建筑结构课件

第一章 总论
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6.配筋的基本要求 ：
（1）钢筋的布置（即在结构中的位置）和数量由计
算确定；
（2）在钢筋的端部应有锚固长度或弯钩（常称为构 造要求）。
1.2 各种建筑结构特点及应用情况
第一章 总论
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7 混凝土结构的优缺点：
优点
⑴ 材料利用合理：
钢筋和混凝土的材料强度可以得到充分发挥，结构承载 力与刚度比例合适，基本无局部稳定问题，单位应力价格低， 对于一般工程结构，经济指标优于钢结构。
1.2 各种建筑结构特点及应用情况
第一章 总论
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缺点：
⑴ 自重大：不适用于大跨、高层结构。 ⑵ 抗裂性差：普通RC结构，在正常使用阶段往往带裂缝工作，
环境较差(露天、沿海、化学侵蚀)时会影响耐久性；也限制了 普通RC用于大跨结构，高强钢筋无法应用。
⑶ 承载力有限：在重载结构和高层建筑底部结构，构件尺寸
⑴ 钢筋和混凝土之间存在有良好的粘结力，在荷 载作用下，可以保证两种材料协调变形，共同受力；
⑵ 钢筋与混凝土具有基本相同的温度线膨胀系数
（钢材为1.2×10-5，混凝土为(1.0~1.5)×10-5），
因此当温度变化时，两种材料不会产生过大的变形
差而导致两者间的粘结力破坏。
1.2 各种建筑结构特点及应用情况
• 结构形式的革新
• 结构优化设计
本章目录
1.2 各种建筑结构特点及应用情况
第一章 总论
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1.3 建筑结构基本理论及设计
方法的发展
一.结构设计方法的发展过程
1. 弹性理论为基础的容许应力设计方法
2. 破坏阶段设计方法
3. 极限状态设计方法 4. 概率设计法：以近似概率为基础的极限 状态设计法。 未来：全概率设计法、生命全过程设计法
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⑵ 可模性好：
混凝土可根据需要浇筑成各种性质和尺寸，适用于各种 形状复杂的结构，如空间薄壳、箱形结构等。
⑶ 耐久性和耐火性较好，维护费用低：
钢筋有混凝土的保护层，不易产生锈蚀，而混凝土的强度 随时间而增长；混凝土是不良热导体，30mm厚混凝土保护层 可耐火2小时，使钢筋不致因升温过快而丧失强度。
1.2 各种建筑结构特点及应用情况
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第二阶段： 从上世纪20年代到第二次世界大战前后
混凝土和钢筋强度的不断提高。
1928年法国杰出的土木工程师E.Freyssnet发明了预 应力混凝土，使得混凝土结构可以用来建造大跨度
1.2 各种建筑结构特点及应用情况
第一章 总论
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第三阶段： 二战以后到现在 随着建设速度加快，对材料性能和施工技术提出更 高要求，出现装配式钢筋混凝土结构、泵送商品混 凝土等工业化生产技术。 高强混凝土和高强钢筋的发展、计算机的采用和先 进施工机械设备的发明，建造了一大批超高层建筑、 大跨度桥梁、特长跨海隧道、高耸结构等大型工程， 成为现代土木工程的标志。
※用钢筋混凝土墙组成一个筒体作为房屋的承重结构 ※筒体可以由密柱深梁组成一个筒体，也可以用多个
筒体组成筒中筒、束筒，还可以将框架和筒体联合 起来组成框筒结构。
※筒体结构在各个方向的抗侧刚度都很大，是目前高 层建筑中较多采用的结构形式。框筒是上个世纪60 年代由美国工程师法卢齐－坎恩第一次提出来的。
请看筒体结构组成
其它结构还有壳体结构、网架结构、悬索结构等 等，它们大多用于大跨度结构中。
1.1 建筑结构的分类
第一章 总论
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1.2 各种建筑结构特点及应用情况
一.钢筋混凝土结构
1.钢筋混凝土的组成：
钢筋+混凝土 (混凝土:现代主要的人造工程结构材料)
2.两种材料的基本力学特性：
钢筋 ——抗拉与抗压强度较高，破坏时表现出较好的延性；
1.1 建筑结构的分类
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3）框架—剪力墙结构
※框架结构的基础上，沿框架纵、横方向的某些位
置，在柱与柱之间设置数道钢筋混凝土墙体作为
剪力墙。
※因此它是框架和剪力墙的有机结合，综合了二者
的优点：一个布置灵活，一个抗侧力高。
请看框架－剪力墙结构组成
1.1 建筑结构的分类
第一章 总论
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4）筒体结构
1.2 各种建筑结构特点及应用情况
第一章 总论
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第二阶段：19世纪中叶到解放前 砌体材料主要还是粘土砖，由于在封建及后来的半殖民地 半封建制度下，砖石结构的实践和理论发展缓慢。 第三阶段：解放后到现在 在原有基础上有了长足的进步。无论在桥梁、房屋，且在 新结构、新技术方面也有了很大的发展，并建立了具有我国 特色的结构设计计算理论。
1.1 建筑结构的分类
第一章 总论
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2）钢结构:以钢材(钢板、型钢）为主制作的结构 3）砌体结构:由块材通过砂浆砌筑而成的结构 4) 木结构 :指全部或大部分用木材制作的结构 5）混合结构:由两种及两种以上材料作为主要承重结构 的房屋 此外还有钢—混凝土组合结构、钢管混凝土等。
按其承重结构的类型分为：
（2）试验结果小结： 素混凝土梁 — 承载力低，一开裂即告破坏，破坏前 无预兆（为脆性）； 钢筋混凝土梁—承载力高，混凝土开裂后，其承担的 拉应力转移到钢筋。 请看图片
1.2 各种建筑结构特点及应用情况
第一章 总论
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5.钢筋与混凝土共同工作的条件：
钢筋（材）和混凝土两种材料的物理力学性能很 不相同，他们可以结合在一起共同工作，是因为：
第一章 总论
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1.4 建筑结构课程的要求、注意的
问题
一.要求
1.掌握结构材料的力学性能；
2.掌握结构设计的基本原则；
3.熟悉结构设计规范和其它相应规范； 4.熟练基本的设计计算、查阅有关表格和构造要求； 5.学会识读结构施工图，正确理解设计意图。
1.4 建筑结构课程的要求、特点及学习方法
第一章 总论
第一章 总论
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⑷ 现浇混凝土结构的整体性好：
通过合适的配筋，可获得较好的延性，适用于抗震、抗爆 结构；同时防振性和防辐射性能较好，适用于防护结构。
⑸ 刚度大、阻尼大：
有利于结构的变形控制。
⑹ 易于就地取材：
混凝土所用的大量砂、石，易于就地取材，近年来，已 有利用工业废料来制造人工骨料，或作为水泥的外加成分， 改善混凝，工序多（支模、绑钢筋、浇筑、养护）， 工期长，施工受季节、天气的影响较大。
⑸ 混凝土结构一旦破坏，其修复、加固、补强比较困难。
1.2 各种建筑结构特点及应用情况
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8 混凝土结构的发展与应用概况
混凝土结构的开始应用于土木工程距今仅150多年。
1824年英国人阿斯普丁(J.Aspdin)发明硅酸盐水泥。
（2）发展趋势：
高强、空心、薄壁大板和配筋砌体等。
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三.钢结构
1.钢结构的特点 ：
优点： （1）强度高、强重比大；塑性、韧性好； （2）材质均匀，符合力学假定，安全可靠度高； （3）工厂化生产，工业化程度高，施工速度快； 缺点：
钢结构耐热不耐火；易锈蚀，耐腐性差。
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3 钢结构的建造过程
工厂制造：验收、放样、加工、装配、矫正、除锈和涂漆 工地安装：扩大拼装、吊装就位、临时固定、最后固定
4 钢结构的初始缺陷
几何缺陷：初弯曲 初倾斜 杆件长度误差 材料缺陷：钢材并非理想的匀质体和各向同性体
5 钢结构的发展
• 发展低合金高强度钢材和型钢品种 • 结构和构件设计计算方法的深入研究
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第一篇 建筑结构基本计算原理(1-2章） 第一章 绪论
1.1 建筑结构的分类 1.2 各种建筑结构特点及应用情况 1.3 建筑结构基本理论及设计方法的发展 1.4 建筑结构课程的要求、注意的问题
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第一章 （共一讲）
本章的主要内容：
建筑结构的分类；
各类结构的优缺点及其应用和发展简况；
本课程的学习方法和需要注意的问题。
1849年法国人朗波(mbot)制造了第一只钢筋混 凝土小船。 1872年在纽约建造第一所钢筋混凝土房屋。 与砖石结构、钢木结构相比，混凝土结构的历史 并不长，但发展非常迅速，是目前土木工程结构中应 用最为广泛结构，而且高性能混凝土和新型混凝土结 构形式还在不断发展。
1.2 各种建筑结构特点及应用情况
1.2 各种建筑结构特点及应用情况
第一章 总论
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二.砌体结构
1.砌体结构的组成：砌块＋砂浆
2.材料的基本力学特性：
砌体抗压强度较高，但抗拉强度很低；
3.砌体结构的优缺点：
优点： 较易就地取材、具有很好的耐火性，以及较好的化学及大 气稳定性、成本低较经济。 缺点： 自重大，强度低、砌筑工作繁重、砂浆和砌块的粘结力较 弱、占用农田，影响环境。
混凝土——抗压强度高，抗拉强度远低于其抗压强度
（之比约为10%，破坏时具有明显的脆性性质）
1.2 各种建筑结构特点及应用情况
第一章 总论
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3.配筋的基本原则 ：
使钢筋在结构中处于受拉；使混凝土在结构中处于受压。
4.关于钢筋混凝土梁与素混凝土梁的比较试验：
（1）试验情况介绍：同条件下的对比试验；
请看素混凝梁实验（40秒) 请看钢筋混凝土梁实验(2分）
第一章 总论
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混凝土结构的发展
在结构方面：目前，钢筋混凝土结构向大跨度、高层发展 在材料方面：向高强、轻质、耐久、抗震的方向发展。
第一阶段： 从钢筋混凝土的发明至上世纪初 钢筋和混凝土的强度都比较低。
主要用于建造中小型楼板、梁、柱、拱和基础等 构件。
1.2 各种建筑结构特点及应用情况