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第章建筑结构概论
绪论
在世纪中叶之前,建筑结构主要以木结构、砖石结构为主,由于早期建筑材料强度低,导
致建筑物自重大,影响建筑物功能的充分发挥。从世纪年代开始,钢筋混凝土结构首先在
英、法两国得到应用。在钢筋混凝土结构发展的初期,所采用的混凝土强度和钢筋强度都较低,
主要用于建造板、梁、柱和拱等简单构件。二次世界大战以后,钢筋混凝土结构有了较大的发展,
混凝土强度和钢筋强度不断提高。目前,常用的混凝土强度为,根据工程需要,
还可制成强度达的混凝土。
在建筑结构计算理论方面,由原来的简单近似计算到以统计数学为基础的结构可靠度理论
已逐步进入工程实用阶段,使极限状态设计方法向着更加完善、更加科学的方向发展。经过不断
充实提高,一个新的分支学科“近代钢筋混凝土力学”正在逐步形成,将计算机、有限元理论
和现代测试技术应用到钢筋混凝土理论和试验研究中,建筑结构的计算理论和设计方法必将日
趋完善,并向着更高的阶段发展。
建筑结构的施工工艺近年也有了很大发展,建筑结构的定型化、标准化大大加快了建筑结构
工业化进程,建筑结构中预应力混凝土结构的应用也日益广泛。在工业与民用建筑中,预应力混
凝土构件(如吊车梁、空心板等)的应用较广泛,预应力混凝土楼盖和预应力混凝土框架结构也有
较快发展。如北京体育学院田径房采用了跨度为的钢筋混凝土落地拱,北京民航机库采
用了跨度达的块体拼装式预应力混凝土拱形屋盖,广州体育馆采用了跨度为的现
浇钢筋混凝土双铰门式刚架,广东层国际大厦采用筒中筒结构和无粘结部分预应力混凝土平
板楼盖等,减少了自重,节约了材料,加快了施工速度。在高层建筑中,大模板滑模等施工方法也
已得到广泛推广和应用。
按照《建筑结构可靠度设计统一标准》规定的基本原则,在总结工程建设的实践经验以及科
学研究成果的基础上,我国编制了用于多种不同材料的一系列结构设计规范,把我国的建筑结构
设计提高到一个新的水平,对建筑结构的发展起着重大的影响。
所谓建筑结构,就是由梁、板、墙(或柱)、基础等基本构件构成建筑物的承重骨架体系。由于
各种建筑物在使用功能、建筑形状、建筑用途等方面各不相同,建筑结构有各种不同的类型。建
筑结构可按所用的材料和承重结构类型来分类。
按材料的不同分类
钢筋混凝土结构
钢筋混凝土结构是建筑结构中应用最为广泛的结构形式。钢筋混凝土作为一种钢筋与混凝
土的复合材料结构,具有其他材料无法比拟的特点。其特点是:强度高、整体性好、耐久性与耐火
性好、承载力较高、结构的刚度大、抗震性能高、具有良好的可模性等。但钢筋混凝土材料自重
大、抗裂性差、施工时费工费料。
)砌体结构
砌体结构是由块材和砂浆砌筑而成的墙、柱作为建筑物主要受力构件的结构,是目前建筑结
构形式中的另一主要类型,是以受压为主的结构构件,如工业与民用建筑工程中的墙体、基础、烟
囱、小型水池、地沟等常采用砌体承重。砌体结构特点是:便于就地取材、成本低廉、耐久性较好。
特别是砌体结构中各种砌块砌体不断发展,可节约土地,向绿色建筑、环保建筑方向发展。但其
砌筑劳动强度较大、结构自重大、构件强度较低。广泛用于多层民用建筑。
钢结构
钢结构是采用型钢、钢板加工制造而成的工程结构。是继钢筋混凝土结构之后具有广阔发
展前景的建筑结构形式,大量适用于工业建筑及高层建筑结构中。钢结构强度高、可靠性好、易
施工,但钢结构中的钢材易腐蚀、耐火性差、成本较高。
)木结构
木结构建筑受木材生长周期长及砍伐木材对环境带来水土流失等不利因素的影响,目前很
少作为建筑结构材料。本书对木结构将不再叙述。
按承重结构类型的不同分类
砖混结构
由砌体和钢筋混凝土材料共同承受外加荷载的结构。通常,房屋的楼(屋)盖由钢筋混凝土
的梁、板组成,墙体由砌体材料作为承重构件。由于砌体材料强度较低,且墙体容易开裂、整体性
较差,故砖混结构的房屋主要用于层数不多的民用建筑,如住宅、宿舍、办公楼、旅馆等建筑。
)框架结构
由梁、柱以刚接(或铰接)相连接而构成承重体系的结构。我国框架结构多采用钢筋混凝土
来建造,框架结构能保证建筑平面的灵活布置,可适用于多种用途,框架结构比砖混结构强度高,
具有较好的延性和整体性,因此其抗震性能较好。但框架结构属柔性结构,其侧向刚度较小,框
架结构的合理建造高度一般为左右,即层高为左右时不宜超过层。
框架剪力墙结构
在框架结构内纵横方向适当位置的柱与柱之间布置厚度不小于厚的钢筋混凝土墙
体而形成的结构体系。这种体系结合了框架和剪力墙两个体系各自的优点,属中等刚性结构,因
而