最新建筑结构总结范文
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1.平衡2.稳定3. 承载力：结构的抗力≥结构上的作用效应适用5. 经济：造价＋后期管理、维护费6. 耐久性7. 美观 概括：安全性、适用性、耐久性
§1-2建筑结构的分类和结构选型
一、建筑结构的分类
（一）按材料分类
1. 混凝土结构：素混凝土、钢筋混凝土、预应力混凝土；
2. 砌体结构：块体材料＋砂浆；
3. 钢结构：钢材；
4. 木结构：木材。
1.混合结构 砌体结构墙体＋钢筋混凝土楼、屋盖；
2. 排架结构：屋面横梁（屋架）＋柱＋基础
3.框架结构：梁＋柱＋基础
1.梁与柱为刚性连接；
2.底层柱脚与基础顶面固接。
剪力墙：整片的钢筋混凝土墙
4.剪力墙结构：剪力墙与钢筋混凝土楼板、 屋盖整体连接
竖向力
测
向
力 剪力墙
5、其它形式的结构
? 高层和超高层房屋：
框架-剪力墙结构、框架-筒体结构、筒体（筒中筒）结构；
? 单层房屋（厂房）：
刚架结构，与排架结构的区别：？
梁与柱刚性连接；
? 单层大跨度房屋屋盖结构：
壳体结构、网架结构、悬索结构等。
二、建筑结构的选型
? 建筑结构的分类
? 按层数分：
多层房屋结构≤9层
高层房屋结构≥10层 (或高度大于28m)
? 按承重结构体系分：
混合结构体系
框架结构体系
剪力墙结构体系
（一）混合结构体系
1、定义：墙体、基础等竖向构件采用砌块，楼盖、屋盖等水平构件采用钢筋混凝土的结构。
2、混合结构体系承重方案：
(2)层高和房屋最大高宽比
? 普通砖、多孔砖和小砌块砌体房屋的层高≤3.6m；
? 底部框架-抗震墙房屋的底部以及内框架房屋的层高≤4.5m;
? 多层砌体房屋的最大高宽比：
(3)纵横墙布置及局部尺寸限值
? 优先采用横墙承重或纵横墙共同承重方案；
? 纵横墙的布置宜均匀对称，沿平面内宜对齐，沿竖向应上下连续，同一轴线上的窗
间墙宜均匀。
? 楼梯间不宜设置在房屋的尽端和转角处。
4、混合结构房屋的优缺点
优点：
1. 就地取材（砖），利用工业废料；
2. 良好的耐火性和耐久性；
3. 砖砌体结构的保温、隔热性能好，节能明显；
4. 砌体结构美观、舒适；
5. 施工设备、方法简单，易连续施工；
缺点：
1. 砖砌体强度低，限制房屋的层数；
2. 抗震性能差；
3. 砌筑工程量大，施工进度慢。
（二）框架结构体系
1、定义：由梁、柱等构件组成的结构
2、框架结构承重方案：
（二）框架结构体系
1、定义：由梁、柱等构件组成的结构
2、框架结构承重方案：
框架结构体系类型
? 全框架结构(框架结构)；
? 内框架外墙砌体结构；
? 底部框架上部混合结构
4、框架结构体系的适用范围
? 层数：广泛用于6～15层的多层和高层房屋，如学校的教学楼、实验楼、商业大楼、
办公楼、医院、高层住宅等(其经济层数为10层左右、房屋的高宽比以5～7为宜)。 ? 适宜高度：现浇钢筋混凝土框架结构房屋的适用高度分别为60m(设防烈度6度)、
55m(设防烈度7度）、45m(设防烈度8度)和25m(设防烈度9度)。
5、框架结构受力变形特性
6、框架结构的优缺点
优点：
1. 建筑平面布置灵活，可以获得较大的使用空间；
2. 可以获得良好的延性－“延性框架”；
3. 构件易于标准化、定型化；
缺点：
1. 梁柱截面惯性矩小，侧向变形大；
2. 在地震区，易引起非结构构件的破坏
（三） 剪力墙结构体系
1、定义：利用建筑物墙体作为承受竖向荷载以及抵抗水平荷载的结构
2、剪力墙结构体系的类型
a. 剪力墙结构；
b. 框架-剪力墙结构；
c. 筒体结构;
d. 框架-筒体结构
3、剪力墙结构的适用范围
（1）地震区的高层建筑；
（2）10～30层的住宅、宾馆等
4、剪力墙变形特性
在水平荷载作用下，剪力墙如同一巨大悬臂梁，其整体变形为：？变形
5、剪力墙结构的特点
? 优点
1. 结构整体性好、刚度大，侧向变形小；
2. 可设计为延性结构，抗震性能好；
3. 采用大模板、滑升模板等先进施工方法时，施工速度快；
4. 可节省砌筑隔断等工程量；
? 缺点：
1. 剪力墙间距较小，结构平面布置不灵活；
2. 结构自重大
三、高层房屋结构的布置原则
? 基本原则：
? 在一个独立的结构单元内，宜使结构平面和侧移刚度均匀对称；
? 尽量减少结构的侧移刚度中心与水平荷载合力中心间的距离——“规则结构”
? 对有抗震设防要求的高层建筑，在结构平面布置和竖向布置时，应考虑下列要求：
(1)平面宜简单、规则、对称，尽量减少偏心；
(2)结构竖向体型应力求规则、均匀，避免有过大的外挑和内缩；
(3)结构沿竖向的侧移刚度变化宜均匀，构件截面由下至上应逐渐减小、不应突变。
四、单层大跨度房屋结构
1．钢筋混凝土单层厂房结构
(1) 排架结构
排架结构承重体系
由屋架(或屋面大梁)、柱、基础组成的横向平面排架(即沿跨度方向排列的排架)，通过屋面板、支撑、吊车梁、连系梁等纵向构件将各横向平面排架联结，构成整体空间结构。
(2)刚架结构
钢筋混凝土刚架结构常作为中小型单层厂房的主体结构。有三铰、两铰及无铰等几种型式，可以做成单跨或多跨结构
(3)拱结构
? 拱：以承受轴压力为主的结构。由于拱的各截面上的内力大致相等，因而拱结构是
一种有效的大跨度结构，在桥梁和房屋中都有广泛的应用。
? 拱结构的类型：三铰、双铰、无铰等几种型式。
拱轴线的确定
? 拱轴线常采用抛物线形状。拱的矢高 f 一般为(1/2－1/8)l0；矢高小的拱水平推力大，
拱体受力也大；矢高大时则相反，但拱体长度增加。合理选择矢高是设计中的重要问题。
2．其他型式的结构
(1)薄壳结构
以受压力为主的空间受力曲面结构。其曲面厚度很薄(壁厚往往小于曲面主曲率的1/20)。
（2）薄壳结构的类型
①旋转曲面；
②平移曲面；
③直纹曲面。
①旋转曲面
? 平面曲线绕竖轴旋转所形成的曲面
? 典型的旋转曲面：球壳，由圆弧绕竖轴旋转而成。
? 球壳的受力较简单，壳身(壳体)主要承受压力；其边缘构件(支座环)对壳身起箍的作用，约束壳体的变形，承受环向拉力和弯矩(图1-17)。
? 现浇钢筋混凝土球壳，跨度可达100m，壳体厚度可为圆顶曲率半径的1/600，但不小于60mm。
②平移曲面
? 一竖向曲线(母线)沿另一曲线(导线)平行移动时所形成的曲面称为平移曲面。
(2)网架结构
? 网架是由平面桁架衍生出来的空间受力结构。
? 在节点荷载作用下，网架杆件主要承受轴力。
? 网架结构的类型：平板网架和曲面网架。
(3)悬索结构
? 悬索结构：由索网、侧边构件及下部支承结构组成(图1-30)。
? 索网：由多根悬挂于侧边构件上的钢索组成，柔性的悬索(钢索)只受轴心拉力作用，
并只能单向受力，其水平拉力 T 与悬索的下垂度 f 成反比(如图) 。
? 侧边构件：用来固定索网的，一般采用钢筋混凝土结构。
? 下部支承结构：一般为立柱或斜撑柱，工程实际中有不少是用拱兼作侧边构件和支
承结构。
(4)折板结构
? 折板结构：可视为柱面壳的曲线由内接多边形代替的结构。
? 其计算和组成构造也大致相同。
? 折板的截面形式可以多种多样。
§1-3 课程的任务和特点
一、任务
教：常用材料的力学性能；结构设计方法；并较全面地介绍钢筋混凝土结构构件、砌体结构的设计计算；并对结构布置、结构选型等内容作适当介绍。
学：
1、应具有建筑结构方面的总体知识；
2、掌握多层及高层建筑结构体系的类型、适用范围及其特点并对结构体系的受力变形特点有一定了解；
3、熟练掌握一般结构构件的设计计算。
课程特点
(1)材料的特殊性：混凝土、砌块——“混”字当头；
(2)公式的实验性：经验或半经验公式——注意其适用范围；
(3)设计的规范性：建筑结构构件的设计汁算依据是现行的各种有关国家标准和规范——具有强制性、法制性；
(4)解答的多样性：无论是进行结构布置还是结构构件设计，同一问题往往有多种方案或解答，故需综合考虑多方面因素，以选择较合理的解答——没有最好只有更好。
第二章
一、设计基准期
? 结构设计所采用的荷载统计参数、与时间有关的材料性能取值，都需要选定一个时
间参数，即，设计基准期。
? 我国所采用的设计基准期为50年。
设计使用年限：在规定的时期内，房屋建筑在正常设计、正常施工、正常使用和维护下不需要进行大修就能按其预定目的使用
注意：设计使用年限不同于设计基准期。
但对于普通房屋和构筑物，设计使用年限和设计基准期均为50年。
§2-2 结构的功能要求、作用和抗力
一、结构的功能要求
(一)安全性
(1)在正常施工和正常使用时，结构能承受可能出现的各种作用；
(2)在设计规定的偶然事件发生时及发生后，仍能保持必需的整体稳定性。
整体稳定性：在偶然事件发生时和发生后，建筑结构仅产生局部的损坏而不致发生连续倒塌。
(二)适用性
结构在正常使用时具有良好的工作性能。如受弯构件在正常使用时不出现过大的挠度、裂缝，结构振动等；
? (三) 耐久性
? 耐久性：结构在规定的工作环境下，在预定时期内，其材料性能的恶化不致导致结
构出现不可接受的失效概率。
? 从工程概念上讲，就是指在正常维护条件下结构能够正常使用到规定的设计使用年
限。
? 对于混凝土结构，其耐久性根据环境类别和设计使用年限进行设计。
? 混凝土结构的环境类别共分为五类，见表2-2。
二、作用和作用效应
(一)作用
1、定义：施加在结构上的集中力或分布力(称为直接作用，即通常所说的荷载)以及引起结构外加变形或约束变形的原因(称为间接作用)；本课程主要涉及直接作用，即荷载。
2、分类：
1）按时间的变异分类
永久作用
可变作用
偶然作用
(1)永久作用：是指在设计基准期内量值不随时间变化，或其变化与平均值相比可以忽略不计的作用，如结构及建筑装修的自重、土壤压力、基础沉降及焊接变形等。
(2)可变作用：是指在设计基准期内其量值随时间而变化．且其变化与平均值相比不可忽略的作用，如楼面活荷载、雪荷载、风荷载等。
(3)偶然作用：是指在设设计基准期内不一定出现，而一且出现其量值很大且持续时间很短的作用，如地震、爆炸、撞击等。
2．按随空间位置的变异分类
? 固定作用：在结构上具有固定分布，如自重；
? 自由作用：在结构上一定范围内可以任意分布，如楼面上的人群荷载、吊车荷载等。
3. 按结构的反应特点分类
? 静态作用: 对结构产生的动力影响可以忽略不计)；一般的结构荷载，如自重、楼面人群荷载、屋面雪荷载等，都可视为静态作用；
? 动态作用：对结构产生的动力影响不可忽略；如地震作用、吊车荷载、设备振动等，则是动态作用。
(二)作用效应
? 定义：由作用引起的结构或结构构件的反应，例如内力、变形和裂缝等，称为作用效应；荷载引起的结构的内力和变形，称为荷载效应。
? 效应的确定：根据结构构件的连接方式(支承情形)、跨度、截面几何特性以及结构上的作用，用材料力学或结构力学方法计算出作用效应：例如，当简支梁的计算跨度为l，荷载为均布荷载q时，则该简支梁的跨中弯距M为？；支座边的剪力为？等。
三、抗力
? 结构或结构构件自身的承载能力
? 影响结构抗力的主要因素：结构的几何参数和所用材料的数量及性能。
? 当作用效应已知，如何确定构件的几何尺寸和材料用量以提供足够的抗力——本课程的重点
§2-3 结构可靠度理论和极限状态设计法
一、结构的可靠性和可靠度
? 结构的可靠性：结构在规定的时间内、在规定的条件下完成预定功能的能力。 ——取决于结构的作用和作用效应，也取决于结构的抗力。
? 结构的可靠度：结构在规定的时间内(结构的设计使用年限)、在规定的条件下(正常设计、正常施工、正常使用条件，不考虑人为过失的影响)完成预定功能的概率。
二、结构可靠度理论简介
(一)结构的可靠概率和失效概率
1．结构的功能函数
? 设R为结构抗力，S为作用效应，则用功能函数Z＝R-S来描述结构的工作状态。 ? 当Z＞0时，即R＞S，结构可靠；
? 当Z＜0时，即R＜S，结构失效；
? 当Z＝0时，即R＝S，结构处于极限状态.
显然，结构可靠的基本条件：Z≥0。
2．可靠概率和失效概率
? 由于结构抗力R和作用效应S是随机变量，故结构的功能函数Z也是随机变量。 ? 假定R和S相互独立并且都服从正态分布，则Z也服从正态分布，其特征值
结构功能函数Z=g（R,S）的概率密度如图 Z
f?z?dz结构的失效概率： ??Zps?pf?1?结构的可靠概率： ps?P?Z?0??fZ?z?dz0
(二)按可靠指标的设计准则
问题：pf计算十分复杂、困难，以至对大多数工程问题难以实现 ?Z?
??Z??~pf
1. 可靠指标 ? ???Z?结构功能函数Z的均值?z与其标准差?z之比 ?Z pf?P?Z?0???0?
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