建筑力学与构第一章.ppt

第1章 绪 论 教学目标 通过本章的学习，掌握建筑结构的组成，会对建筑结构进行分类，理解建筑结构的功能要求，知道极限状态的概念，掌握两种极限状态，知道建筑结构抗震的基本术语。 教学要求 推荐阅读资料 1、《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001） 2、《建筑结构可靠度设计统一标准》（GB50068-2001） 3、《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002） 4、《砌体结构设计规范》（GB50003-2001） 5、《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002） 6、《钢结构设计规范》（GB5005-2003） 7、《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001 2008年版） 8、《建筑工程抗震设防分类标准》（GB50223-2008） 9、《混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图》（03G101） 10、中国建筑科学研究院 黄世敏讲座：汶川地震建筑物典型震害探讨 11、《建筑力学与结构》，胡兴福主编，武汉理工大学出版社，2007.8 12、《建筑抗震》，张小云主编，高等教育出版社，2008.12 13、《钢筋混凝土结构》，罗向荣主编，高等教育出版社，2004，6 学习重点 建筑结构的组成、功能要求，极限状态，抗震设防 引例 一两层办公楼如图1.1a示（实例一），一两层教学楼如图1.1b示（实例二），如何保证该楼在正常使用时是安全的？两栋楼的结构型式有何不同？楼层的梁和板有何区别？板里有钢筋吗？如何放置？梁又如何设计？墙体用什么样的材料建造？基础怎样？该楼如何考虑抗震？ 实例一：办公楼（砖混结构） 实例二：教学楼（钢筋混凝土框架结构） 图1.1 实例一和二的建筑效果图 引例中的问题就牵涉该结构和构件受多大的内力，要靠结构知识去解决板、梁的设计和墙体计算，基础的大小等。 1．1 建筑力学与结构概述 建筑物在施工和使用过程中受到各种力的作用—结构自重、人及设备重、风、雪、地震等。这些力的作用形式怎样，大小是多少？对建筑物会产生什么样的效应？这些问题都要靠建筑力学和结构来解决。 1．1．1建筑结构的概念和分类 建筑中，由若干构件（如板、梁、柱、墙、基础等）连接而构成的能承受荷载和其他间接作用（如温差伸缩、地基不均匀沉降等）的体系，叫做建筑结构（图1.2）。建筑结构在建筑中起骨架作用，是建筑的重要组成部分。 1、按材料分 根据所用材料的不同，建筑结构可分为混凝土结构、砌体结构、钢结构和木结构。 1）混凝土结构 混凝土结构可分为钢筋混凝土结构、预应力混凝土结构、素混凝土结构。其中应用最广泛的是钢筋混凝土结构（图1.3），它具有强度高、耐久性好、抗震性能好、可塑性强等优点；也有自重大、抗裂能力差、现浇时耗费模板多、工期长等缺点。 混凝土结构在工业与民用建筑中应用极为普遍，如多层与高层住宅、写字楼、教学楼、医院、商场及公共设施等。 2）砌体结构 砌体结构是指各种块材（包括砖、石材、砌块等）通过砂浆砌筑而成的结构（图1.4）。砌体结构根据所用块材的不同，又可分为砖结构、石结构和其它材料的砌块结构。砌体结构的主要优点是能就地取材、造价低廉、耐火性强、工艺简单、施工方便，所以在建筑中应用广泛，主要用作七层以下的住宅楼、旅馆，五层以下的办公楼、教学楼等民用建筑的承重结构；在中、小型工业厂房及框架结构中常用砌体作围护结构。其缺点是自重大、强度较低、抗震性能差、施工速度缓慢、不能适应建筑工业化的要求，有待进一步改进和完善。 我国古代就用砌体结构建造城墙、佛塔、宫殿和拱桥。如闻名中外的“万里长城”、“西安大雁塔”等均为砌体结构建造（图1.5）；隋代李春所造的河北赵县安济桥迄今1400多年，桥净跨37.37米,为世界上最早的单孔空腹式石拱桥（图1.6）。 3）钢结构 用钢材制作的结构叫钢结构。钢结构具有强度高、重量轻、材质均匀、制作简单、运输方便等优点；但也存在易锈蚀、耐火性差、维修费用高等缺点。而且，钢材是国民经济各部门中不可缺少的重要材料，使用量大，价格比较昂贵，因此，钢结构在基本建设中主要用于大跨度屋盖（如体育厂馆）、高层建筑、重型工业厂房、承受动力荷载的结构及塔桅结构中。2008年北京奥运会国家体育馆-鸟巢（图1.7）即为钢结构建筑。 1935年中国工农红军长征途中强渡的大渡河铁索桥-泸定桥（图1.8），是清康熙44年（公元1705年）建造的，该桥由条石砌成的东西桥台和13根横亘的铁索组成，桥长101.67米，宽2.9米，13根铁索由12164个熟铁锻造扣环连结而成，重约21吨。 上海东方明珠塔（图1.9），高468米，建成时居亚州第一，世界第三。上海金贸大厦（图1.10）地上88层，高420.5米， 97年竣工，居当时世界第三高楼。 4）木结构 以木材为主制作的结构叫木结构。木结构是以梁