中概念设计探讨摘要:随着计算机技术和计算方法的发展,计算机及其结构程序在结构工程中得到大量的应用。
文章根据这种现象提出结构概念设计的准则。
关键词:建筑结构；概念设计一、概述在不断的结构设计研究与实践中,人们积累了大量有益的经验。
随着计算机技术和计算方法的发展,计算机及其结构程序在结构工程中得到大量的应用。
结果给部分结构工程师造成一种错觉,觉得结构设计很简单,只需遵循规范、手册、图集,等待建筑师给出一个空间形成的方案(非结构的),然后再使用计算机去完成它。
这不仅不能有效地运用他们的知识、精力和时间,而且还会与建筑师的交流中产生分歧与矛盾。
我国结构计算理论经历了经验估算、容许应力法、破损阶段计算、极限状态计算,到目前普遍采用的概率极限状态理论等阶段。
现行的《建筑结构可靠度设计统一标准》(gb50068-2001)则采用以概率理论为基础的结构极限状态设计准则,以使建筑结构的设计得以符合技术先进、经济合理、安全适用的原则。
概率极限状态设计法更科学、更合理,但该法在运算过程中还带有一定程度近似,只能视作近似概率法,并且仅凭极限状态设计也很难估算建筑物的真正承载力。
事实上,建筑物是一个空间结构,各种构件以相当复杂的方式共同工作,并非是脱离结构体系的单独构件。
二、结构概念设计目前,人们在具体的空间结构体系整体研究上还有一定的局限性,在设计过程中进行了许多假定与简化。
作为结构工程师不应盲目地照搬照抄规范,而应该把握规范条文的力学原理及材料学原理,并在实际设计项目中做出正确的选择。
这就要求结构工程师对结构体系与构成体系的基本杆件之间的力学关系有透彻的认识,把概念设计应用到实际工作中去。
所谓的概念设计一般指不经数值计算,尤其在一些难以做出精确理性分析或在规范中难以规定的问题中,依据结构体系与杆件之间的力学关系、破坏机理、试验现象和工程经验所获得的基本设计原则和设计思想,从整体的角度来确定建筑结构的总体布置和抗震细部构造措施。
结构概念
材料特性与承载力
1）脆性材料（素混凝土、砖、石）：构件受力后，
当构件截面上任意一点达到材料的弹性极限强度 时，该构件截面立即丧失抵抗能力，称为弹性承 载力，材料称为脆性材料。 2）理想塑性材料（钢材）：截面上任意点应力达到 材料的弹性极限或屈服强度时，该截面并未丧失 抵抗力，只有在截面上各点应力都达到材料的弹 性极限强度或屈服强度时，构件才丧失抵抗力， 这时的截面承载力称为塑性承载力。 3）复合材料（钢筋混凝土）：复合材料截面的受压 承载力计算比单一材料截面要复杂，需引入两种 材料的应变条件，只有在变形条件协调下，才能 得到计算其截面承载力的方法。
刚性结构与柔性结构的特点
结 构 刚 性 结 构 柔 性 结 构 优 点 1、当地面运动周期长时，震 害较小 2、结构变形小，非 结构构件容易处理 3、安全 储备较大，空间整体性好 4、 适合钢筋混凝土结构的特点 1、当地面运动周期短时，震 害较小 2、地震力较小 3、 一般结构自重较轻，地基易 处理 4、适合钢结构的特点 缺 点 1、当地面运动周期短时，有产生共 振的危险。 2、地震力较大 3、结 构变形能力小，延性小 4、材料用 量常常较多
初步设计 概念设计）选型、简化计算方法、 设计概念和经验总结、结构构造与措施五个 过程。 进行初步设计构思，在此基础上综合及合理 地处理规划、建筑、结构、设备、施工等方 面关系形成的“总体设计方案”，是概念设 计的结果
什么是结构概念设计？
结构概念设计指一般不经精确的数值计算，尤其在一 些难以作出精确理性分析或在规范中难以规定的问题中， 按整体结构体系与分体系之间的力学关系、结构破坏机理、 震害、试验现象和工程经验所获得的基本设计原则和设计 思想，从整体的角度来确定建筑结构的总体布置和抗震细 部措施的宏观控制。 结构概念设计中的主要过程：结构方案评价、主体 结构选型、简化计算方法、设计概念和经验总结、结构 构造与措施五个过程。
一级注册建筑师课程讲义
一级注册建筑师课程讲义第一章：建筑设计原理1.1 建筑设计概述建筑设计是指通过对建筑空间、结构、风格、功能等各个方面进行全面考虑和权衡，最终实现满足人们物质和精神需求的建筑作品的创作过程。
1.2 建筑设计原则1.2.1 结构合理性建筑设计应根据建筑的使用功能和要求，合理布局各个空间单元，并保证结构的强度和稳定性，确保建筑能够长期安全使用。
1.2.2 空间布局建筑设计应考虑空间的组织和布局，合理组织各个功能区域之间的关系，使得空间在布局上达到合理、舒适和便利的效果。
1.2.3 环境适应性建筑设计应充分考虑周边环境的特点，如气候、地理位置等，以及与周围建筑的和谐搭配，实现建筑与环境的完美融合。
1.2.4 功能满足性建筑设计应根据使用者的需求和功能要求，合理划分和布局各种功能区域，以确保建筑能够满足功能上的需求。
1.2.5 美学要求建筑设计应注重形式美、色彩美、比例美等美学要素，使得建筑作品在视觉上具有艺术上的审美价值。
第二章：建筑材料与构造2.1 建筑材料分类2.1.1 金属材料金属材料包括钢材、铝材、铁材等，具有高强度、耐久性好的特点，适用于建筑结构的搭建。
2.1.2 石材石材包括大理石、花岗岩等，具有高硬度、防火、耐酸碱等特点，适用于建筑外立面、地面装饰等。
2.1.3 木材木材是建筑中常用的材料，具有轻质、环保等特点，适用于建筑结构、室内装饰等。
2.1.4 玻璃玻璃具有透明、光滑的特点，适用于建筑外墙、窗户等，可以增加建筑的采光效果。
2.2 建筑构造类型2.2.1 框架结构框架结构是指通过梁、柱、墙等构件来承载建筑物的重力和水平荷载，广泛应用于建筑中。
2.2.2 空间结构空间结构是指通过悬挂、索结构等方式来实现建筑物的支撑和稳定，适用于特殊形式的建筑。
2.2.3 薄壳结构薄壳结构是指通过薄壳体系来承载建筑重力和荷载，适用于大跨度的建筑空间。
第三章：建筑施工与工程管理3.1 施工组织设计施工组织设计是指在建筑项目施工过程中，合理安排施工工序、招聘施工人员、购买材料设备等的工作。
建筑结构设计与分析
混凝土结构
总结词
强度高、耐久性好、适用范围广
详细描述
混凝土结构具有较高的抗压和抗剪切能力，耐久性好，适用范围广。但自重较大，施工周期较长，抗 震性能相对较差。
组合结构
总结词
优势互补、灵活性高、适应性强
详细描述
组合结构综合了木结构、砌体结构、钢结构、混凝土结构等 不同材料的优点，实现优势互补，具有较高的灵活性和适应 性。但结构设计复杂，施工难度较大。
03
建筑结构设计分析方法
静力分析方法
静力分析方法概述
静力分析方法是一种基于平衡状 态的力学分析方法，用于计算在 恒定或缓慢变化载荷作用下建筑 结构的响应。
线性静力分析
线性静力分析假定结构在小变形 情况下，材料的应力应变关系为 线性，可以通过叠加原理计算多 个载荷组合下的结构响应。
非线性静力分析
非线性静力分析考虑了结构在较 大变形下的非线性行为，包括材 料非线性、几何非线性和边界非 线性等，能够更准确地模拟结构 的真实行为。
稳定性分析方法
稳定性分析方法概述
01
稳定性分析用于确定结构在各种载荷作用下的稳定性，包括整
体稳定性和局部稳定性。
整体稳定性分析
02
整体稳定性分析通过计算结构的整体稳定承载能力，评估结构
在受到外载荷作用时是否会发生整体失稳。
局部稳定性分析
03
局部稳定性分析关注结构局部构件的稳定性，如压杆的稳定性
、梁的侧向稳定等。
抗震性能优化需要综合考虑建 筑的地震风险和场地条件，以 及结构的类型和特点，以实现 最优的抗震性能。
节能性能优化
总结词：节能性能优化是降低建筑能耗和保护环境的 重要途径。
输标02入题
详细描述：节能性能优化主要通过采用高效隔热和保 温材料、合理设计建筑布局、利用可再生能源等措施 ，以达到降低建筑能耗和减少对环境的影响。
建筑结构静力计算实用手册_第3版(3篇)
第1篇第一章绪论1.1 编写目的本手册旨在为从事建筑结构设计、施工和监理的专业技术人员提供一本实用性强的静力计算工具书。
通过本手册，读者可以快速掌握建筑结构静力计算的基本原理、方法和技巧，提高设计、施工和监理水平。
1.2 适用范围本手册适用于各类建筑结构的静力计算，包括但不限于住宅、办公楼、厂房、桥梁、隧道等。
1.3 内容结构本手册共分为九章，分别为：第一章绪论第二章基本理论第三章材料力学性质第四章建筑结构受力分析第五章静力计算方法第六章常用结构构件静力计算第七章结构稳定性分析第八章计算实例第九章附录第二章基本理论2.1 建筑结构力学基本概念建筑结构力学是研究建筑结构在荷载作用下的受力、变形和破坏规律的一门学科。
其主要内容包括：（1）荷载：作用于结构上的各种力，如重力、风荷载、地震荷载等。
（2）结构：由各种构件组成的整体，具有一定的几何形状和尺寸。
（3）受力：结构在外力作用下的内力、剪力、弯矩等。
（4）变形：结构在受力过程中产生的形状和尺寸的改变。
（5）破坏：结构在受力过程中达到极限状态，失去承载能力。
2.2 建筑结构力学基本原理（1）静力平衡原理：结构在受力过程中，必须满足静力平衡条件，即结构的内力、剪力、弯矩等在任意截面上必须满足平衡方程。
（2）变形协调原理：结构在受力过程中，各部分必须保持变形协调，即各部分的变形必须满足几何关系。
（3）连续性原理：结构在受力过程中，必须保持连续性，即结构的几何形状和尺寸必须保持不变。
第三章材料力学性质3.1 材料力学性质概述材料力学性质是指材料在受力过程中表现出的各种特性，主要包括：（1）弹性性质：材料在受力过程中，当应力小于弹性极限时，材料可以恢复原状。
（2）塑性性质：材料在受力过程中，当应力达到一定值时，材料发生永久变形。
（3）强度性质：材料在受力过程中，当应力达到一定值时，材料发生破坏。
3.2 常用材料力学性质（1）钢材：弹性模量E=200GPa，屈服强度f_s=235MPa，抗拉强度f_t=345MPa。
建筑结构设计中的概念设计与结构设计
建筑结构设计中的概念设计与结构设计摘要：随着建筑业的迅速发展，这就给建筑的结构设计带来了新的挑战。
在这种情况下，由于概念设计具有自己的特点，因此被越来越多地采用。
通过概念性设计，我们可以利用科学的方法和理论知识来构建一个高效的建筑结构。
因此，对建筑结构进行概念性设计和结构措施的应用研究是非常有实际意义的。
关键词：建筑结果；概念设计；结构设计；理论知识概念设计既是一种创新的表现，又是一种增强设计观念的方法。
现在，通过将概念设计融入我国的建筑结构设计，不仅为建筑的总体规划提供了一种全新的视角，而且还大大提升了建筑的安全性、实用性和可靠性，同时还能够有效地减少施工成本，从而极大地改善了项目的经济效益，对施工方案进行优化。
一、建筑结构设计概念在建筑结构设计中，由于目前的结构设计方法和理论方法仍有许多不同之处，由于结构的不可预测性，因此，重视概念设计显得尤为重要。
结构设计是一种将建筑物、其他设备等各种元素组合成的结构语言，它包含三个主要环节：规划、计算、绘制图纸。
第一，结构方案，它的主要工作是以各种参考指数为基础，通过地质勘察、现场施工类别、建筑高度、层数等方面的影响，我们能够决定一栋建筑的结构形式，并在此基础上，对结构的承载体系和受力构件进行了详细的布置，确保结构的安全性、可靠性，同时，我们还需要考虑到经济性、合理性，综合考虑多种因素，最后，确定了最优的结构；第二、在进行构造计算时，要有一套科学、合理的算法，以精确估算荷载、构件的受力情况；第三，在施工图纸设计环节，应当仔细研究建筑物的布局、配筋数量以及构件的构造措施，并严格遵守有关的标准和要求，特别是对设计人员来说，除了需要熟悉相关的规范外，还应当深入了解整个施工工艺和流程，以保证施工质量。
为了确保建筑物的安全性和高效性，我们必须将其结构设计纳入其中。
二、概念设计对于建筑结构设计的重要性（一）建筑结构设计的中心思想就是概念设计在进行结构设计时，把整个设计理念运用到某一具体的建筑空间中，最终完成了对建筑物的整体规划，这也是构造工程师的主要工作。
建筑结构设计技术要点与规范
结构设计是建筑工程的核心环节，直 接关系到建筑物的质量、寿命和成本 。
结构设计基本原则
安全性
确保结构在正常使用和极端情 况下均能保持稳定和安全。
经济性
在满足安全性的前提下，力求 降低结构造价，提高经济效益 。
合理性
结构设计应符合力学原理、材 料性能和施工工艺等要求，确 保受力合理、传力明确、变形 协调。
基础尺寸
根据荷载大小、土质条件及结构类型等 因素综合确定，确保基础具有足够的承 载力和稳定性。
VS
布置原则
遵循传力明确、受力均匀、经济合理的原 则，避免基础受力和变形过大或不均匀。
基础设计及计算方法
设计要求
满足承载能力极限状态和正常使用极限状态的要求，确保基础在荷载作用下不发生破坏或过大变形。
计算方法
THANK YOU
感谢观看
荷载取值与调整
02 依据规范规定，确定各荷载标准值，并根据实际情况
进行调整。
荷载效应分析
03
分析荷载对结构构件产生的内力、变形等效应，确保
结构安全。
混凝土结构设计规范
材料性能要求
01
规定混凝土的强度等级、弹性模量等性能指标，确保结构材料
质量。
构件设计与计算
02
依据规范进行梁、板、柱等构件的设计和计算，满足承载力和
02
基础设计技术要点
地基基础类型选择
01
02
03
天然地基
适用于土质较好、荷载较 小的建筑，可选择独立基 础、条形基础等。
复合地基
适用于土质较差或荷载较 大的建筑，可采用桩基、 筏板基础等。
特殊地基
针对软土、湿陷性黄土等 特殊土质，应选择适当的 地基处理方法，如深基础 、桩筏基础等。
高层建筑结构,第五章框架-剪力墙结构的内力和位移计算
§ 5.2 铰结体系协同工作计算
3、计算图表的应用 （1）根据荷载形式（有三种）、刚度特征值和高度坐标查 图表得系数 y( ) / f
y H
m M W ( ) / M 0 V VW ( ) / V0
（2）根据荷载形式按悬臂杆计算顶点侧移fH，底截面弯矩M0 和底截面剪力V0 （3）计算结构顶点侧移y、总剪力墙弯矩Mw和剪力VW以及总框 架剪力VF
P
PW 图
PF图
高层建筑结构——框架-剪力墙结构
§ 5.5 讨论
2、框剪结构设计中应注意的问题 框剪结构容易满足平面布置灵活和有较大抗侧刚度的要求。 此外，由于框架与剪力墙协同工作，使框架层剪力分布，从 底到顶趋于均匀（与纯框架结构中，框架层剪力上小下大不 同），这对框架的设计十分有利－框架柱和梁的断面尺寸和 配筋可以上下比较均匀 由此可以看出三个值得注意的问题： （1）纯框架设计完毕后，如果又增加了一些剪力墙（例如电梯 井，楼梯井等改成剪力墙），就必须按框架－剪力墙结构重 新核算 （2）剪力墙与框架协同工作的基本条件是：传递剪力的楼板必 须有足够的整体刚度。因此框剪结构的楼板应优先采用现浇 楼面结构，剪力墙的最大间距不能超过规定限值
高层建筑结构——框架-剪力墙结构
框架-剪力墙结构中剪力墙的布置宜符合下列要求：
1.剪力墙宜均匀地布置在建筑物的周边附近、楼电梯间、平 面形状变化 恒载较大的部位；在伸缩缝、沉降缩、防震 缝两侧不宜同时设置剪力墙。 2.平面形状凹凸较大时，宜在凸出部分的端部附近布置剪力 墙； 3.剪力墙布置时，如因建筑使用需要，纵向或横向一个方向 无法设置剪力墙时，该方向采用壁式框架或支撑等抗侧力 构件，但是，两方向在水平力作用下的位移值应接近。壁 式框架的抗震等级应按剪力墙的抗震等级考虑。 4.剪力墙的布置宜分布均匀，各道墙的刚度宜接近，长度较 长的剪力墙宜设置洞口和连梁形成双肢墙或多肢墙，单肢 墙或多肢墙的墙肢长度不宜大于8m。单片剪力墙底部承 担水平力产生的剪力不宜超过结构底部总剪力的40%。
建筑结构设计概念设计及常见结构类型
建筑结构设计概念设计及常见结构类型摘要：概念设计作为建筑结构设计的核心部分，将直接影响建筑结构设计的质量。
本文分析了概念设计的基本概念，提出了建筑结构设计的概念设计和常见的结构类型。
概念设计的内容非常丰富，在市场上的应用范围非常广泛。
特别是在建筑结构设计领域，概念设计为设计师开展设计工作提供了思路。
概念设计不仅降低了设计人员的工作难度，而且提高了建筑结构的设计质量和效率。
关键词：建筑结构设计；概念设计；常见结构类型引言目前，随着城市化进程的加快，城市人口数量不断增加，城市中高层建筑的数量也相应增加。
对于高层建筑的建设和使用，人们首先考虑的是如何使建筑结构更加安全可靠。
在这方面，结构设计者需要考虑多种因素，其中地震问题是首先要考虑的。
在整个设计过程中，要优化设计方案，不断完善建筑设计的内容，增强方案设计的效果，尽可能地促进高层建筑的稳定发展。
1简述概念设计概念概念设计是指设计师应用清晰的结构概念来研究建筑的整体结构体系和子系统。
无需数值计算，根据它们之间的力学关系、结构破坏机理、震害、实验现象和工程经验，得出基本设计原则和设计思路，分析建筑结构和计算结果，以及设计方案中建筑结构的实际受力情况和模型假设计算结果之间的差异，调整方案，设计出最合理的建筑结构，确保建筑物整体受力均匀、结构安排更加合理的一种设计理念和设计方法。
2概念设计在建筑结构设计中的具体应用2.1方案设计阶段设计阶段是建筑结构设计全过程中的初始阶段，设计方案将直接影响建筑项目的方向和成果。
一个成功的设计方案应该保证建筑的功能性和美观性，并能与经济的结构模式相结合。
做好设计，关键在于选择最合适、最可靠的结构形式和体系。
在设计之前，设计师需要考察建筑物的建设地点，研究和分析周边的地理环境，保证结构设计不会受到外部环境因素的影响，从而有效地发挥建筑结构设计的作用。
同时，工作人员需要考虑资金预算和设备配置等问题，例如建筑施工材料供应是否及时、建筑施工材料是否充足、建设单位的资金投入是否会影响建筑建设进度、施工团队的专业水平和综合素质是否符合实际建设要求等。
(02440)混凝土结构设计原理课程讲义
计算方法
截面惯性矩：
线刚度：
1
=
ℎ3
12
ⅈ=
ⅈ
ⅈ
刚度分配：
σ or ⅈ
D值法：
= 1 − 0 ℎ1
剪力分配法
D值法
门架法
ⅈ
剪力分配： ⋅
ⅈ
底层柱反弯点修正弯矩
第
一
类
T
型
截
面
主梁不进行荷载折算
单
≤ 0.9( + ′ ′ )
= +
=1
=1
2024年讲义
= + 1 1 1 +
=1
=2
参考教材： 《混凝土结构设计》课程代码02440（2016年版）
（4）结构或结构构件丧失稳定（如压屈等）；
（5）地基丧失承载能力而破坏（如失稳等）。
连续梁最不利内力组合
控制截面框架梁的控制截面通常是梁端支座截面和跨中截面。在竖向荷载作用
下，支截面可产生最大负弯矩和最大剪力:在水平荷载作用下，支座截面还会出现
正弯矩，跨中截面一般产生最大正弯矩，有时可能出现负弯矩。框架梁的控制截
平地
震反
应
多质
点弹
性体
系水
平地
震反
应
结构
自振
周期
底部
剪力
法
核心梳理
承载力极限状态
当结构或结构构件出现下列状态之一时，应认为超过了承载能力极
限状态：
（1）整个结构或结构的一部分作为刚体失去平衡（如倾覆等）；
房屋建筑学课程设计
房屋建筑学课程设计引言房屋建筑学是建筑学专业中的一门基础课程，旨在培养学生掌握房屋建筑的基本原理和设计方法。
本文档将围绕房屋建筑学课程设计展开，包括课程目标、教学大纲和评估方式等方面的内容，以满足学生需求和达到教学目标。
课程目标房屋建筑学课程的主要目标是培养学生对房屋建筑原理和设计方法的理解和应用能力。
具体包括：1.理解房屋建筑学的基本概念和原理；2.掌握房屋建筑设计的方法和流程；3.培养对房屋建筑的审美和创新能力；4.提高学生的团队合作和沟通能力。
教学大纲第一章：房屋建筑学概述1.1 房屋建筑学的定义和发展历程 1.2 房屋建筑学的基本原理与体系 1.3 房屋建筑学与其他学科的关系和交叉学科第二章：房屋建筑设计基础2.1 房屋建筑设计的基本要素和原则 2.2 房屋建筑设计流程和方法 2.3 房屋建筑设计技术和工具第三章：房屋建筑的结构设计3.1 房屋结构设计的原则和方法 3.2 常见房屋结构类型及其特点 3.3 房屋结构设计的优化和创新第四章：房屋建筑的空间设计4.1 房屋空间设计的原则和方法 4.2 房屋空间布局的功能性和美观性 4.3 房屋空间设计的创新与实践第五章：房屋建筑的材料与构造5.1 建筑材料的选择与使用 5.2 房屋建筑的常见构造体系5.3 房屋建筑材料与构造的创新与应用评估方式为了评估学生对房屋建筑学课程的掌握程度，我们设计了以下评估方式：1.课堂讨论和小组作业（占总成绩的30%）：通过课堂讨论和小组作业，评估学生对课程内容的理解和应用能力。
2.个人项目设计（占总成绩的40%）：学生将根据所学知识和技能，完成一个个人项目设计，评估学生的设计能力和创新思维。
3.期末考试（占总成绩的30%）：通过期末考试，评估学生对整个课程的综合掌握程度。
结语通过此次课程设计，我们旨在培养学生对房屋建筑学的兴趣和理解，并提供必要的知识和技能，以供学生将来在实际工作中应用。
同时，通过课堂讨论、小组作业、个人设计项目和期末考试等多种评估方式，促进学生的主动学习和综合能力的提升。
《建筑结构》教 学 大 纲
新疆应用职业技术学院《建筑结构》教学大纲课程编号：学时：108学时学分：专业：工程监理一、课程性质与任务《建筑结构》课程是工程造价专业的一门专业基础课。
本课程包括钢筋砼结构，砌体结构和钢结构三大块内容。
课程主要任务是研究三大结构的基本构件的设计原理和设计方法。
通过课堂教学与课程设计，使学生了解三大结构基本构件的设计原理和计算方法，掌握混凝土结构，砌体结构及钢结构的基本知识及混合结构墙柱、钢筋砼梁板结构设计和相应施工图的绘制。
为学生从事结构施工及工程监理工作打下必要的基础。
《建筑结构》课程与《建筑力学》和《建筑施工》《建筑材料》等课程关联紧密，是一门重要的专业课。
二、课程总体要求1、掌握必备的力学知识。
2、了解建筑结构的概念及在建筑物中的功能、特点及应用。
3、了解材料的物理力学性能及选用原则。
4、了解并掌握三大结构基本构件的设计原理和计算方法。
5、掌握钢筋混凝土结构、砌体结构和钢结构的基本知识。
6、掌握混合结构墙柱、钢筋混凝土梁板结构设计和相应施工图的绘制。
三、课程教学基本内容与要求第1章建筑结构概论内容：1、建筑结构的概念及在建筑物中的功能；2、建筑结构的特点及应用：混凝土结构、砌体结构、钢结构；3、结构的极限状态设计方法：结构的三大功能要求、承载能力极限状态及其实用设计表达式、正常使用极限状态及其实用设计表达式；4、混凝土结构耐久性规定。
5、建筑结构课程的内容、任务和学习方法。
教学要求：通过教学，要使学生了解建筑结构的概念、功能要求及应用，掌握两种极限状态设计方法及其实用设计表达式。
第2章钢筋和混凝土材料的力学性能内容：1、建筑钢材：在单调荷载作用下的应力应变性质(有明显屈服点钢材、无明显屈服点钢材)，钢材的破坏形式，影响钢材机械性能的因素；钢材的种类、规格及选用。
2、钢筋：钢筋的应力-应变曲线，钢筋的弹性模量，钢筋的种类和级别，钢筋的选用及检验。
3、混凝土：(1)砼的强度：砼的抗压强度(立方体抗压强度、轴心抗压强度)；砼的抗拉强度。
建筑结构设计
浅议建筑结构设计摘要：一个结构工程师的主要任务就是在特定的建筑空间中用整体的概念来完成结构总体方案的设计，并能有意识地处理构件与结构、结构与结构的关系。
关键词：概念设计结构措施中图分类号：o655.4一、协同工作与结构体系协同工作的概念广泛存在于工业产品的设计和制造中，对于任一个工业产品，我们均不希望其在远未达到其设计寿命（负荷、功能）时，它的某些部件（或零件）即出现破坏。
对于建筑结构，协同工作的概念即是要求结构内部的各个构件相互配合，共同工作。
这不仅要求结构构件在承载能力极限状态能共同受力，协同工作，同时达到极限状态，还要求他们能有共同的耐久寿命。
结构的协同工作表现在基础与上部结构的关系上，必须视基础与上部结构为一个有机的整体，不能把两者割裂开来处理。
举例而言，对砖混结构，必须依靠圈梁和构造柱将上部结构与基础连接成一个整体，而不能单纯依靠基础自身的刚度来抵御不均匀沉降，所有圈梁和构造柱的设置，都必须围绕这个中心。
对协同工作的理解，还在于当结构受力时，结构中的各个构件能同时达到较高的应力水平。
在多高层结构设计时，应尽可能避免短柱，其主要的目的是使同层各柱在相同的水平位移时，能同时达到最大承载能力，但随着建筑物的高度与层数的加大，巨大的竖向和水平荷载使底层柱截面越来越大，从而造成高层建筑的底部数层出现大量短柱，为了避免这种现象的出现，对于大截面柱，可以通过对柱截面开竖槽，使矩形柱成为田形柱，从而增大长细比，避免短柱的出现，这样就能使同层的抗侧力结构在相近的水平位移下，达到最大的水平承载力；而对于梁的跨高比的限制，一般还没有充分认识到。
实际上与长短柱混杂的效果一样，长、短梁在同一榀框架中并存，也是极为不利的，短跨梁在水平力的作用下，剪力很大，梁端正、负弯矩也很大，其配筋全部由水平力决定，竖向荷载基本不起作用，甚至于梁端正弯矩钢筋也会出现超筋现象，同时，由于梁的剪力增大，也会使支承柱的轴力大幅增大，这种设计是不符合协同工作原则的，同时，结构的造价必将会上升。
建筑结构设计中的概念设计与结构措施
建筑结构设计中的概念设计与结构措施【摘要】：结构概念设计在结构设计中占有重要的地位，是结构分析和设计的第一步。
一个结构工程师的主要任务就是在特定的建筑空间中用整体的概念来完成结构总体方案的设计，并能有意识地处理构件与结构、结构与结构的关系。
概念设计不以精确的力学分析、生搬硬套的规范条文为依据，而是对工程进行概括的分析，制定设计目标，采取相应措施。
【关键词】：建筑结构；概念设计；协同工作1结构概念设计的原则1.1结构的优化选型原则结构概念设计总结到一点就是要确定主体的结构体系及其相互联系。
主要从以下三个方面考虑，用比较方法进行优化选择。
1.1.1结构体系的优化目前在我国常用的建筑结构体系有混合结构体系、框架结构体系、剪力墙结构体系、框架-剪力墙体系、筒体结构体系等。
在高层建筑结构中，设计的主要任务是解决抵抗水平力的问题，因此结构设计的关键问题是抗侧力结构体系的确定和设计。
在掌握各类基本构件的特征后，根据建筑方案以及结构所在的环境和功能、受荷情况优化选择合适的基本构件，确定它们之间的联系，形成基本的结构单元和它的支撑做法（如框剪结构，筒体结构等）；最后将所选择的基本结构单元通过平面、叠合、平面等集合形式构成其主要的结构体系。
1.1.2结构布置的优化概念设计中的结构布置主要考虑建筑物的体型（平面长度尺寸及长宽比、竖向高宽比、立面形状等）、柱网尺寸、层高以及主要抗侧力构件所在位置等。
在满足功能要求和建筑方案的前提下优化布置楼屋盖水平系统、柱墙竖向支撑系统和地下基础系统。
比如为了整体抗震性能就应该选择平立面规则、对称的结构布置体系，在设计的时候就有必要设置刚度较强的抗侧力构件来提高结构的侧向刚度等。
1.1.3合理的构造做法预先估计和分析结构的薄弱部位、破坏形态，调整承载力以加强或削弱某些部位有意识设置构造措施。
使结构的构造做法和建筑构造要求相一致，结构的理论构造要求和施工的实际构造做法保持一致。
1.2合理受力原则在进行结构概念设计时，结构构件受力问题需要通过力学原理来进一步分析的。
概念设计在建筑结构设计中的应用
概念设计在建筑结构设计中的应用【摘要】建筑结构的概念设计充分反映工程师的设计理念及其专业技术水平。
本文中，笔者首先分析概念设计的几点设计原则，然后介绍建筑结构的简化计算，最后探讨概念设计在建筑结构设计中的具体应用。
【关键词】建筑结构；概念设计；应用一、前言建筑结构设计中，概念设计充分结合了经验与理论，是设计人员在实践经验和理论知识的基础上所形成的结构设计的新的设计方法，既符合理论的科学性，又结合施工实际，充分反映了工程师的设计理念及其专业技术水平。
结构工程师在应用概念设计时，应概念性地分析、比较建筑结构设计，结合建筑功能，优化建筑结构的总体布局。
二、概念设计的原则概念设计可充分体现结构工程师的设计思想，在进行结构概念设计时，工程师应遵循以下几个原则。
1.优化选型原则结构概念设计的关键在于确定主体结构体系及其联系，主要需考虑两点，通过比较优化选择结构体系和结构布置。
对于结构体系，应掌握各类基本构件的特征，结合实际环境条件、使用、建筑和荷载情况，选择适用的基本构件，确定构间间的联系，形成基本结构单元，确定各自支承做法，然后采取线型、平面、叠合、交叉等集合形式，集合基本结构单元，形成主要结构体系。
对于结构布置，应在满足功能要求和建筑意向的基础上，选择最优的楼屋盖水平系统、柱墙竖向支承系统以及基础系统。
应充分考虑各种布置的承载能力、竖向和侧向变形、支承做法、地质条件等，比较各自结构问题的合理性和优越性，确保平立面的规则和对称，实现良好的整体性，竖向剖面应在规整的基础上，保证侧向刚度的均匀变化，适宜自下而上递减，应避免突变。
2.空间作用原则应结合各建筑部分结构的空间作用，还原本来的结构面貌。
建议有意识地利用构件间的空间关系，实现建筑结构的更大刚度，同时减小内力，实现良好的受力效能好。
3.合理受力原则结构概念设计中应充分利用力学原理处理结构构件的一般受力分析问题。
对于受力和变形，均匀受力比集中受力好，空间作用比平面作用好，多跨连续比单跨简支好，刚性连接比铰接好，传力简捷比传力曲折好，超静定的受力体系比静定的受力体系好，应尽量避免不明确的受力状态，应充分利用结构的对称性、刚度的相对性、变形的连续性和协调性，综合分析各部分构件的直接受力状态和整体结构的宏观受力状态，关注主要的受力状况及其变形，忽略次要的受力状况及其变形。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
5.1.3 形体问题 形体问题
• 平面形状与组合
– 对称性是基本要求 对称性 几何中心与刚度中心重合的建筑物平面 非对称性 几何中心与刚度中心不重合的建筑物平面
非对称性结构的处理：以简单平面的组合形成复杂平面， 非对称性结构的处理 并以抗震缝在结构上分隔。
5.1.3 形体问题 形体问题
• 建筑物立面均衡
5.2.1 砖石砌体结构
• 砖石砌体结构房屋结构体系综述
• • • • • • 横墙、山墙是房屋侧向刚度的主要来源； 必须有足够的横墙或足够刚度的山墙，横墙间距、横墙高宽比不宜过大； 楼板的刚度十分重要，对于房屋的整体性十分关键； 单片墙体的高厚比是其承载力的关键参数，高度为计算高度，厚度为折算 厚度，突出于墙面的墙垛、较近的横墙会增加墙体的计算厚度； 外墙为偏心受压构件，内墙可以考虑为轴心受压。 房屋的刚度源于：横墙（山墙）、楼板、圈梁、构造柱；
5.1.3 形体问题 形体问题
• 建筑物形体设计的内容
– 平面形状与组合 • 是指建筑物的平面形状以及平面形状的形成； • 简单的、各方向尺度比较均衡的平面形状更有利于对侧向力的抵抗； • 复杂的平面应由简单的平面组合而成。 – 立面的形状与组合 • 是指建筑物的竖向形状； • 简单的、各方向尺度比较均衡的竖向形状也是有利的； • 上小下大的金字塔形是最好的竖向结构模式。
• 刚度设计的注意事项
– 建筑物沿高度分布 的各个层间的刚度 应均匀或变化不大， 刚度均匀的建筑物的变形 避免刚度剧烈变化 形成应力集中；
刚度不均匀的建筑物的变形
5.1.2 刚度问题
• 刚度设计的注意事项
– 上下不一致的结构应设置结构转换层；
结构转换层 底层的刚度措施
上刚下柔结构的问题
转换层在其平面内水平刚度大， 转换层在其平面内水平刚度大，可以将上 部水平荷载有效传递至下部抗水平侧移的 构件上。 构件上。
侧向计算框架 垂 直 荷 载 弯 矩 图
垂直荷载 垂 直 荷 载 剪 力 图
水平荷载
5.2.2 钢筋混凝土框架结构
• 框架结构房屋的结构计算简图与相关内力图 水 平 荷 载 弯 矩 图 水 平 荷 载 剪 力 图
结论： 结论： • 在框架结构中，垂直荷载对于中柱产生轴心或近似轴心的受压作用，
对于边柱产生偏心受压作用，顶层偏心作用大，底层偏心作用小； • 水平荷载对于所有构件均产生弯矩、剪力作用，底层弯矩大，顶层 相对小，水平作用是双向的，内力图仅表示一个方向，设计时应考 虑相应的不利组合；
钢筋混凝土内墙过梁
钢筋砖过梁
5.2.1 砖石砌体结构
• 砖石砌体结构房屋结构体系的其他构造
• 圈梁：连接所有的外墙，形成封闭性的钢筋混凝土刚性框，有效的提高墙体的 稳定性与房屋的整体性。
没 有 圈 梁 的 墙 体
有 圈 梁 的 墙 体
圈梁横截面形式： *与过梁不同，圈梁为侧向受力构件。
5.2.1 砖石砌体结构
5.2.1 砖石砌体结构
• 砖石砌体结构房屋常见的结构体系
楼板 纵墙
• 以纵墙为主的承重体系 以纵墙为主的承重体系——纵墙体系； 纵墙体系； 纵墙体系
荷载传递路径： • 重力：板 纵墙 基础 地基； • 水平荷载： 侧墙 楼板 山墙 基础 地基
山墙 特点： • 纵墙承重，横墙可以开大洞；横向刚度差，抗震效果相对不好；横墙少，空间 布置灵活，可以形成大空间；山墙格外重要
5.2.2 钢筋混凝土框架结构
• 框架结构的基础
独立基础 • 框架多采用独立基础或柱下条形基础； • 独立基础受力不均匀易产生不均匀沉陷； • 基础要注意冲切问题；满足混凝土的刚性角是保 证防止冲切破坏的基本做法； • 由于独立基础相对于自身的承载岩层确定埋置深 度，因此深度可能相对较大，宜注意对于基础以 上的地下柱段进行处理，一般是加大其刚度。
5.2.1 砖石砌体结构
• 砖石砌体结构房屋结构体系的其他构造
• • 构造柱：墙体L、T 形连接部位设置的，用以增强墙体刚度与房屋整体性的钢 筋混凝土芯柱。 本图以直线墙体为例说明构造柱的施工。 • 构造柱应和圈梁有效地 联结，形成整体性； 模 板 • 构造柱属于墙体的组成， 仅是加强墙体功能，不 能独立完成其功效； 墙体 模 板 构 造 柱 • 构造柱应与墙体紧密联 墙体 结； ф6@500，L=500 • 常规配筋 4ф12， ф6@250 。
砖 砌筑砂浆 简单墙体构造
5.2.1 砖石砌体结构
• 砖石砌体构件的破坏过程
– 砖与砂浆共同作用是砌体结构破坏的原因 • 当压力处于较小的阶段时，砌体结构没有变化，局部砖出现竖向裂缝，但不 会形成多皮砖的贯通，处于安全状态。此时荷载大约为破坏荷载的50%-70%， 裂缝的出现与砂浆的关联度很大。 继续增加荷载，裂缝扩展，形成几皮砖的贯通性裂缝，此时约为破坏荷载的 80%-90%，停止加荷，裂缝有继续开展的迹象，处于危险状态，在长期荷载 作用下将破坏。 • 此时荷载略有增加，裂缝会迅速 扩展，并上下全部贯穿，将砌体 分为若干个独立受压柱，彻底破 坏。
• 砖石砌体结构房屋结构体系的其他构造
• 圈梁的设置——从概念上，以下部位或情况应设置圈梁： • • • • • • 墙体底部与基础相连的部位； 墙体顶部，檐口部位； 建在软土地基、或易发生不均匀沉降的地基上； 装配式楼板或房间内部为层高很高的大空间，墙体没有有效的侧向支撑 或很弱； 抗震地区的砖混建筑。 圈梁与墙等宽，常规配筋4ф8， ф6@250 （7度以下）； 4ф10， ф6@200 （8 度）； 4ф12， ф6@150 （9度） 。
5.1.2 刚度问题
• 刚度设计的注意事项
– 随着建筑物的增加，侧向作用逐步成为主要 影响因素，因此对于结构抗侧移刚度要求越 多层建筑物的侧向变形以剪切为 主，变形量小 来越高；
M=ql2/2 建筑物所受到的侧向弯矩 作用的增加是非线性的
高层建筑物的侧向变形以弯曲为 主，变形量大
5.1.2 刚度问题
5.1.1 延性与脆性
• 脆性
– 脆性与延性相对应，脆性材料或构件、结构在破坏前几乎没变形能 力，在宏观表现上突然断裂、失稳、坍塌等。 – 尽管脆性材料或构件、结构可能存在较大的承载力，尽管存在安全 系数，但因没有破坏征兆，采用时宜慎重。 • 实现延性与防止脆性的方法 – 采用延性材料为建筑结构材料——钢结构； – 采用延性材料改善脆性材料的性能——钢筋混凝土、劲性混凝土； – 避免细长结构杆件、薄壁构件，防止失稳； – 增大脆性材料的安全系数，偏于安全使用材料。
5.2.2 钢筋混凝土框架结构
• 框架结构房屋空间刚度的形成
• 框架仅形成了平面内刚度，在加 强框架间的联系，形成空间刚度 中，楼板的作用不可忽视。 • 框架布置力求完整、均衡，以矩 形为主，对于不规则图形尽可能 避免； • 角柱所承担的重力荷载较小，但 考虑侧向作用、整体扭转作用等， 因此角部截面与配筋应注意加强； • 较大刚度的基础梁有利于将上部 荷载均衡传递至基础；
5.2.2 钢筋混凝土框架结构
横向框架梁 纵向联系梁
• 框架结构房屋的结构组成 楼板
楼板
楼板
基础梁
独立基础
5.2.2 钢筋混凝土框架结构
• 框架结构房屋的结 构传力路径
垂 直 荷 载
5.2.2 钢筋混凝土框架结构
• 框架结构房屋的结 构传力路径
水平荷载
5.2.2 钢筋混凝土框架结构
• 框架结构房屋的结构计算简图与相关内力图
5.1.4 场地与基础
坡地与差异性地基是危险的
坡地上的建筑物底层构件的刚度是不 一致的，短柱刚度大，极易形成破坏。
差异性地基在地震时，极易形成 断层，导致建筑物倒塌破坏。
5.1.4 场地与基础
共振会使破坏加剧
5.1.4 场地与基础
必要的基础埋置深度
基础埋置深度不少于建筑地 上高度的1/10，且不小于4 米 ——日本 基础埋置深度不少于建筑地 上高度的1/15，采用桩基础 时不少于建筑地上高度的 1/18（桩长不计入埋深） ——我国 当不能满足埋深时，要采用 特定的措施。
结构立面变化要均匀，忌使用上大下小的结构与刚度变化剧烈的结构，结构高 宽比例适中，同一层间高度均匀。
5.1.4 场地与基础
• 建筑物场地的选择与基础处理
– 场地选择 • 坚硬、平整的场地是十分必要的； • 单一性的土层、岩层对于抗震是有利的； • 场地的震动周期应与建筑物的相错开； • 避免可能滑坡、液化的场地； – 基础的处理 • 基础自身的刚度要满足要求； • 基础必须埋置一定的深度；
Hale Waihona Puke 5.1.2 刚度问题• 刚度设计的注意事项
– 同层结构除特定设计的抗剪构件（剪力墙）外，其余构件不宜出现刚度 不均匀； – 建筑物、构件在荷载方向上的尺度是刚度的基本要素，惯性距的大小是 十分关键的； – 建筑物局部可以设计成柔性结构以耗散地震的能量，但整体必须是满足 刚度要求的。 – 垂直构件的刚度不宜小于水平构件的刚度。
•
5.2.1 砖石砌体结构
• 砌体构件的破坏分析
– 砖与砂浆共同作用是砌体结构破坏的原因
砌体结构的受力状态 1 砂浆的横向扩张作用促 使砖的裂缝提前发生。
砌体结构的受力状态 2 不均匀的砂浆使得砖 实际上受弯，加速裂 缝的发生与开展。
砌体结构的受力状态3 竖缝会产生的应力集中。
抹灰层内铺入钢筋网，会有效抑制裂缝的产生与发展，有 效提高砌体的强度。
5.2 常见结构的基本分析
5.2.1 砖石砌体结构 5.2.2 钢筋混凝土框架结构 5.2.3 框架——剪力墙（筒）与剪力墙结构 框架 剪力墙（ 剪力墙 5.2.4 排架结构 5.2.5 拱结构 5.2,6 高层建筑结构
5.2.1 砖石砌体结构
• 砖石砌体结构房屋的材料
– 该类房屋材料以砌块为主，常见砌块有：粘土砖、石材（毛石与料 石）、大型砌块； – 粘结材料主要是砂浆，水泥砂浆或水泥石灰混合砂浆； – 砌块质量、砂浆质量与砌筑质量是影响砌体强度的主要因素； – 与混凝土相比，砌体结构的离散性更大，整体性更差；