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1、第第4 4课课 研究建筑结构研究建筑结构绪论人一生的活动空间离不开各种各样的建筑人一生的活动空间离不开各种各样的建筑物，物，安全、坚固、美观、实用安全、坚固、美观、实用的建筑至关的建筑至关重要。重要。1走进中国走进中国 我国地域辽阔，自然环境复杂多样，我国地域辽阔，自然环境复杂多样，各地的建筑也各具特点，出现了多种风格各地的建筑也各具特点，出现了多种风格样式的建筑。建筑的设计，既要考虑外观样式的建筑。建筑的设计，既要考虑外观的造型艺术，又要精心构思内部的坚固实的造型艺术，又要精心构思内部的坚固实用，因而是一项复杂而艰巨的工作。用，因而是一项复杂而艰巨的工作。2南南方方的的竹竹楼楼3走进南方走进
2、南方 竹楼是傣家的标志民居。主要指两层或以上的竹结构楼房，属于南方“干阑式建筑”的一种。由于傣族竹楼的代表性，又称傣家竹楼。4干阑干阑干阑干阑式多用于我国南方多雨少数民族地区式多用于我国南方多雨少数民族地区式多用于我国南方多雨少数民族地区式多用于我国南方多雨少数民族地区,一般一般一般一般采用底层架空采用底层架空采用底层架空采用底层架空,它具有通风、防潮、防兽等优点，它具有通风、防潮、防兽等优点，它具有通风、防潮、防兽等优点，它具有通风、防潮、防兽等优点，对于气候炎热、潮湿多雨的中国西南部亚热带对于气候炎热、潮湿多雨的中国西南部亚热带对于气候炎热、潮湿多雨的中国西南部亚热带对于气候炎热、潮湿多雨
3、的中国西南部亚热带地区非常适用地区非常适用地区非常适用地区非常适用.这类这类这类这类民居民居民居民居规模不大，一般三至五规模不大，一般三至五规模不大，一般三至五规模不大，一般三至五间，无院落。间，无院落。间，无院落。间，无院落。应用干阑民居的有傣族、壮族、侗族、苗族、应用干阑民居的有傣族、壮族、侗族、苗族、应用干阑民居的有傣族、壮族、侗族、苗族、应用干阑民居的有傣族、壮族、侗族、苗族、黎族、景颇族、德昂族、布依族等民族。黎族、景颇族、德昂族、布依族等民族。黎族、景颇族、德昂族、布依族等民族。黎族、景颇族、德昂族、布依族等民族。傣族民居多为竹木结构，茅草屋顶，故又称为傣族民居多为竹木结构，茅草屋
4、顶，故又称为傣族民居多为竹木结构，茅草屋顶，故又称为傣族民居多为竹木结构，茅草屋顶，故又称为竹楼。其下部架空，竹席铺地，席地而坐，有竹楼。其下部架空，竹席铺地，席地而坐，有竹楼。其下部架空，竹席铺地，席地而坐，有竹楼。其下部架空，竹席铺地，席地而坐，有宽大的前廊和露天的晒台，外观上以低垂的檐宽大的前廊和露天的晒台，外观上以低垂的檐宽大的前廊和露天的晒台，外观上以低垂的檐宽大的前廊和露天的晒台，外观上以低垂的檐部及陡峭的歇山屋顶为特色。部及陡峭的歇山屋顶为特色。部及陡峭的歇山屋顶为特色。部及陡峭的歇山屋顶为特色。5草草原原上上的的蒙蒙古古包包6走进草原蒙古包是蒙古族牧民居住的一种房子。建造和搬迁
5、都很方便，适于牧业生产和游牧生活。蒙古包呈圆锥形，架设很简单，一般是搭建在水草适宜的地方：根据蒙古包的大小先画一个画圈，然后便可以开始按照圈的大小搭建。蒙古包看起来外形虽小，但包内使用面积却很大，而且室内空气流通，采光条件好，冬暖夏凉，不怕风吹雨打，非常适合于经常转场放牧民族居住和使用。7蒙古包自匈奴时代起就已出现，一直沿用至今。它呈圆锥形，四周侧壁分成数块，每块高130160厘米、长230厘米左右，用条木编成网状，几块连接，围成圆形，上盖伞骨状圆顶，与侧壁连接。帐顶及四壁覆盖或围以毛毡，用绳索固定。西南壁上留一木框，用以安装门板，帐顶留一圆形天窗，以便采光、通风，排放炊烟，夜间或风雨雪天覆以
6、毡。8北北方方的的砖砖屋屋欣赏欣赏 北方的砖屋北方的砖屋9南方的竹楼、北方的砖屋、草原上的南方的竹楼、北方的砖屋、草原上的蒙古包，是用不同的材料建成的居民蒙古包，是用不同的材料建成的居民住房。这些房屋的样式虽然各有不同，住房。这些房屋的样式虽然各有不同，但是从构成上看，却具有共同的特点。但是从构成上看，却具有共同的特点。你能找出这些房屋有你能找出这些房屋有什么什么共同的特点共同的特点吗？吗？10它们的共同特它们的共同特点是：由一定点是：由一定的的框架结构框架结构加加以充填物构成。以充填物构成。11建筑结构的分类建筑结构的分类一一.建筑结构定义建筑结构定义 简单的说就是房屋的简单的说就是房屋的承
7、重骨架。承重骨架。二、建筑结构的组成二、建筑结构的组成柱下基础楼板柱梁梁墙楼梯墙下基础地下室底板12三.建筑结构的分类按所用按所用材料材料的不同分为：的不同分为：1 1）混凝土结构混凝土结构（以混凝土为主要材料的结构）包括：（以混凝土为主要材料的结构）包括：钢筋混凝土结构钢筋混凝土结构配置受力的普通钢筋，钢筋网或钢骨架；配置受力的普通钢筋，钢筋网或钢骨架；预应力混凝土结构预应力混凝土结构 配置预应力钢筋的混凝土结构；配置预应力钢筋的混凝土结构；素混凝土结构素混凝土结构 没有配置受力的钢筋的混凝土结构。没有配置受力的钢筋的混凝土结构。132 2）钢结构钢结构:以钢材以钢材(钢板、型钢）钢板、型钢
8、）为主制作的结构为主制作的结构3 3）砌体结构砌体结构:由块材通过砂浆砌筑而成的结构由块材通过砂浆砌筑而成的结构4)4)木结构木结构 :指全部或大部分用木材制作的结构指全部或大部分用木材制作的结构5）混合结构混合结构:由两种及两种以上材料作为主要承重结构由两种及两种以上材料作为主要承重结构 的房屋的房屋此外还有此外还有钢钢混凝土组合结构混凝土组合结构、钢管混凝土钢管混凝土等。等。按其承重按其承重结结构的构的类类型分型分为为：1 1）框架结构框架结构2 2）剪力墙结构剪力墙结构3 3）框架框架剪力墙结构剪力墙结构4 4）筒体结构筒体结构。141 1）框架结构）框架结构采用采用梁、柱组成的结构体系
9、作为建筑承重结构梁、柱组成的结构体系作为建筑承重结构。框架结构的主要构件是框架结构的主要构件是梁和柱，而墙体只是作为梁和柱，而墙体只是作为 围护构件。围护构件。可以做成可以做成预制或现浇框架预制或现浇框架，平面布置比较灵活，平面布置比较灵活，可以获得较大的使用空间，可以获得较大的使用空间，比混合结构强度高整体性强，但随层数增多抗侧比混合结构强度高整体性强，但随层数增多抗侧 刚度不足刚度不足。152 2）剪力剪力墙结墙结构构 利用建筑物的利用建筑物的纵向及横向的钢筋混凝土墙纵向及横向的钢筋混凝土墙体作为体作为 主要承重构件，再配以梁板组成的承重结构体系。主要承重构件，再配以梁板组成的承重结构体系
10、。其墙体同时也起围护及分割房间的作用。其墙体同时也起围护及分割房间的作用。整体性好，刚度大，抗震性能好，适于建造高层整体性好，刚度大，抗震性能好，适于建造高层 建筑（建筑（10105050层范围内都适用）。层范围内都适用）。不过剪力墙间距太小，平面布置不灵活，自重不过剪力墙间距太小，平面布置不灵活，自重 大，不适应建造公共建筑，一般适用于建造住宅。大，不适应建造公共建筑，一般适用于建造住宅。163 3）框架框架剪力剪力墙结墙结构构 框架结构的基础上，沿框架纵、横方向的某些位框架结构的基础上，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置，在柱与柱之间设置数道钢筋混凝土墙
11、体作为 剪力墙。剪力墙。因此它是框架和剪力墙的有机结合，综合了二者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，一个抗侧力高的优点：一个布置灵活，一个抗侧力高。174 4）筒体筒体结结构构 用钢筋混凝土墙组成一个筒体作为房屋的承重结构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筒体可以由密柱深梁密柱深梁组成一个筒体，也可以用组成一个筒体，也可以用多个多个 筒体组成筒中筒、束筒，还可以将框架和筒体联合筒体组成筒中筒、束筒，还可以将框架和筒体联合 起来组成框筒结构。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，是目前高筒体结构在各个方向的抗侧刚度都很大，是目前
12、高 层建筑中较多采用的结构形式。框筒是上个世纪层建筑中较多采用的结构形式。框筒是上个世纪6060 年代由美国工程师法卢齐坎恩第一次提出来的。年代由美国工程师法卢齐坎恩第一次提出来的。18多筒结构体系多筒结构体系成成 束束 筒筒19巨形框架结构巨形框架结构2021钢结构钢结构22木结构木结构23混合结构混合结构24各种建筑结构特点及应用情况各种建筑结构特点及应用情况一.钢筋混凝土结构钢筋混凝土结构 1.1.钢筋混凝土的组成：钢筋混凝土的组成：钢筋钢筋+混凝土混凝土 (混凝土混凝土:现代主要的人造工程结构材料现代主要的人造工程结构材料)2.2.两种材料的基本力学特性：两种材料的基本力学特性：钢钢筋
13、筋 抗拉与抗抗拉与抗压压强强度度较较高，高，破坏时表现出破坏时表现出较好的延性较好的延性；混凝土混凝土抗压强度高，抗压强度高，抗拉抗拉强强度度远远低于其抗低于其抗压压强强度度 （之比（之比约为约为10%10%，破坏时具有明显的破坏时具有明显的脆性性质脆性性质）254.4.关于关于钢钢筋混凝土梁与素混凝土梁的比筋混凝土梁与素混凝土梁的比较试验较试验：（1 1）试验试验情况介情况介绍绍：同条件下的：同条件下的对对比比试验试验；请看素混凝梁实验请看素混凝梁实验（4040秒秒)请看钢筋混凝土梁实验请看钢筋混凝土梁实验(2(2分）分）3.3.配筋的基本原配筋的基本原则则 ：使使钢钢筋在筋在结结构中构中处
14、处于受拉；使混凝土在于受拉；使混凝土在结结构中构中处处于受于受压压。素混凝土梁素混凝土梁 承载力低，一开裂即告破坏，破坏前承载力低，一开裂即告破坏，破坏前无预兆（为脆性）；无预兆（为脆性）；钢钢筋混凝土梁筋混凝土梁承承载载力高，混凝土开裂后，其承担的力高，混凝土开裂后，其承担的拉拉应应力力转转移到移到钢钢筋筋。（2 2）试验结果小结：）试验结果小结：26 钢筋和混凝土之间存在有良好的粘结力钢筋和混凝土之间存在有良好的粘结力，在荷，在荷载作用下，可以保证两种材料协调变形，共同受力；载作用下，可以保证两种材料协调变形，共同受力；钢筋与混凝土具有基本相同的温度线膨胀系数钢筋与混凝土具有基本相同的温度
15、线膨胀系数（钢材为钢材为1.2101.210-5-5，混凝土为，混凝土为(1.01.5)10(1.01.5)10-5-5），），因此当温度变化时，两种材料不会产生过大的变形因此当温度变化时，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。差而导致两者间的粘结力破坏。5.5.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：不相同，他们可以结合在一起共同工作，是因为：277 7 混凝土结构的优点：混凝土结构的优点：材料利用合理材料利用合理：钢钢筋筋和和混混凝凝土土的的材材料料强强度度可
16、可以以得得到到充充分分发发挥挥，结结构构承承载载力力与与刚刚度度比比例例合合适适，基基本本无无局局部部稳稳定定问问题题，单单位位应应力力价价格格低低，对于一般工程结构，经济指标优于钢结构。对于一般工程结构，经济指标优于钢结构。可模性好：可模性好：混混凝凝土土可可根根据据需需要要浇浇筑筑成成各各种种性性质质和和尺尺寸寸，适适用用于于各各种种形形状复杂的结构，如空间薄壳、箱形结构等。状复杂的结构，如空间薄壳、箱形结构等。耐久性和耐火性较好，维护费用低：耐久性和耐火性较好，维护费用低：钢钢筋筋有有混混凝凝土土的的保保护护层层，不不易易产产生生锈锈蚀蚀，而而混混凝凝土土的的强强度度随随时时间间而而增增
17、长长；混混凝凝土土是是不不良良热热导导体体，30mm厚厚混混凝凝土土保保护护层层可耐火可耐火2小时小时，使钢筋不致因升温过快而丧失强度，使钢筋不致因升温过快而丧失强度。28 现浇混凝土结构的整体性好：现浇混凝土结构的整体性好：通通过过合合适适的的配配筋筋，可可获获得得较较好好的的延延性性，适适用用于于抗抗震震、抗抗爆爆结构；同时防振性和防辐射性能较好，适用于防护结构。结构；同时防振性和防辐射性能较好，适用于防护结构。刚度大、阻力大：刚度大、阻力大：有利于结构的变形控制。有利于结构的变形控制。易于就地取材：易于就地取材：混混凝凝土土所所用用的的大大量量砂砂、石石，易易于于就就地地取取材材，近近年年来来，已已有有利利用用工工业业废废料料来来制制造造人人工工骨骨料料，或或作作为为水水泥泥的的外外加加成成分分，改改善混凝土的性能。善混凝土的性能。29混凝土结构的发展混凝土结构的发展在在结结构构方方面面：目目前前，钢钢筋筋混混凝凝土土结结构向大跨度、高层发展构向大跨度、高层发展。在在材材料料方方面面：向向高高强强、轻轻质质、耐耐久久、抗震的方向发展。抗震的方向发展。30万里长城万里长城31