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1、精选优质文档-倾情为你奉上结构设计原理辅导资料一主 题：结构设计原理的辅导文章建筑结构的组成、分类学习时间为：2017年3月27日4月2日内 容：我们这周主要学习第1章建筑结构的相关内容。希望通过下面的内容能使同学们加深对建筑结构相关知识的理解。一、学习要求本章的主要内容是：建筑结构的组成以及建筑结构的分类。二、主要内容（一）建筑的概念（需要熟练掌握的基本概念）建筑：是建筑物和构筑物的统称。建筑物：是人类利用物质技术手段，在科学规律和美学法则的支配下，通过对空间的限定、组织和创造而形成的人为社会生活与生产环境。构筑物：是人们一般不进入其内生活或直接进行生产活动的建筑，如烟囱、水塔等。广义地说，
2、道路、桥梁、铁路、水利工程等都属于构筑物之列。（二）建筑结构的组成建筑结构由竖向承重结构体系、水平承重结构体系和下部结构三部分组成。竖向承重的结构构件有墙、柱等，承受竖向荷载和水平荷载；水平承重的结构有楼盖、屋盖、楼梯等，主要承受竖向荷载；下部结构主要指基础，也包括地下室等。基础把建筑物的荷载传至地基。1.竖向承重结构体系竖向承重结构体系也就是沿高度方向的结构体系，有墙体结构、框架结构、框架剪力墙结构、筒体结构等。2.水平承重结构体系（1）平板结构体系平板结构常用于墙体结构中，板直接支承在墙上，在板柱结构体系中可以采用无梁楼盖。其优点是底板平整，层高较低，但板的跨度不宜过大，否则楼板过厚会增加
3、结构自重。图1.1 平板结构体系：（a）支承在墙上的板；（b）无柱帽无梁楼盖；（c）有柱帽无梁楼盖（2）梁板结构体系由梁、板结构组成，也称肋梁楼盖。应用广泛，适用于不同的跨度要求，是最常见的水平结构体系。（3）密肋结构体系板由间距较密的梁肋支承，常用于跨度较大而梁高受到限制的场合。图1.2 梁板结构体系 图1.3 密肋结构体系3.下部结构下部结构主要指基础，也包括地下室结构等。基础材料主要采用钢筋混凝土，当荷载较小时也可采用砖、砌块、毛石等砌体材料。（三）建筑结构的分类1.按建筑材料分类按建筑材料分类，有混凝土结构、钢结构、钢混凝土组合结构、砌体结构、木结构和混合结构等。（1）混凝土结构包含素
4、混凝土结构、钢筋混凝土结构和预应力混凝土结构三类。混凝土结构的施工建造方式有现浇和装配之分。 素混凝土结构仅用于承受压力为主的结构中，混凝土结构的特点是抗压强度较高，而抗拉强度较低，受拉时很容易断裂。 钢筋混凝土结构为了充分利用混凝土的抗压强度，又不致使构件在不大的荷载下就发生断裂破坏，可以在构件的受拉部位沿拉力方向配置适量的钢筋，形成钢筋混凝土结构。钢筋和混凝土共同工作的原理在于：混凝土结硬以后，与钢筋之间形成很强的粘结作用，能够保证使用期间两者之间不产生或仅有极小的相对滑移；钢筋与混凝土的线膨胀系数非常接近：钢筋1.2,混凝土为1.0，构件中适量的钢筋与混凝土形成了良好的共同工作机制，不仅
5、提高了承载能力，变形能力也明显改善。（需要熟练掌握的基本原理）预应力混凝土结构所谓预应力，是在结构或构件承受荷载之前，通过张拉钢筋等方法预先对结构施加压力，从而在结构中人为地造成一种与荷载作用下应力状态相反的应力，借以抵消结构在使用时的一部分拉力。（需要熟练掌握的基本概念）（2）钢结构钢结构是由型钢、钢板等钢材制成的杆件组成的结构，杆件或杆件之间采用焊接、螺栓或铆钉连接。钢结构的优点：材质均匀、可靠性高；强度高、重量轻；塑性和韧性好，抗冲击和振动的能力强，抗震性能好，在一般条件下不会因偶然或局部超载而突然断裂破坏；适宜机械加工，工业化生产程度高，运输、安装方便，建造速度快以及耐热性能好；钢材可
6、以回收，钢结构建筑工业可以形成循环经济。钢结构的缺点：耐火性差，且钢结构容易锈蚀，一般要求定期检修，维修费用高。（3）钢混凝土组合结构钢混凝土组合结构是指结构构件用型钢和混凝土制作，或用型钢、钢筋和混凝土制作的结构，有组合梁板结构、型钢混凝土结构、钢管混凝土结构等。（4）砌体结构（5）木结构（6）混合结构2.按主体结构体系分类（1）结构抗侧移刚度的概念假设在一根柱子的顶部施加一单位水平力，柱顶产生的水平位移为，则为了使柱顶产生单位水平位移，就需要在柱顶施加的水平力，显然，材料相同时，柱子截面越大，需要施加的柱顶水平力越大。可见，的大小反映了柱抵抗侧移的能力，一般就称为柱的抗侧移刚度。（2）主体
7、结构体系主体结构体系一般指竖向承重结构体系，承受竖向荷载也承受水平方向的荷载。主要有墙体结构体系、框架结构体系、钢筋混凝土墙结构体系、型钢混凝土剪力墙结构体系。墙体结构体系1）砌体墙结构体系砌体墙结构体系大量用于多层房屋结构，在砌体结构体系中，还有底部框架剪力墙砌体结构体系和内框架砌体结构。2）钢筋混凝土墙体结构体系通常称为钢筋混凝土剪力墙结构体系，体系的抗侧移刚度大，空间整体性好，因而建造高度比较大，且抗震性能较好。但是，由于结构中墙体多，不容易布置面积较大的房间，平面设计不灵活，使用功能上受到一定的限制。剪力墙结构体系中还有一种短肢剪力墙结构，与普通剪力墙结构相比，它的多数墙肢较短，主要布
8、置在纵横墙的交接处，因此多为T形、L形、槽形、Z形截面，有时也采用一字形截面。在这种结构体系中，除了由剪力墙形成的结构核心筒（常用作电梯间）以外，墙肢布置灵活，数量视抗侧移刚度以及建筑平面分隔的需要确定，特别适用于高层住宅、公寓等建筑。短肢剪力墙结构中的墙体数量较普通剪力墙结构少，减轻了结构的自重。框架结构体系有横梁和立柱组成的结构称为框架结构，框架结构体系属于柔性结构体系，建造高度受到限制。框架结构房屋的主要优点是平面布置比较灵活，能提供较大的室内空间，对于办公楼、旅馆、医院、学校、住宅及多层轻工业厂房等建筑，是最常用的结构体系。框架剪力墙结构体系框架剪力墙结构体系是部分为框架结构、部分为剪
9、力墙结构（或筒体结构）的复合结构体系。一般为钢筋混凝土结构，其中的框架也可用钢结构。由钢框架或型钢混凝土框架与钢筋混凝土剪力墙等组成的混合结构。框架剪力墙结构体系兼有框架结构和剪力墙结构的优点，布置灵活，使用方便，又具有较大的抗侧移刚度和较强的抗震能力，广泛应用于高层住宅、办公楼和旅馆建筑中。筒体结构体系框架结构、剪力墙结构的工作状态基本上是平面的，随着建筑层数、高度要求和抗震设防要求的提高，它们已经难以满足要求。这时，可以把剪力墙围城筒体。由一个或多个筒体构成的结构为筒体结构体系。单筒结构类似于竖向悬臂的箱型结构；框筒结构是加密柱子并加强梁的刚度（密柱高粱）形成的空间整体受力结构，此外，有用
10、周边稀柱框架和核心筒体组成的框架筒体结构，多个筒体则构成束筒结构。筒体结构的特点是空间工作性能强，结构受力更合理，抗侧移刚度大、位移小，建造高度可以更大。3.按结构层数分类1）单层建筑结构单层砖房仓库、食堂、厂房，单层钢筋混凝土厂房和钢结构厂房等。2）多层建筑结构一般采用砌体材料和钢筋混凝土材料，当荷载较大或有特殊要求时也有采用钢结构的。3）高层建筑结构我国国家规范定义以10层和10层或28m以上的建筑为高层建筑。建筑高度超过30层或100m的称为超高层建筑。钢筋混凝土高层建筑结构的最大适用高度分为A级和B级，如下表所示：表1.1 A级高度钢筋混凝土高层建筑的最大适用高度结构体系非抗震设计抗震
11、设防烈度6度7度8度9度框架7060554525框架剪力墙14013012010050剪力墙全部落地剪力墙15014012010060部分框支剪力墙13012010080不应采用筒体框架核心筒16015013010070筒中筒20018015012080板柱剪力墙70403530不应采用表1.2 B级高度钢筋混凝土高层建筑的最大适用高度结构体系非抗震设计抗震设防烈度6度7度8度框架剪力墙170160140120剪力墙全部落地剪力墙180170150130部分框支剪力墙150140120100筒体框架核心筒220210180140筒中筒300280230170表1.3 钢结构和有混凝土剪力墙的钢
12、结构高层建筑的最大适用高度结构种类结构体系非抗震结构抗震设防烈度6度、7度8度9度钢结构框架1101109070框架支撑（剪力墙板）260220200140各类筒体360300260180有混凝土剪力墙的钢结构钢框架混凝土剪力墙钢框架混凝土核心筒22018010070钢框筒混凝土核心筒220180150704.按竖向荷载的传递途径分类建筑结构平面的短向称为横向，长向称为纵向。按楼盖荷载传递至竖向承重结构的途径，分为横向承重结构、纵向承重结构及纵横向混合承重结构三种。以下图装配式楼盖框架结构为例予以说明。按图中预制楼板的搁置方向，楼盖荷载由横向框架传至地基的称为横向承重结构，此时纵向框架并不承重
13、。楼盖荷载由纵向框架传至地基的称为纵向承重结构，此时横向框架并不承重。楼盖荷载由横向、纵向框架共同传至地基的称为纵横向混合承重结构。图1.4 按承重方向的结构分类（a）横向承重结构；（b）纵向承重结构；（c）纵横向混合承重结构5.按结构的空间作用分类按结构的空间作用分类，可分为空间结构和平面结构。空间结构主要包含以下几种形式：1） 壳体结构2） 网架结构3） 膜结构4） 悬索结构三、典型习题（一）单选题1、人们不进入其内生活或直接进行生产活动的建筑是（）。专心-专注-专业A.住宅C.烟囱B.体育馆D.发电厂答案：C2、不属于水平承重结构的是（）。A.墙B.楼盖C.屋盖D.楼梯答案：A3、我国国家规范定义（）层以上的建筑为高层建筑。A.9B.10C.11D.12答案：B（二）多选题1、水平承重结构体系包括以下哪些（）。A.平板结构体系B.梁板结构体系C.密肋结构体系D.筒体结构体系答案：A#B#C（三）判断题1、混凝土结硬以后，与钢筋之间形成很强的粘结作用，两者线膨胀系数非常接近，因此二者可以较好的协同工作。答案：对2、楼盖荷载由横向框架传至地基的结构体系称为纵向承重结构体系。答案：错