1-建筑结构与选型0章导论第一次课
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3131012《建筑结构选型》教学大纲(建筑学专业2学分32学时)一、课程的性质与任务学习建筑结构选型的目的是:(1)掌握结构选型的原则与方法;(2)能在方案阶段对混合结构及框架结构进行结构布置;(3)对高层建筑结构及大跨度结构的布置有一定的了解。
二、课程内容和要求(一)混合结构体系1.1混合结构的优缺点和应用范围1.3结构房屋的楼盖布置(二)框架结构体系2.1框架的结构特点与优缺点2.3框架的布置、柱网尺寸及构件截面尺寸2.5框架结构的适用层数与高宽比(三)剪力墙结构体系3.1剪力墙的概念和结构效能3.3剪力墙的形状和位置3.5装配式大板结构与盒子结构简介3.1.变形缝(四)筒体结构4.1芯筒——框架结构4.3筒中筒结构4.5芯筒——框架结构4.7竖筒悬挂结构(五)高层建筑结构的其他设计方法5.1高层建筑结构的发展概况5.3结构选型与建筑体型的相互配合5.5国内外高层建筑实例(六)结构抗震概念设计6.1抗震设计的目的6.3减少地震能量的输入6.5合理的结构布置6. 7抗侧力体系的优化6. 9确保结构的整体性6.11妥善处理非结构部件(七)桁架结构——格构式结构7.1桁架的结构特点与优缺点1.2构房屋的墙体布置1.4在房屋建筑中的地位与将来的展望2.2框架的类型2.4框架结构的运用与建筑艺术的配合2.6类似的框架结构(无梁楼盖结构)3.2剪力墙结构体系的类型、特点和适用范围3.4剪力墙的主要构造要求3.6保证楼面结构整体性的构造措施4.2多筒——框架结构4.4多束筒结构4. 6竖筒挑托结构。
4. 8刚臂所带来结构刚度的效果。
5.2选择有效的房屋形式以控制侧移5.4多层与高层房屋地下室的设置与基础类型6.2避免地面变形的直接危害6. 4有利的房屋形状6. 6多道的抗震防线6. 8控制结构的变形6. 10减轻房屋的自重7.2桁架的外形与内力的关系7.3屋架型式与屋架材料的关系7.5屋架的选型、经济指标与实例(八)网架结构8.1网架结构的特点、优缺点与适用范围8.3平板网架的结构形式8.5平板网架的受力特点8.7网架的支承方式8.9网架实例(九)悬索结构9.1悬索结构的特点9.3悬索结构的型式与实例分析(十)拱结构10.1拱的结构特点与优缺点10.3拱结构的形式与主要尺寸(H)薄壳结构11.1壳结构的受力特点与优缺点11.3圆顶簿壳11.5双曲扁壳7.4几种屋架的基本尺寸及适用范围8. 2网架结构的分类8. 4网板网架的主要尺寸8. 6网架的杆件与结点8. 8网架结构的屋面材料与屋面坡度9.2悬索结构的组成和悬索的受力9.4悬索结构的柔性与屋面材料10.2承受拱水平推力的结构处理方法10.4拱结构的建筑实例11.2薄壳的型式与曲面的关系11.4圆柱形簿壳11.6折板结构三、课程的重点和难点:(一)混合结构难点:混合结构的墙体布置方法,楼盖布置方法。
绪论一:结构对于建筑的意义A:结构如同建筑的骨骼,支撑着建筑物;要克服重力,形成支撑体系B:通过满足技术要求来满足建筑的使用功能;如:无柱空间的设计,中厅空间的设计C:形成特定的建筑造型;如现在的一些大跨度建筑,其独特的外观造型是进行了正确的结构选型的结果。
D:结构科学的进步推动着建筑的发展。
一部建筑史也是一部建筑结构发展史二:几个基本结构原理(一)意义介绍一些反映在力学原理中的普遍规律。
1.可以提高对结构设计分析、判断的直观能力。
2.可以引导和我们合理选择满足功能及力学性能的结构形式。
(二)通过对建筑实践的长期考察、分析,有以下传力的普遍规律。
1.在荷载作用下,结构的安全可靠性是由结构的(1)强度(2)刚度(3)稳定性这三个方面决定的。
即:(1)足够的抵抗破坏的能力;砖柱与混凝土柱受压比较(取决于材料承载力)(2)抵抗变形的能力;大截面梁与小截面梁受弯性能比较(取决于截面大小)(3)维持原有平衡状态的能力。
长柱与短柱受压比较(取决于其结构构件稳定系数)现代趋势:轻质高强材料满足①对其材料结构断面易导致②、③破坏,也就是结构受拉力学性能增强,受弯受压性能减弱(同时)选用以受拉传力方式为主的结构系统是一大关注点2.在荷载作用下,直接、矩捷的传力路线使结构的工作效能充分利用,减少耗材。
选用最短的传力路线组结构构件是一个好的结构设计必须遵循的原则,尽可能减少弯曲应力。
分析梁、柱、拱的受力3.在荷载作用下,结构的连续性可以改进结构的工作性能。
结构的连续性是指其整体性,受力范围扩大,同时还表现在结构构件交接处方向渐变的体形特征上,结构构件的交接以微曲线过渡较理想。
力流顺畅同时造型优美例:壳体结构,拱结构。
三、课程性质、目的和意义第一章:建筑结构基本构件1.支撑构件:梁、柱、承重砌体、楼盖、楼梯。
2.覆盖构件:屋盖,填充砌体第一节:梁一、梁的受力特点梁主要承受垂直于梁轴线方向的荷载的作用,这在各种受力体中是最不保理的一种:不能完全发挥材料(强度)—力学性能。
绪论一:结构对于建筑的意义A:结构如同建筑的骨骼,支撑着建筑物;要克服重力,形成支撑体系B:通过满足技术要求来满足建筑的使用功能;如:无柱空间的设计,中厅空间的设计C:形成特定的建筑造型;如现在的一些大跨度建筑,其独特的外观造型是进行了正确的结构选型的结果。
D:结构科学的进步推动着建筑的发展。
一部建筑史也是一部建筑结构发展史二:几个基本结构原理(一)意义介绍一些反映在力学原理中的普遍规律。
1.可以提高对结构设计分析、判断的直观能力。
2.可以引导和我们合理选择满足功能及力学性能的结构形式。
(二)通过对建筑实践的长期考察、分析,有以下传力的普遍规律。
1.在荷载作用下,结构的安全可靠性是由结构的(1)强度(2)刚度(3)稳定性这三个方面决定的。
即:(1)足够的抵抗破坏的能力;砖柱与混凝土柱受压比较(取决于材料承载力)(2)抵抗变形的能力;大截面梁与小截面梁受弯性能比较(取决于截面大小)(3)维持原有平衡状态的能力。
长柱与短柱受压比较(取决于其结构构件稳定系数)现代趋势:轻质高强材料满足①对其材料结构断面易导致②、③破坏,也就是结构受拉力学性能增强,受弯受压性能减弱(同时)选用以受拉传力方式为主的结构系统是一大关注点2.在荷载作用下,直接、矩捷的传力路线使结构的工作效能充分利用,减少耗材。
选用最短的传力路线组结构构件是一个好的结构设计必须遵循的原则,尽可能减少弯曲应力。
分析梁、柱、拱的受力3.在荷载作用下,结构的连续性可以改进结构的工作性能。
结构的连续性是指其整体性,受力范围扩大,同时还表现在结构构件交接处方向渐变的体形特征上,结构构件的交接以微曲线过渡较理想。
力流顺畅同时造型优美例:壳体结构,拱结构。
三、课程性质、目的和意义第一章:建筑结构基本构件1.支撑构件:梁、柱、承重砌体、楼盖、楼梯。
2.覆盖构件:屋盖,填充砌体第一节:梁一、梁的受力特点梁主要承受垂直于梁轴线方向的荷载的作用,这在各种受力体中是最不保理的一种:不能完全发挥材料(强度)—力学性能。
第一章梁和悬挑结构梁的形式材料分类:石梁、木梁、钢梁、钢筋混凝土梁、预应力混凝土梁、钢—钢筋混凝土组合梁。
钢筋混凝土梁是目前应用最广的梁,钢筋与混凝土共同工作使其有耐久、耐火及经济。
但挠度及变形约束了跨度。
梁截面形式分类:矩形、T形、工字型、十字形等。
梁按支座约束条件分类:静定与超静定、单跨与多跨、简支与悬臂。
悬挑结构悬挑结构的形式材料:钢筋混凝土、钢材形式:阳台、屋盖、房屋。
第二章桁架结构桁架结构中的桁架指的是桁架梁,是格构化的一种梁式结构。
桁架结构常用于大跨度的厂房、展览馆、体育馆和桥梁等公共建筑中。
由于大多用于建筑的屋盖结构,桁架通产也被称为屋架。
桁架结构的受力特点由简支梁发展成为桁架桁架的实质是利用构件的截面几何特征的有利因素(增大惯性矩、抵抗矩的同时,减少构件的截面面积),达到减轻结构自重的效果。
桁架结构的组成:弦杆(上弦杆、下弦杆)、腹杆(斜杆、竖杆)*经抽象简化后,杆轴交于一点,且“只受节点荷载作用的直杆、铰结体系”的工程结构。
*特性:只有轴力,而没有弯矩和剪力。
轴力又称为主内力。
*整个结构对支座没有横向推力。
桁架结构的特点桁架的各杆件受力均以单向拉、压为主。
通过对上下弦杆和腹杆的合理布置,可适应结构内部的弯矩和剪力分布。
由于水平方向的拉、压内力实现了自身平衡,整个结构不对支座产生水平推力。
结构布置灵活。
应用范围非常广。
桁架梁和实腹梁想比,在抗弯方面,由于将受拉与受压的截面集中布置在上下两端,增大了内力臂,使得以同样的材料用量。
实现了更大的抗弯强度。
在抗剪方面,通过合理布置腹杆,能够将剪力逐步传递给支座。
这样无论是抗弯还是抗剪,桁架结构都能够使材料强度得到充分发挥,从而适用于各种跨度的总建筑屋盖结构。
重要的意义还在于,它将横弯作用下的实腹梁内部复杂的应力状态转化为桁架杆件内简单的拉压应力状态,使我们能够直观地了解力的分布和传递,便于结构的变化和组合。
空间(二维)桁架——所有组成桁架的杆件以及荷载的作用都在同一平面内。