最新建筑結構總結范文
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1.平衡2.穩定3. 承載力：結構的抗力≥結構上的作用效應適用5. 經濟：造價＋后期管理、維護費6. 耐久性7. 美觀 概括：安全性、適用性、耐久性
§1-2建筑結構的分類和結構選型
一、建筑結構的分類
（一）按材料分類
1. 混凝土結構：素混凝土、鋼筋混凝土、預應力混凝土；
2. 砌體結構：塊體材料＋砂漿；
3. 鋼結構：鋼材；
4. 木結構：木材。
1.混合結構 砌體結構墻體＋鋼筋混凝土樓、屋蓋；
2. 排架結構：屋面橫梁（屋架）＋柱＋基礎
3.框架結構：梁＋柱＋基礎
1.梁與柱為剛性連接；
2.底層柱腳與基礎頂面固接。
剪力墻：整片的鋼筋混凝土墻
4.剪力墻結構：剪力墻與鋼筋混凝土樓板、 屋蓋整體連接
豎向力
測
向
力 剪力墻
5、其它形式的結構
? 高層和超高層房屋：
框架-剪力墻結構、框架-筒體結構、筒體（筒中筒）結構；
? 單層房屋（廠房）：
剛架結構，與排架結構的區別：？
梁與柱剛性連接；
? 單層大跨度房屋屋蓋結構：
殼體結構、網架結構、懸索結構等。
二、建筑結構的選型
? 建筑結構的分類
? 按層數分：
多層房屋結構≤9層
高層房屋結構≥10層 (或高度大于28m)
? 按承重結構體系分：
混合結構體系
框架結構體系
剪力墻結構體系
（一）混合結構體系
1、定義：墻體、基礎等豎向構件采用砌塊，樓蓋、屋蓋等水平構件采用鋼筋混凝土的結構。
2、混合結構體系承重方案：
(2)層高和房屋最大高寬比
? 普通磚、多孔磚和小砌塊砌體房屋的層高≤3.6m；
? 底部框架-抗震墻房屋的底部以及內框架房屋的層高≤4.5m;
? 多層砌體房屋的最大高寬比：
(3)縱橫墻布置及局部尺寸限值
? 優先采用橫墻承重或縱橫墻共同承重方案；
? 縱橫墻的布置宜均勻對稱，沿平面內宜對齊，沿豎向應上下連續，同一軸線上的窗
間墻宜均勻。
? 樓梯間不宜設置在房屋的盡端和轉角處。
4、混合結構房屋的優缺點
優點：
1. 就地取材（磚），利用工業廢料；
2. 良好的耐火性和耐久性；
3. 磚砌體結構的保溫、隔熱性能好，節能明顯；
4. 砌體結構美觀、舒適；
5. 施工設備、方法簡單，易連續施工；
缺點：
1. 磚砌體強度低，限制房屋的層數；
2. 抗震性能差；
3. 砌筑工程量大，施工進度慢。
（二）框架結構體系
1、定義：由梁、柱等構件組成的結構
2、框架結構承重方案：
（二）框架結構體系
1、定義：由梁、柱等構件組成的結構
2、框架結構承重方案：
框架結構體系類型
? 全框架結構(框架結構)；
? 內框架外墻砌體結構；
? 底部框架上部混合結構
4、框架結構體系的適用范圍
? 層數：廣泛用于6～15層的多層和高層房屋，如學校的教學樓、實驗樓、商業大樓、
辦公樓、醫院、高層住宅等(其經濟層數為10層左右、房屋的高寬比以5～7為宜)。 ? 適宜高度：現澆鋼筋混凝土框架結構房屋的適用高度分別為60m(設防烈度6度)、
55m(設防烈度7度）、45m(設防烈度8度)和25m(設防烈度9度)。
5、框架結構受力變形特性
6、框架結構的優缺點
優點：
1. 建筑平面布置靈活，可以獲得較大的使用空間；
2. 可以獲得良好的延性－“延性框架”；
3. 構件易于標準化、定型化；
缺點：
1. 梁柱截面慣性矩小，側向變形大；
2. 在地震區，易引起非結構構件的破壞
（三） 剪力墻結構體系
1、定義：利用建筑物墻體作為承受豎向荷載以及抵抗水平荷載的結構
2、剪力墻結構體系的類型
a. 剪力墻結構；
b. 框架-剪力墻結構；
c. 筒體結構;
d. 框架-筒體結構
3、剪力墻結構的適用范圍
（1）地震區的高層建筑；
（2）10～30層的住宅、賓館等
4、剪力墻變形特性
在水平荷載作用下，剪力墻如同一巨大懸臂梁，其整體變形為：？變形
5、剪力墻結構的特點
? 優點
1. 結構整體性好、剛度大，側向變形小；
2. 可設計為延性結構，抗震性能好；
3. 采用大模板、滑升模板等先進施工方法時，施工速度快；
4. 可節省砌筑隔斷等工程量；
? 缺點：
1. 剪力墻間距較小，結構平面布置不靈活；
2. 結構自重大
三、高層房屋結構的布置原則
? 基本原則：
? 在一個獨立的結構單元內，宜使結構平面和側移剛度均勻對稱；
? 盡量減少結構的側移剛度中心與水平荷載合力中心間的距離——“規則結構”
? 對有抗震設防要求的高層建筑，在結構平面布置和豎向布置時，應考慮下列要求：
(1)平面宜簡單、規則、對稱，盡量減少偏心；
(2)結構豎向體型應力求規則、均勻，避免有過大的外挑和內縮；
(3)結構沿豎向的側移剛度變化宜均勻，構件截面由下至上應逐漸減小、不應突變。
四、單層大跨度房屋結構
1．鋼筋混凝土單層廠房結構
(1) 排架結構
排架結構承重體系
由屋架(或屋面大梁)、柱、基礎組成的橫向平面排架(即沿跨度方向排列的排架)，通過屋面板、支撐、吊車梁、連系梁等縱向構件將各橫向平面排架聯結，構成整體空間結構。
(2)剛架結構
鋼筋混凝土剛架結構常作為中小型單層廠房的主體結構。有三鉸、兩鉸及無鉸等幾種型式，可以做成單跨或多跨結構
(3)拱結構
? 拱：以承受軸壓力為主的結構。由于拱的各截面上的內力大致相等，因而拱結構是
一種有效的大跨度結構，在橋梁和房屋中都有廣泛的應用。
? 拱結構的類型：三鉸、雙鉸、無鉸等幾種型式。
拱軸線的確定
? 拱軸線常采用拋物線形狀。拱的矢高 f 一般為(1/2－1/8)l0；矢高小的拱水平推力大，
拱體受力也大；矢高大時則相反，但拱體長度增加。合理選擇矢高是設計中的重要問題。
2．其他型式的結構
(1)薄殼結構
以受壓力為主的空間受力曲面結構。其曲面厚度很薄(壁厚往往小于曲面主曲率的1/20)。
（2）薄殼結構的類型
①旋轉曲面；
②平移曲面；
③直紋曲面。
①旋轉曲面
? 平面曲線繞豎軸旋轉所形成的曲面
? 典型的旋轉曲面：球殼，由圓弧繞豎軸旋轉而成。
? 球殼的受力較簡單，殼身(殼體)主要承受壓力；其邊緣構件(支座環)對殼身起箍的作用，約束殼體的變形，承受環向拉力和彎矩(圖1-17)。
? 現澆鋼筋混凝土球殼，跨度可達100m，殼體厚度可為圓頂曲率半徑的1/600，但不小于60mm。
②平移曲面
? 一豎向曲線(母線)沿另一曲線(導線)平行移動時所形成的曲面稱為平移曲面。
(2)網架結構
? 網架是由平面桁架衍生出來的空間受力結構。
? 在節點荷載作用下，網架桿件主要承受軸力。
? 網架結構的類型：平板網架和曲面網架。
(3)懸索結構
? 懸索結構：由索網、側邊構件及下部支承結構組成(圖1-30)。
? 索網：由多根懸掛于側邊構件上的鋼索組成，柔性的懸索(鋼索)只受軸心拉力作用，
并只能單向受力，其水平拉力 T 與懸索的下垂度 f 成反比(如圖) 。
? 側邊構件：用來固定索網的，一般采用鋼筋混凝土結構。
? 下部支承結構：一般為立柱或斜撐柱，工程實際中有不少是用拱兼作側邊構件和支
承結構。
(4)折板結構
? 折板結構：可視為柱面殼的曲線由內接多邊形代替的結構。
? 其計算和組成構造也大致相同。
? 折板的截面形式可以多種多樣。
§1-3 課程的任務和特點
一、任務
教：常用材料的力學性能；結構設計方法；并較全面地介紹鋼筋混凝土結構構件、砌體結構的設計計算；并對結構布置、結構選型等內容作適當介紹。
學：
1、應具有建筑結構方面的總體知識；
2、掌握多層及高層建筑結構體系的類型、適用范圍及其特點并對結構體系的受力變形特點有一定了解；
3、熟練掌握一般結構構件的設計計算。
課程特點
(1)材料的特殊性：混凝土、砌塊——“混”字當頭；
(2)公式的實驗性：經驗或半經驗公式——注意其適用范圍；
(3)設計的規范性：建筑結構構件的設計汁算依據是現行的各種有關國家標準和規范——具有強制性、法制性；
(4)解答的多樣性：無論是進行結構布置還是結構構件設計，同一問題往往有多種方案或解答，故需綜合考慮多方面因素，以選擇較合理的解答——沒有最好只有更好。
第二章
一、設計基準期
? 結構設計所采用的荷載統計參數、與時間有關的材料性能取值，都需要選定一個時
間參數，即，設計基準期。
? 我國所采用的設計基準期為50年。
設計使用年限：在規定的時期內，房屋建筑在正常設計、正常施工、正常使用和維護下不需要進行大修就能按其預定目的使用
注意：設計使用年限不同于設計基準期。
但對于普通房屋和構筑物，設計使用年限和設計基準期均為50年。
§2-2 結構的功能要求、作用和抗力
一、結構的功能要求
(一)安全性
(1)在正常施工和正常使用時，結構能承受可能出現的各種作用；
(2)在設計規定的偶然事件發生時及發生后，仍能保持必需的整體穩定性。
整體穩定性：在偶然事件發生時和發生后，建筑結構僅產生局部的損壞而不致發生連續倒塌。
(二)適用性
結構在正常使用時具有良好的工作性能。如受彎構件在正常使用時不出現過大的撓度、裂縫，結構振動等；
? (三) 耐久性
? 耐久性：結構在規定的工作環境下，在預定時期內，其材料性能的惡化不致導致結
構出現不可接受的失效概率。
? 從工程概念上講，就是指在正常維護條件下結構能夠正常使用到規定的設計使用年
限。
? 對于混凝土結構，其耐久性根據環境類別和設計使用年限進行設計。
? 混凝土結構的環境類別共分為五類，見表2-2。
二、作用和作用效應
(一)作用
1、定義：施加在結構上的集中力或分布力(稱為直接作用，即通常所說的荷載)以及引起結構外加變形或約束變形的原因(稱為間接作用)；本課程主要涉及直接作用，即荷載。
2、分類：
1）按時間的變異分類
永久作用
可變作用
偶然作用
(1)永久作用：是指在設計基準期內量值不隨時間變化，或其變化與平均值相比可以忽略不計的作用，如結構及建筑裝修的自重、土壤壓力、基礎沉降及焊接變形等。
(2)可變作用：是指在設計基準期內其量值隨時間而變化．且其變化與平均值相比不可忽略的作用，如樓面活荷載、雪荷載、風荷載等。
(3)偶然作用：是指在設設計基準期內不一定出現，而一且出現其量值很大且持續時間很短的作用，如地震、爆炸、撞擊等。
2．按隨空間位置的變異分類
? 固定作用：在結構上具有固定分布，如自重；
? 自由作用：在結構上一定范圍內可以任意分布，如樓面上的人群荷載、吊車荷載等。
3. 按結構的反應特點分類
? 靜態作用: 對結構產生的動力影響可以忽略不計)；一般的結構荷載，如自重、樓面人群荷載、屋面雪荷載等，都可視為靜態作用；
? 動態作用：對結構產生的動力影響不可忽略；如地震作用、吊車荷載、設備振動等，則是動態作用。
(二)作用效應
? 定義：由作用引起的結構或結構構件的反應，例如內力、變形和裂縫等，稱為作用效應；荷載引起的結構的內力和變形，稱為荷載效應。
? 效應的確定：根據結構構件的連接方式(支承情形)、跨度、截面幾何特性以及結構上的作用，用材料力學或結構力學方法計算出作用效應：例如，當簡支梁的計算跨度為l，荷載為均布荷載q時，則該簡支梁的跨中彎距M為？；支座邊的剪力為？等。
三、抗力
? 結構或結構構件自身的承載能力
? 影響結構抗力的主要因素：結構的幾何參數和所用材料的數量及性能。
? 當作用效應已知，如何確定構件的幾何尺寸和材料用量以提供足夠的抗力——本課程的重點
§2-3 結構可靠度理論和極限狀態設計法
一、結構的可靠性和可靠度
? 結構的可靠性：結構在規定的時間內、在規定的條件下完成預定功能的能力。 ——取決于結構的作用和作用效應，也取決于結構的抗力。
? 結構的可靠度：結構在規定的時間內(結構的設計使用年限)、在規定的條件下(正常設計、正常施工、正常使用條件，不考慮人為過失的影響)完成預定功能的概率。
二、結構可靠度理論簡介
(一)結構的可靠概率和失效概率
1．結構的功能函數
? 設R為結構抗力，S為作用效應，則用功能函數Z＝R-S來描述結構的工作狀態。 ? 當Z＞0時，即R＞S，結構可靠；
? 當Z＜0時，即R＜S，結構失效；
? 當Z＝0時，即R＝S，結構處于極限狀態.
顯然，結構可靠的基本條件：Z≥0。
2．可靠概率和失效概率
? 由于結構抗力R和作用效應S是隨機變量，故結構的功能函數Z也是隨機變量。 ? 假定R和S相互獨立并且都服從正態分布，則Z也服從正態分布，其特征值
結構功能函數Z=g（R,S）的概率密度如圖 Z
f?z?dz結構的失效概率： ??Zps?pf?1?結構的可靠概率： ps?P?Z?0??fZ?z?dz0
(二)按可靠指標的設計準則
問題：pf計算十分復雜、困難，以至對大多數工程問題難以實現 ?Z?
??Z??~pf
1. 可靠指標 ? ???Z?結構功能函數Z的均值?z與其標準差?z之比 ?Z pf?P?Z?0???0?
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