建筑结构概述及钢筋混凝土材料简介.

1A1.1.5 钢筋的主要力学性能

1、钢筋的强度和变形 2、钢筋的成分、级别、品种 3、钢筋的冷拉和冷拔 4、钢筋的形式 5、建筑结构对钢筋的要求
1、钢筋的强度和变形
建筑结构用的钢筋，一般可分为两类： 有明显流幅的钢筋（也称软钢）和没有 明显流幅的钢筋（也称硬钢）。这两类 钢筋拉伸试验的典型应力-应变曲线见图 1-2及图1-3所示。
1A1.1 建筑结构概述及 钢筋混凝土材料简介
1A1.1.1建筑结构的分类及应用概况 1A1.1.2建筑结构的发展简况 1A1.1.3本课程的内容 1A1.1.4钢筋混凝土的一般概念及特点
国家大剧院
工程外部围护结构为钢结构网壳，是半椭圆球形，东西长轴212.2m，南北短 轴143.64m，总高度46.285m。内设歌剧院（2416席）、音乐厅（2017席）及戏剧 院（1040席）及公共大厅等。屋面采用钛金属板，整个网壳外环绕人工湖 （35500m2）,各种通道及入口均设在水下 。设计为法国巴黎机场公司安德鲁建筑 师，北京市建筑设计研究院参与主体设计 ，整体结构用钢量达6750t，195kg/m。
a. 素混凝土梁
F
300
200
f
F=13.4KN 截面开裂并破坏
t
b. 钢筋混凝土梁：受拉区配220钢筋
F
300
220
200
Fcr=15 KN
截面开裂; Fu=87KN
截面破坏。
梁的承载力大大提高，梁的受力性能改善。

钢筋和混凝土这两种性质不同的材 料之所以能有效地结合在一起而共 同工作，主要是因为二者存有粘结 力、混凝土保护层以及两种材料的 温度线膨胀系数接近等因素。
（2）砌体则是目前建筑结构材料中的另一 主要材料。 （3）砖石砌体就地取材、成本低廉、耐久性较 好。缺点是砌筑劳动强度较大，结构自重 大，构件强度不高等，其适应范围受到一 定的限制，目前大部分用于多层民用建筑 中，少量用于工业建筑中。
（4）钢结构是继钢筋混凝土结构之后具有 发展前景的建筑材料，也是目前主要的 建筑结构材料之一。 （5）木结构建筑受木材生长周期长及开伐 木材对环境带来影响等因素，现在很少 作为建筑结构材料。
1A1.1.1 建筑结构的分类及应用概况
1、按所用材料不同，可分为钢筋混凝土结 构、砌体结构、钢结构、木结构。
2、按结构受力特点分类，可分为混合结构、 框架结构、排架结构、剪力墙结构、筒 体结构及其它。
框架-剪力墙 结构
排架结构单层厂房
框架-剪力墙 结构
筒体结构
上海金茂大厦是88层，建筑 高度420.5m，建筑面积28.9万平 方米，于1998年8月28日竣工。 钢筋混凝土核心筒，外框钢骨混 凝土及钢柱。
1A1.1.3本课程的内容

本课程由钢筋混凝土结构、砌体结构、 钢结构三部分内容组成。其中钢筋混凝 土结构又包括钢筋混凝土基本构件及钢 筋混凝土房屋结构。
1A1.1.4钢筋混凝土的一般概念及特点

钢筋混凝土的一般概念 钢筋混凝土是由钢筋和混凝土两种力学 性能完全不同的材料组成的结构材料。 钢筋是一种抗拉和抗压能力都很强的材 料，混凝土是一种抗压能力强而抗拉能 力却相对较弱的脆性材料。
钢筋的应力-应变关系 Stress-Strain Relation
◆ 一、有明显流幅的钢筋 Rebar with yield point
fu
s
b c d
e f
a’为比例极限proportional limit
s =Ese
fy a a’
a为弹性极限elastic limit b为屈服上限upper yield strength c为屈服下限，即屈服强度 fy lower yield strength
2、钢筋混凝土的特点



(1)强度较高： (2)钢材用量少： (3)耐久性好： (4)耐火性好： (5)可模性好： (6)整体性好： (7)材料来源广泛，便于就地取材：
1A1.1.5-7 钢筋混凝土材料
1A1.1.5 钢筋的主要力学性能 1A1.1.6 混凝土主要力学性能 1A1.1.7 钢筋与混凝土之间的粘结
建筑结构的施工工艺


工业厂房及多层住宅正在向工业化方向 发展，建筑构件的定型化、标准化大大 加快建筑结构工业化进程。 在高层建筑中，施工方法也有了很大的 改进，大模板滑模等施工方法已得到大 量的推广与应用 。

建筑结构是一门综合性较强的应用科学， 其发展涉及到数学、力学、材料及施工 技术等科学。随着我国生产力的提高及 结构材料研究的发展，计算理论的进一 步完善以及施工技术、施工工艺的不断 改进，建筑结构科学将会发展到更高的 阶段。
2、按结构受力特点分类
可分为： 混合结构、 框架结构、 排架结构、 剪力墙结构、 筒体结构及其它。



混合结构是由砌体和钢筋混凝土材料共 同承受外加荷载的结构； 框架结构是由梁、柱构件构成承重骨架， 梁柱连接方式一般为刚接，局部也可能 采用铰接。 剪力墙结构是由整片的钢筋混凝土墙体 和钢筋混凝土楼（屋）盖组成。
按建筑物层数分类：高层、多层、低层
自左向右：台北101大楼、芝加哥席尔斯大楼、吉隆坡双子星大楼、上海金茂大厦、 香港国际金融中心、纽约帝国大厦
1、按所用材料不同分类
（1）钢筋混凝土结构 其主要优点为强度高、整体性好、耐 久性与抗震性好，并具有良好可塑性 等。但是缺点是自重大，施工时费工 费料。


筒体结构是由钢筋混凝土墙或密集柱围 成的一个抗侧刚度很大的结构，犹如一 个嵌固在基础上的竖向悬臂构件。 人们对建筑物提出的多样性要求，使得 建筑结构的形式也日益多样化。
1A1.1.2 建筑结构的发展简况
建筑结构材料方面 建筑结构计算理论方面 建筑结构的施工工艺

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建筑结构材料方面


古代建筑结构主要以木结构、砖石结构 为主，而近代建筑结构则以钢筋混凝土 结构为主。 随着生产力的发展以及科研工作的开展， 计算理论得到了很大的提高，新型结构 材料也不断涌现。
建筑结构计算理论方面


从过去完全凭经验建造房屋到后来采用 一些简单的近似计算；从二十世纪40年 代到50年代中期的破坏阶段设计方法到 采用极限状态设计方法。 在建筑结构中已采用以概率论为基础的 极限状态设计法，使结构计算理论更趋 完善。