建筑工程讲义.ppt

概概 论论土木工程土木工程第四章第四章 建筑工程建筑工程概概 论论土木工程土木工程第四章第四章 建筑工程建筑工程1.了解建筑工程的基了解建筑工程的基本构件。本构件。2.了解单层与多层建了解单层与多层建筑的概念。筑的概念。3.了解高层与超高层了解高层与超高层建筑的概念。建筑的概念。4.了解特种结构与智了解特种结构与智能建筑的特点。能建筑的特点。5.掌握结构设计理论掌握结构设计理论与方法。与方法。4.1 4.1 基本构件基本构件4.2 4.2 单层与多层建筑单层与多层建筑4.3 4.3 高层与超高层建筑高层与超高层建筑4.4 4.4 特种结构与智能建筑特种结构与智能建筑4.5 4.5 结构设计理论与方法结构设计理论与方法本章目录本章目录基本要求基本要求概概 论论土木工程土木工程第四章第四章 建筑工程建筑工程第第4.14.1节节 基本构件基本构件1.1.板板2.2.梁梁3.3.柱柱4.4.拱拱了解建筑工程的基本构件了解建筑工程的基本构件本节目录本节目录基本要求基本要求概概 论论土木工程土木工程第四章第四章 建筑工程建筑工程4.1.1 4.1.1 板板定义：定义：板板是指平面尺寸较大而厚度较小的受弯构件，通是指平面尺寸较大而厚度较小的受弯构件，通常水平放置，但也有斜向放置（如楼梯板）或竖向放置常水平放置，但也有斜向放置（如楼梯板）或竖向放置的（如墙板）。板在建筑工程中一般应用于楼板、屋面的（如墙板）。板在建筑工程中一般应用于楼板、屋面板、基础板、墙板等。当为曲面形式时，常称为壳。板、基础板、墙板等。当为曲面形式时，常称为壳。分类：分类：板按平面形式可分为方形板、矩形板、圆形板及板按平面形式可分为方形板、矩形板、圆形板及三角形板；按截面形式可分为实心板、空心板、槽形板三角形板；按截面形式可分为实心板、空心板、槽形板等；按所用材料可分为木板、钢板、钢筋混凝土板等。等；按所用材料可分为木板、钢板、钢筋混凝土板等。按受力形式可分为单向板和双向板。按受力形式可分为单向板和双向板。概概 论论土木工程土木工程第四章第四章 建筑工程建筑工程单向板单向板概概 论论土木工程土木工程第四章第四章 建筑工程建筑工程4.1.2 4.1.2 梁梁定义：定义：梁梁是长度远大于其横截面尺寸的的受弯构件，通是长度远大于其横截面尺寸的的受弯构件，通常水平放置，但有时也斜向放置的常水平放置，但有时也斜向放置的。梁的截面高度通常梁的截面高度通常大于截面的宽度，当梁宽大于梁高时，称为大于截面的宽度，当梁宽大于梁高时，称为扁梁扁梁。梁的。梁的截面高度沿长度方向变化时，称为变截面梁，不变时称截面高度沿长度方向变化时，称为变截面梁，不变时称为为等截面梁等截面梁。概概 论论土木工程土木工程第四章第四章 建筑工程建筑工程1、按截面形式分：、按截面形式分：矩形梁、矩形梁、T形梁、倒形梁、倒T形梁、形梁、L形梁、形梁、Z形梁、槽形梁、形梁、槽形梁、箱形梁、空腹梁、叠合梁等。箱形梁、空腹梁、叠合梁等。钢梁形状钢梁形状混凝土梁形状混凝土梁形状2 2、按支承方式分：、按支承方式分：简支梁简支梁，连续梁连续梁，悬臂梁悬臂梁概概 论论土木工程土木工程第四章第四章 建筑工程建筑工程3、按所用材料可分按所用材料可分：木梁、钢筋混凝土梁、预应力钢筋混凝土梁、钢梁以及木梁、钢筋混凝土梁、预应力钢筋混凝土梁、钢梁以及钢与混凝土的组合梁等。钢与混凝土的组合梁等。4、按其在结构中的位置可分按其在结构中的位置可分：主梁、次梁、连系梁、圈梁、过梁等主梁、次梁、连系梁、圈梁、过梁等。概概 论论土木工程土木工程第四章第四章 建筑工程建筑工程4.1.3 4.1.3 柱柱定义：定义：柱柱是长度远大于其横截面尺寸、主要承受压力，是长度远大于其横截面尺寸、主要承受压力，有时也同时承受弯矩的竖向构件。有时也同时承受弯矩的竖向构件。1、柱按截面形式可分柱按截面形式可分：方柱、圆柱、管柱、矩形柱、工字形柱、方柱、圆柱、管柱、矩形柱、工字形柱、H形柱、形柱、L形柱、十字形柱等。形柱、十字形柱等。2、按所用材料可分为按所用材料可分为：石柱、砖柱、砌块柱、木柱、钢柱、钢筋混凝土柱、石柱、砖柱、砌块柱、木柱、钢柱、钢筋混凝土柱、劲性钢筋混凝土柱、钢管混凝土柱和各种组合柱等。劲性钢筋混凝土柱、钢管混凝土柱和各种组合柱等。概概 论论土木工程土木工程第四章第四章 建筑工程建筑工程3、按、按钢柱按截面形式可分钢柱按截面形式可分：实腹柱和格构柱实腹柱和格构柱。实腹柱实腹柱格构柱格构柱x轴轴y轴轴图图4.6 钢柱的截面形式钢柱的截面形式概概 论论土木工程土木工程第四章第四章 建筑工程建筑工程4.1.4 4.1.4 拱拱定义：定义：拱拱为曲线结构，主要承受轴向压力，与梁的最大为曲线结构，主要承受轴向压力，与梁的最大区别在于拱在竖直荷载作用下产生水平反力。区别在于拱在竖直荷载作用下产生水平反力。拱按铰数分可分为三铰拱、无铰拱、双铰拱、带拉杆拱按铰数分可分为三铰拱、无铰拱、双铰拱、带拉杆的双铰拱等的双铰拱等概概 论论土木工程土木工程第四章第四章 建筑工程建筑工程第第4.24.2节节 单层与多层建筑单层与多层建筑1.1.一般单层建筑一般单层建筑2.2.大跨度单层建筑大跨度单层建筑3.3.多层建筑多层建筑1.1.了解单层建筑与多层建筑的概念了解单层建筑与多层建筑的概念本节目录本节目录基本要求基本要求概概 论论土木工程土木工程第四章第四章 建筑工程建筑工程4.2.1 4.2.1 一般单层建筑一般单层建筑单层建筑按其使用目的可分为单层建筑按其使用目的可分为民用单层建筑民用单层建筑和和单层工单层工业厂房业厂房。民用单层建筑民用单层建筑一般采用砖混结构，多用于单层住宅、一般采用砖混结构，多用于单层住宅、公共建筑和别墅等。公共建筑和别墅等。单层工业厂房单层工业厂房一般采用钢筋混凝土柱或钢柱，屋盖采一般采用钢筋混凝土柱或钢柱，屋盖采用钢屋架结构用钢屋架结构。概概 论论土木工程土木工程第四章第四章 建筑工程建筑工程目前常用的单层建筑有目前常用的单层建筑有门式刚架轻型钢结构建筑门式刚架轻型钢结构建筑和和拱形拱形彩板屋顶建筑彩板屋顶建筑。施工中的轻型门式刚架施工中的轻型门式刚架拱形彩板屋顶建筑拱形彩板屋顶建筑概概 论论土木工程土木工程第四章第四章 建筑工程建筑工程4.2.2 4.2.2 大跨度单层建筑大跨度单层建筑大跨度建筑大跨度建筑是指跨度大于是指跨度大于60m的建筑。的建筑。1 1、网架结构、网架结构网架结构网架结构是由钢杆件组成的平面网格结构。网架结构为是由钢杆件组成的平面网格结构。网架结构为大跨度结构中最常见的结构形式，因其为空间结构，故大跨度结构中最常见的结构形式，因其为空间结构，故一般称为空间网架一般称为空间网架概概 论论土木工程土木工程第四章第四章 建筑工程建筑工程2 2、网壳结构、网壳结构 网壳结构网壳结构是由钢杆件组成的曲面网格结构。网壳结是由钢杆件组成的曲面网格结构。网壳结构因本身为曲面结构，因而有较大的刚度，所以有可能构因本身为曲面结构，因而有较大的刚度，所以有可能做成单层的。做成单层的。网架结构网架结构网壳结构网壳结构概概 论论土木工程土木工程第四章第四章 建筑工程建筑工程3 3、索结构、索结构 索结构索结构是将桥梁中的悬索是将桥梁中的悬索“移植移植”到房屋建筑中，可到房屋建筑中，可以说是土木工程中结构形式互通互用的典型范例。索结以说是土木工程中结构形式互通互用的典型范例。索结构中的索只承受拉力，因此可以充分发挥材料的抗拉性构中的索只承受拉力，因此可以充分发挥材料的抗拉性能。能。4 4、索膜结构、索膜结构 索膜结构索膜结构是用钢索和薄膜材料共同形成的结构形式。是用钢索和薄膜材料共同形成的结构形式。它将薄膜和索张紧在刚性或柔性的边缘上，或者将薄膜它将薄膜和索张紧在刚性或柔性的边缘上，或者将薄膜和索悬挂在若干独立的节点上，通过张拉建立预应力而和索悬挂在若干独立的节点上，通过张拉建立预应力而获得确定的形状，这种索膜结构成为张拉式索膜结构。获得确定的形状，这种索膜结构成为张拉式索膜结构。概概 论论土木工程土木工程第四章第四章 建筑工程建筑工程19581958年的布鲁塞尔世年的布鲁塞尔世博会的法国馆博会的法国馆悬索结构悬索结构索膜结构索膜结构意大利热拉亚意大利热拉亚19921992年海年海洋与船舶世博会露天广洋与船舶世博会露天广场的巨型屋顶场的巨型屋顶 概概 论论土木工程土木工程第四章第四章 建筑工程建筑工程概概 论论土木工程土木工程第四章第四章 建筑工程建筑工程5 5、充气悬浮结构、充气悬浮结构 充气悬浮结构充气悬浮结构是充气膜结构中的一种，他是在增强是充气膜结构中的一种，他是在增强塑料薄膜或尼龙布罩内充入较轻的气体，使其形成一定塑料薄膜或尼龙布罩内充入较轻的气体，使其形成一定的形状，并悬浮起来作为建筑的覆盖物。的形状，并悬浮起来作为建筑的覆盖物。6 6、薄壳结构、薄壳结构 壳壳是一种曲面构件，薄壳结构为曲面的薄板结构，是一种曲面构件，薄壳结构为曲面的薄板结构，可分为筒壳、折板、双曲扁壳、双曲抛物面壳和圆顶薄可分为筒壳、折板、双曲扁壳、双曲抛物面壳和圆顶薄壳等形式。壳等形式。概概 论论土木工程土木工程第四章第四章 建筑工程建筑工程概概 论论土木工程土木工程第四章第四章 建筑工程建筑工程7 7、应力蒙皮结构、应力蒙皮结构 应力蒙皮结构应力蒙皮结构是在空间构架的纵、横肋上（例如网是在空间构架的纵、横肋上（例如网架每个网格的周边杆件上）蒙上一层金属板，该金属板架每个网格的周边杆件上）蒙上一层金属板，该金属板不仅可以承受板面外的荷载，也可承受板面内的荷载，不仅可以承受板面外的荷载，也可承受板面内的荷载，使薄板和杆件形成共同受力体系，蒙皮相当于连续分布使薄板和杆件形成共同受力体系，蒙皮相当于连续分布的支撑，起到空间受力的效果。的支撑，起到空间受力的效果。概概 论论土木工程土木工程第四章第四章 建筑工程建筑工程4.2.3 4.2.3 多层建筑多层建筑多层、高层和超高层结构主要应用于居民住宅、商场、多层、高层和超高层结构主要应用于居民住宅、商场、办公楼、旅馆等建筑。办公楼、旅馆等建筑。我国民用建筑设计通则我国民用建筑设计通则GB50352-2005第第1.0.5条给出条给出了民用建筑按高度和层数划分的方法与标准：了民用建筑按高度和层数划分的方法与标准：（1）住宅建筑按层数划分：）住宅建筑按层数划分：13层为低层；层为低层；46层为多层为多层；层；79层为中高层；层为中高层；10层以上为高层。层以上为高层。（2）公共建筑及综合性建筑总高度超过）公共建筑及综合性建筑总高度超过24m者为高层者为高层（不包括高度超过（不包括高度超过24m的单层主体建筑）。的单层主体建筑）。（3）建筑物高度超过）建筑物高度超过100m时，不论住宅或公共建筑均为时，不论住宅或公共建筑均为超高层。超高层。概概 论论土木工程土木工程第四章第四章 建筑工程建筑工程多层结构常用的结构形式为多层结构常用的结构形式为混合结构混合结构和和框架结构框架结构。混合结构混合结构混合结构混合结构指用不同的材料建造的房屋，通常墙体采用砖指用不同的材料建造的房屋，通常墙体采用砖砌体，屋面和楼板采用钢筋混凝土结构，故亦称为砖混砌体，屋面和楼板采用钢筋混凝土结构，故亦称为砖混结构。结构。框架结构框架结构框架结构框架结构指由梁和柱刚性连接而构成承重体系的结构，指由梁和柱刚性连接而构成承重体系的结构，即由梁和柱组成框架共同抵抗使用过程中出现的竖向荷即由梁和柱组成框架共同抵抗使用过程中出现的竖向荷载和水平荷载（例如地震荷载）。框架结构房屋的墙体载和水平荷载（例如地震荷载）。框架结构房屋的墙体不承重，仅起围护和分隔的作用。不承重，仅起围护和分隔的作用。框架结构的优点框架结构的优点是强度高、自重轻、整体性和抗震性能是强度高、自重轻、整体性和抗震性能好。好。概概 论论土木工程土木工程第四章第四章 建筑工程建筑工程第第4.34.3节节 高层与超高层建筑高层与超高层建筑1.1.框架结构框架结构2.2.框架框架-剪力墙结构剪力墙结构3.