建筑结构概论2014.doc

第一讲:建筑结构概述
一、建筑专业学生学****本课程的必要性
1、建筑师素质要求
人类从:天然洞穴→窑洞→草房→木房→石房→砖木→混合结构→钢筋砼→钢结构→对建筑师的要求越来越高。
随着材料科学、计算机科学的不断发展,建筑物的高度、跨度越来越大,工程越来越复杂。建筑师的工作与其它学科的联系起来越密切,素质要求也越来越高。
2、建筑师工作的重要性
建筑设计决定了项目的外部造型、内部空间,决定了功能是否合理、投资是否经济。
3、国家注册建筑师考试必要课目
一级注册建筑师考试(4小时)《建筑结构》
二级注册建筑师考试()《建筑结构与设备》
二、参考教材
《基本概念体系、建筑结构基础》郑琪
《建筑力学与结构》天津大学王立雄
《建筑结构》一级注册建筑师考试用书
三、建筑结构的基本概念
1、什么是建筑结构?
形成一定的内部空间和外部造型,能承受自身及外界施加于建筑物上的各种作用力,并使建筑物得以安全使用的骨架。
2、建筑结构的组成
建筑结构由若干构件组成:梁、柱、板、墙等等。
一般可分为三类:
水平构件:承受竖向荷载的构件,梁板、桁架、网架等;
竖向构件:承受水平构件或水平荷载的构件,柱、墙;
基础:上部建筑物与地基相联系,并把力传至地基中。
3、建筑结构的作用
①形成外部造型
②形成内部空间
③保证建筑物在各种荷载使用下能正常使用不被破坏
4、建筑结构的分类
①按组成建筑结构的主要构件用材划分:
木结构、砖石结构、钢筋混凝土结构、钢结构等
②按组成建筑结构的主要结构形式划分
墙体、框架、框一剪、筒体、桁架、网架、空间薄壁、钢索、薄膜结构等等
③按组成结构的体型划分
单层、多层、高层、大跨度
④按结构受力特点划分
平面结构体系、空间结构体系
5、建筑结构的基本功能
结构在规定的时间内(即设计使用年限),在规定的条件下(正常设计、正常施工、正常使用、正常维修)必须完成预定的功能,这些功能包括:
①安全性:在正常施工和正常使用时,建筑结构能够承受可能出现的各种作用(荷载、温度、地基不均匀沉降等),并且能在设计规定的偶然事件(地震、海啸、爆炸等)发生时和发生后保持必需的结构整体稳定性。
②适用性:在正常使用过程中,建筑结构应保持良好的工作性能:如足够的刚度。
③耐久性:在正常维修条件下,在规定的使用年限内应能满足安全、适用性能的要求(如裂缝、沉降、锈蚀等)
安全性、适用性、耐久性总称为结构的可靠性;
结构可靠性的概率度量称为结构的可靠度。
可靠度:在规定的时间内和规定的条件下,结构完成预定功能的概率。
四、建筑结构设计准则
1、结构设计使用年限与安全等级
根据《建筑结构可靠度设计统一标准》(GB50068--2001)规定的各项基本原则,应按下表采用。
设计使用年限分类表1-1
类别
设计使用年限(年)
示例
1
5
临时性结构
2
25
易于替换的结构构件
3
50
普通房屋和构筑物
4
100
纪念性建筑、
特别重要的建筑
建筑结构的安全等级表1-2
安全等级
破环后果
建筑物类型
一级
很严重
重要的房屋
二级
严重
一般的房屋
三级
不严重
次要的房屋
2、结构设计的二个基本要求
(1)功能要求
安全性:在正常施工和正常使用时,能承受可能出现的各种作用。
适用性:在正常使用时具有良好的工作性能。
耐久性:在正常的维护下具有足够的耐久性能。
稳定性:在设计规定的偶然时件发生时和发生后,仍能保持必需的整体稳定性。
(2)经济要求
设计时应满足造价投资少、维修投资少、管理费用少等经济要求。
3、两个极限状态设计准则
结构是否可靠或失效,其分界点就是极限状态,超出这一极限,则结构就无法完成某一功能。
(1)承载能力极限状态
(倾覆)。
。
。
。
(失稳)。
(2)正常使用极限状态
。
(包括裂缝)。
(如楼顶的振幅过大而影响使用)。
d. 影响正常使用的其它特定状态,如基础不均匀沉降过大。
(3)、结构极限状态的设计表达式
①承载力极限状态设计表达式
(V:重要性系数;S:荷载组合设计值;R:抗力设计值)
②正常使用极限状态表达式
(C结构或构件达到正常使用要求的规定限值)
第二讲静力学基础
一、力和力系的概念
1、力的概念
力是物体之间的相互作用。任何物体都受到力