建筑结构选型_绪论共44页文档
- 格式:ppt
- 大小:3.74 MB
- 文档页数:44
第一章 梁人们居住和工作的建筑物均是由各个单一空间构成,而每一个空间又是由基本构件组成。
建筑物的基本结构形式可分为 板 梁 柱 拱 梁(beam)主要承受垂直于梁轴线方向的荷载作用1.1梁的型式石梁:石材抗压强度高,抗拉强度低。
高度大,而跨度较小太和殿,俗称金銮殿,殿高35米,面积2381平方米,是中国最大的一座木结构宫殿。
面阔11间,进深5间,为中国古代殿宇最高等级的重檐庑殿顶。
第一节 梁的型式第二节 梁的受力与变形第三节 钢筋砼梁的构造了解梁的不同型式及钢筋混凝土梁的构造,了解梁的受力情况,掌握梁的支承方式及按位置情况分类。
教学要求 石 梁 材 料截面 支承方式静定梁超静定梁焊接工字型梁矩形梁 异形梁 木 梁 钢 梁 钢筋混凝土梁 预应力混凝土梁 钢-钢筋混凝土梁木梁:木材自重轻,抗压抗拉、强度高。
截面小,跨度大,使用方便。
木材防腐、防火、防蛀性能差,且资源有限,现代建筑逐步淘汰。
胶合木用胶粘方法将木料或木料与胶合板拼接成尺寸与形状符合要求而又具有整体木材效能的构件和结构。
胶合木结构于1907年首先在德国问世,至40年代中期已发展成为现代木结构的一个重要分支。
钢梁强度高,施工方便。
钢梁自重比相同跨度混凝土梁轻。
维护费用较高,房屋建筑较少使用,但在厂房、桥梁中应用较广泛。
砼受压,钢筋受拉,受力明确,构造12米。
预应力,可有效控制裂缝和挠度。
下部钢材受拉,上部钢筋砼受压,充分利用其材料特性。
单跨梁多跨梁建筑剖视图混合结构-竖向荷载通过砖墙传到基础上1.2 梁的受力与变形当梁柱结构中柱刚度比梁刚度大很多且梁柱节点构造为刚接时,可按两端固定梁分析梁在竖向荷载作用下的内力与变形当梁柱结构中柱刚度比梁刚度大很多且梁柱节点构造为刚接时,可按两端固定梁分析梁在竖向荷载作用下的内力与变形钢筋砼梁截面尺寸应根据梁的跨度、荷载、支承及建筑使用要求确定。
梁高可取梁跨度的1/14~1/8,梁宽可梁高度的1/3~1/2。
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。
建筑结构选型范文在建筑设计中,选型是一个非常重要的决策过程,它直接影响到建筑的使用性能、成本、施工周期等方面。
因此,在选型过程中,需要综合考虑多个因素,包括建筑类型、功能需求、地理环境等。
下面,我将从建筑类型、地理环境和功能需求三个角度分析建筑结构选型的问题。
首先,建筑类型是选型过程的一个重要考虑因素。
根据不同的建筑类型,选型的重点也会有所不同。
比如,对于高层建筑来说,结构的安全性和抗震性是最为重要的。
因此,在选型过程中,需要考虑采用钢结构、混凝土结构还是砌体结构,并根据层高、构造体系等参数进行设计。
而对于桥梁来说,选型的关键因素是横跨的跨度和荷载要求,需要考虑采用梁式桥、拱桥、斜拉桥等不同类型的结构。
其次,地理环境也是选型的一个重要考虑因素。
不同的地理环境对建筑结构的要求也有所不同。
比如,在地震频发的地区,抗震性是一个非常重要的指标。
在这种情况下,可以考虑采用钢结构或混凝土结构,以提高建筑的抗震性能。
而在风雨频繁的地区,风荷载的承受能力成为选型的一个重点。
在这种情况下,可以采用轻型结构、斜拉结构或者加设风阻柱等方法来增强建筑的抗风能力。
最后,功能需求也是选型的一个重要考虑因素。
不同的功能需求对建筑结构的要求也有所不同。
比如,对于剧院、体育馆等大空间场馆来说,结构的支撑能力和大跨度设计是非常重要的。
在这种情况下,可以考虑采用钢结构或者空间网格结构,以实现大空间的无柱设计。
而对于住宅、商业综合体等建筑来说,舒适性和可变性是一个重要的考虑因素。
在这种情况下,可以采用钢筋混凝土结构,以满足建筑的舒适性和可变性需求。
综上所述,建筑结构选型是一个复杂的过程,需要综合考虑建筑类型、地理环境和功能需求等多个因素。
在选型过程中,需要根据具体的情况,选择适合的结构类型,以实现建筑的安全性、经济性和可持续性。
同时,还需要充分考虑建筑的使用性能和环境要求,以满足用户的需求。
在设计中注重平衡各种因素,才能够选择出最适合的结构类型,实现建筑的整体效益最大化。
建筑设计一般要分三个阶段,即方案阶段,初步设计阶段和施工图阶段。
砖混结构是指建筑物中竖向承重结构的墙,柱等采用砖或者砌块砌筑,横向承重的梁,楼板,屋面等采用钢筋混凝土结构。
砌体结构是由块体和砂浆砌筑而成的墙,柱作为建筑物主要受力构件的结构,是砖砌体,砌块砌体和石砌体结构的统称。
砌体结构的主要优点:1较易就地取材,来源方便,价格较便宜。
2砖石砌体具有良好的耐火性,而且化学稳定性和大气稳定性都比较好,可以满足房屋耐久性的要求。
3砌筑砌体时不需要模版和特殊的施工设备,节省木材,钢材和水泥。
4砖墙和砌块墙体的隔热保温较好,所以既是较好的承重结构,也是较有利于建筑节能的围护结构。
5当采用砌块和大型板材作墙体时,可以减轻结构自重,加快施工进度,有利于工业化生产和施工。
砌体结构的缺点也比较突出1砖石砌体的强度相对较低,一般需要采用较大截面的构件,材料用量多,自重大,运输成本也高。
2现场砌体砌筑难以采用机械替代手工操作,施工繁重,条件差。
3砖石块体与砂浆之间的粘结强度较低,抗震能力差。
横墙承重体系承重特点,主要楼面荷载的传递途径是:板→横墙→基础→地基1每一开间均设横墙,横墙数量多,间距较密(通常为3~4.5m)2对设置门窗大小和位置的限制较少,建筑设计上容易满足采光和通风的要求。
3房间布置的灵活性差,墙体用材比较多。
纵墙承重体系:荷载传递路线为:板→梁(或屋架)→纵墙→基础→地基1纵墙是主要承重墙。
容易满足使用上大空间和灵活布置平面的要求。
2由于纵墙承受的荷载比较大,一般不能任意开设门窗洞口,采光和通风的要求往往受到限制。
3相对于横墙承重体系,纵墙承重体系的横向刚度较差,楼(屋)盖用料较多,而墙体用料较少。
多层砌体房屋的主要震害特征。
1墙体的损坏:一般呈交叉裂缝,主要是墙体的抗剪承载强度不足,在水平地震反复作用下,墙体出现X形交叉缝;墙体高度比比价小的窗间墙和门垛,则在剪弯双重作用下,易在墙体中间部位出现水平裂缝。
建筑结构选型讲义绪论一: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。
建筑结构选型建筑结构与结构选型1、构件按受力特征来划分主要有以下三类:轴心受力构件、偏心受力构件、受弯构件。
(轴心受力构件、偏心受力构件和受弯构件)2、稳定系数:按稳定考虑的承载力与强度承载力的比值。
(按稳定考虑的承载力与强度承载力的比值)3、相同材料的拉杆与压杆受同样的荷载作用时,拉杆所需的截面尺寸要比压杆小。
(小)4、一般提高压杆承载力的措施为:(1)选用有较大i值的截面,即面积分布尽量远离中和轴。
(2)改变柱端固接条件或增设中间支承以改变杆件计算长度。
5、剪应力:①剪应力在梁高方向的分布是中和轴处最大,以近抛物线的形状分布,在截面边沿处剪应力为0 。
(中和轴、零)②沿梁长方度向,支座处剪力最大,剪应力也最大。
(支座)③截面的抗剪主要靠腹板(即梁的截面中部)(腹板)6、受弯构件的变形①梁的挠度跨中最大。
②挠度的大小与正弯矩成正比。
③跨度相同、荷载相同时,简支梁的挠度比连续梁、二端固定或一端固定简支的梁要大。
④挠度的大小与梁的EI成反比。
7、轴心受拉构件是受力最好的构件:①最能充分发挥材料性能。
②在承受相同的荷载下,与受压和受弯构件相比所需的断面最小。
③只有具有最多数量的轴拉构件和较少轴压和受弯构件组成的结构体系才是最省材料和经济合理的体系。
多层与高层建筑结构体系8、7 层以下为多层建筑,8 层以上为高层建筑。
(7、8)9、砖砌体房屋防止墙体开裂的主要措施:对于钢筋混凝土屋盖的温度变化和砌体干缩变形引起墙体的裂缝(如顶层墙体的八字缝、水平缝等),可根据具体情况采取以下措施:①屋盖上宜设置保温层或隔热层;②采用装配式有檩体系钢筋混凝土屋盖和瓦材屋盖;③对于非烧结硅酸盐砖和砌块房屋,应严格控制块体出厂到砌筑的时间,并应避免现场堆放时块体遭受雨淋。
10、墙体沉降缝的设置:当房屋长度围地基持力层土变化较大;房屋的层数相差超过 2 层时,宜设置沉降缝。
(2)11、梁、板的经济跨度:单向板:2 ~3米双向板:3 ~6米次梁:3 ~5 米主梁:5 ~8米(2-3、3-6,3-5、5-8)12、普通剪力墙结构的平面布置:(1)剪力墙结构中全部竖向荷载和水平力都由钢筋混凝土墙承受,所以剪力墙应沿平面主要轴线方向布置。
建筑结构与结构选型结构基本概念一、强度——承载能力刚度(受弯构件)、稳定性(受压构件)——抗变形能力 整体性——不散架承载能力和抗变形能力是结构设计的最基本的问题 水平构件——挠度拉、压、弯、剪、扭il 0=λ AI i =ϕ——稳定系数<1 λ↗ϕ↘,则实际承载力越小一般提高压感承载力的措施为:1、选用有较大i 值的截面,即面积分布尽量远离中和轴2、改变柱端固接条件或增设中间支撑以改变杆件计算长度0l剪应力:1、剪应力在梁高方向的分布是中和轴处最大,以近似抛物线的形状分布,在截面边沿处剪应力为零。
2、沿梁长度方向,制作出剪力最大,剪应力也最大3、截面的抗剪主要靠腹板(即梁的截面中部)受弯变形1、梁的挠度跨中最大2、挠度的大小与正弯矩成正比3、跨度相同、荷载相同,简支梁的挠度比连续梁、二端固定或一端固定简支梁要大4、挠度的大小与梁的EI(刚度)成反比砌体结构一、优点:经济缺点:整体性差二、构造要求1、满足高厚比当高厚比不能满足要求时:1)增加墙体厚度2)加设壁柱(墙垛)3)加设构造柱4)减小横墙间距三、砌体结构的基本抗震措施1、限制建筑物高度2、控制结构体型的高宽比3、控制横墙间距4、设置变形缝(防震缝)5、尽端、他突出部位加强锚固6、楼梯尽量不布置在平面尽端7、圈梁、构造柱8、平面几何中心与刚度中心尽量重合框架结构一、刚接——框架铰接——排架框架的连接点是刚节点,是一个几何不变体。
跨度一样,中柱不产生弯矩剪力墙结构一、剪力墙结构的特点1、空间刚度大,刚度很大将使结构的周期过短,地震力太大2、建筑空间灵活性较差3、墙承重体系二、调整剪力墙刚度的方法1、适当减小剪力墙的厚度2、降低连梁的高度3、增大门窗洞口宽度4、超过8米的剪力墙应用施工洞划分小墙肢三、框支剪力墙1、保证大空间有充分的刚度,防止属相的刚度过于悬殊2、加强转换层的刚度与承载力,保证转换层可以将上层剪力可靠的传递到落地墙上去。
3、落地剪力墙的布置和数量1)底部大空间层应有落地剪力墙或落地筒,落地纵横剪力墙最好成组布置结合为落地筒2)平面为长矩形,横向剪力墙的片数较多时,落地的横向剪力墙的数目与横向剪力墙数目之比,非抗震设计时不宜小于30%,抗震设计时不宜少于50% 对于一半平面,上下层的刚度比:——在非震区应尽量接近于1,不应大于3在抗震设计时应尽量接近于1,不应大于23)框支梁的宽度不应小于上部剪力墙厚度的2倍框支梁上部层不宜设边门洞,不得在中柱上方开设门洞框架剪力墙框架-剪力墙结构中剪力墙的布置宜符合下列要求:1 剪力墙宜均匀布置在建筑物的周边附近、楼梯间、电梯间、平面形状变化及恒载较大的部位,剪力墙间距不宜过大;2 平面形状凹凸较大时,宜在凸出部分的端部附近布置剪力墙;3 纵、横剪力墙宜组成L形、T形和[形等型式;4 单片剪力墙底部承担的水平剪力不宜超过结构底部总水平剪力的40%;5 剪力墙宜贯通建筑物的全高,宜避免刚度突变;剪力墙开洞时,洞口宜上下对齐;6 楼、电梯间等竖井宜尽量与靠近的抗侧力结构结合布置;7 抗震设计时,剪力墙的布置宜使结构各主轴方向的侧向刚度接近。
建筑结构选型范文建筑结构选型是指在建筑设计阶段,根据建筑物的功能、形式、荷载和材料等因素进行合理的结构类型选择。
正确的结构选型能够确保建筑物的稳定性、安全性和经济性。
本文将从常见的建筑结构类型、影响结构选型的因素以及优化结构选型的方法等方面进行讨论。
常见的建筑结构类型包括框架结构、桁架结构、壳体结构和拱结构等。
框架结构是由纵横交错的柱、梁和节点相连接而成的稳定结构,适用于多层建筑和大跨度的建筑物;桁架结构是由许多杆件和节点相连接而成的稳定结构,适用于大跨度和大高度的建筑物;壳体结构是以曲面为特点的薄壁结构,适用于大跨度和特殊形状的建筑物;拱结构是以曲线形状的稳定结构,适用于大跨度建筑物和地下结构。
结构选型的影响因素包括建筑物的功能需求、形式特点、荷载特点和材料特性等。
建筑物的功能需求是指建筑物用途的要求,如住宅、商业、办公等,不同需求对结构的要求也不同;建筑物的形式特点是指建筑物的外形、造型和风格等,不同形式对结构的选择也有一定影响;荷载特点是指建筑物所受到的各种荷载,包括常规荷载(自重、活荷载)和非常规荷载(地震、风荷载等);材料特性是指建筑物所使用的材料的力学性能和物理性能,如强度、刚度、耐久性等。
在进行结构选型时,需要综合考虑以上因素,并进行技术和经济上的比较。
优化结构选型的方法主要包括形式优化、布局优化、材料优化和参数优化等。
形式优化是通过改变建筑物的形式特点来实现结构性能的优化。
例如,通过改变建筑物的外形、造型和比例等来减小结构受力情况,提高结构的整体效益。
布局优化是通过改变建筑物的结构布局来实现结构性能的优化。
例如,通过合理的柱网布置和梁的跨度来减小结构荷载和应力,提高结构的稳定性和抗震性能。
材料优化是通过选择合适的材料来实现结构性能的优化。
例如,选择高强度、轻型和环保的材料,可以减小结构的自重和减小能耗。
参数优化是通过调整结构的参数来实现结构性能的优化。
例如,通过调整结构的截面尺寸、杆件的连接方式和节点的形式来提高结构的稳定性和抗震性能。