土木工程概论3土木工程结构的基本形式

4、房屋竖向承重结构
▪ 概念：由柱、墙 和用墙做成的井筒 组成房屋的竖向结 构。
它是房屋的主 体结构。主要承受 房屋的全部重量并 把它们通过基础传 给地基。
建筑工程的类别 和建筑结构体系
房屋建筑工程的类别有多种分法。 可按房屋的使用性质分；按房屋结构所 采用的材料分；也可按房屋主体结构的 型式和受力系统（结构体系）分。建筑 师习惯于第一种，结构工程师和施工工 程师习惯于第二、尤其是第三种分法。
土木工程概论3土木工程 结构的基本形式
2020/8/13
建筑工程就是 房屋工程。它是兴 建房屋的规划、勘 察、设计（建筑、 结构和设备）施工 的总称，目的是为 人类生产与生活的 场所。
竹屋
石柱群
香港维多利亚海湾建筑群
单层装配式钢筋混凝土厂房
基本构件与扩展构件
建筑结构基本构件 一般分为板、梁、
抗弯承载力和刚度）
扁梁：宽大于高的梁，用于梁高受限制时 T 形截面梁：如梁与板整 浇在一起，把与梁相连一定 宽度范围内的板也可看作梁 的一部分，形成 T形截面梁
钢梁截面形状
钢梁材料强度高(所需截面尺寸小，所以自重较轻)，塑性好， 便于加工安装，使用范围广
钢材易生锈，防火性能较差，需定期进行维护
钢梁可由型钢直接制作，最常用的截面形式有 普通工字形截面和宽翼缘工字形截面
(2) 网架是高次超静定空间结构，安全度大
(3）网架结构整体空间刚度大，稳定性能及抗震性能好，安 全储备高，对于承受集中荷载、非对称荷载、局部超载、 地基不均匀沉陷等均为有利
(4）便于定型化、工业化、工厂化、商品化生产，集装箱运 输，零件尺寸小，重量轻，便于存放、装卸、运输和安装 ，现场安装不需要大型起重设备
3）壳
由曲线形板与作为边缘构件的梁、 拱或桁架组成，是一种空间形的结构构 件，主要承受压力。犹如蛋壳以最薄的 壳面能构成强大的蛋体一样，能以较小 的构件厚度形成承载能力很高的结构。
3、房屋水平方向结构
▪ 概念：由板、梁或用杆件做成的桁架、网架组成。它一般是房 屋的楼盖和屋盖。
▪ 楼盖的类型
a. 有梁楼盖 b. 无梁楼盖 c. 交叉密肋型
独立基础
建筑物上部采用框 架结构或单排架结 构承重时，基础通 常为阶梯形、锥形 和杯形等形式，此 类基础为独立基础 。
联合基础
有筏型基础、箱形基础、 柱下十字交叉基础等类型 ，此类基础对于跨越软土 地基更加有利。
1、平面形或直线形构件
1）板
板的长、宽两方向的尺 寸远大于其高度；
板的作用效应主要为受 弯
荷载作用方向与墙 面平行
作用效应主要为受 压。
2、直线形杆件或曲面、 曲线形构件
1) 1）杆
截面尺寸远小于其长度的构 件，主要承受轴向压力或拉力。 组成平面桁架或空间网架。
2）拱
由曲线形构件（拱圈）或折 线形构件及其支座组成，在荷载 作用下主要承受轴向压力，有时 也承受弯矩和剪力。它比同跨度 的梁要节省材料。
单向板：
两边支承的矩形板或长边l 2与短边l 1之比 l 2／l 1 > 2 的四边支承矩形板
源自文库
双向板：
长边l2与短边l1之比
小于2的四边支承矩形板
2）梁
梁的截面宽度和高度尺寸远小于 其长度尺寸
其作用效应主要为受弯和受剪
混凝土梁常用截面形式：
矩形截面（一般梁高度是宽的2~3倍 —— 可用较小截面获得较
网架结构 由许多杆件从两个方向或几个方向按一定规律组成
的高次超静定空间结构（能承受来自各个方向的荷载，最
常见的大跨度结构形式，杆件采用钢管或型钢现场安装）
空间结构—网架
网架与平面桁架结构相比的特点：
(1) 多向受力的空间结构，比单向受力的平面桁架适用跨度 更大（一般30→60m，甚至60m以上）
柱、墙、 基础、拱等
1、基础
位于建筑物底部，承受建筑物上部结构的重量 ，并将这些重量与本身的重量一同传给地基。
常用材料：砖、石、混凝土或钢筋混凝土 等。
埋置深度一般不超过5m，只需经挖槽、排水等 施工工序的基础称为浅基础。 常见的浅基础有条形基础、独立基础和联合基 础。
条形基础
宽度和高度远远小于长度的基础，又称 带形基础。
⑶悬臂梁
梁一端固定在支座上，既不能转动也不能水平和垂直移动 (固定支 ),另一端可自由转动和移动 (自由端）
广泛用于阳台、雨蓬、体育场看台罩棚等
4) 3）柱
柱的截面尺寸远小于其高度，荷载作用方向与柱轴线平行。 属于竖向承重构件。主要承受梁传来的压力以及柱自重。
4）墙
墙的长宽两方向尺 寸远大于其厚度
移动和水平移动、但不限制梁端自由转动
一端铰支座—表示它可以自由转动但不能平移 另一端滚动支座—表示它既可转动,也可平移
梁的实际支承构造与理想的铰支经常有差别
简支梁属静定结构（只用力的平衡原则即可算出内力）
简支梁一般小跨度时用
⑵ 连 续 梁： 具有两个或两个以上支座的梁
结构刚度大, 整体性好, 局部破坏不一定导致整个结构破坏 支座不均匀沉降,会引起附加内力
1.按房屋的使用性质分
（1）住宅建筑
如别墅、宿舍、公寓 等。这类建筑对房屋使用 的布局、朝向、采光、隔 热、隔音等建筑技术问题 有较高要求。主要结构构 件为楼板、墙体，建筑层 数1-2层至10-20层不等。
梁跨度较大时，可将钢板 焊成组合工字形或箱形截面
普通工字形截面钢梁高度 取其翼缘宽度的3~5倍
钢-钢筋混凝土组合梁 受压区用混凝土和受拉区用钢，二者通过抗剪连接件连 接形成(防止水平一层层间的错动)的组合结构
充分利用了钢和混凝土 各自的强度特点
结构延性好 承载力高 自重轻
按常见支承方式
(1) 简 支 梁 梁两端简单搁置在支座上，支座限制梁不产生垂直
无梁楼盖 d. 混凝土与压
型钢板、钢 梁组合楼盖
▪ 按施工方法楼盖又分为装配式和现浇式两大类型
▪ 桁架
桁架结构：由以铰接三角形为单元 (空腹桁架是刚接四边 形)格构体系
与梁相比桁架的优点：
桁架是把梁纵截面上受力较小的中间部分挖空, 到只 几根小截面连杆而成
（1） 受力合理，重量变轻， 适用跨度 ＞ 梁结构 （2） 桁架节点一般假定铰结, 设计计算简单 （3） 桁架由杆件拼装组成，体系多样化 (平行弦桁架、三 角形桁架、梯形桁架、弧形桁架等), 适应性强 ⑷ 施工方便，桁架可整体制造后吊装，也可在施工现 场高空拼装