建筑结构教1.doc

第一章 绪 论 1.1建筑物中结构的概念及功能 为了成功地想象和设计一个建筑或建筑物中的结构，必须首先弄清它的功能和它得以存在的原因。在这两个问题上，结构和建筑的作用是分不开的。结构永远是建筑物的基本部分。无论古代人为自己或家庭建造简单的掩蔽物，还是现代人建造可以容纳成百上千人在那里生产、贸易、娱乐的大空间，都必须用一定的材料，建造成具有足够抵抗能力的空间骨架，抵御自然界可能发生的各种作用力，为人类的需要服务。这种骨架就是结构。 一、 在土木工程中，结构的主要作用可分成四方面: 1、形成人类活动的空间。这个作用可以由水平方向的结构构件：板 (平板、曲面板)、梁 (直梁、曲梁)、珩架、网架等组成。和竖直方向的结构构件：柱、墙、基础等组成。 2、为人群和车辆提供通道。这个作用同样可以用以上那些构件组成的桥梁结构来获得。 3、抵御自然界可能发生的各种作用力。 4、构成为其它专门用途服务的空间。这个作用可以用排除废气的烟囱、储存液体的油罐以及水池等特殊结构来获得。 二、建筑结构的类型有， 1、以组成建筑结构的主要建筑材料划分: 钢筋混凝土结构、钢结构、砌体 (包括砖、砌块、石等)结构、木结构、塑料结构、薄膜充气结构等。 2、以组成建筑结构的主体结构型式划分: 砌体结构、框架结构、框剪结构、筒体结构、拱结构、网架结构、空间薄壁 (包括折板)结构、钢索结构、舱体结构等。 3、以组成建筑结构的体型划分: 单层结构 (多用于单层工业厂房、食堂等)、多层结构(一般2~9层)、高层结构 (一般10层以上)、中大跨结构 (跨度大约在40~50m以上)。 三、建筑结构的功能 1、具有良好的工作性能，为使用和美观需要服务 结构所要解决的问题，首先表现为使骨架形成的空间能良好地服务于人类生活、生产的要求和人类对美观的需要。前者是物质的，后者是精神的。这是结构之所以存在的根本目的。不同的使用和美观需要，要求有不同的建筑空间，以及采用与建筑空间相适应的结构型式，而合理的结构型式又必须与建筑使用和美观需要统一起来。因此，具有良好的工作性能，为使用和美观需要服务是建筑结构的第一功能。 2、具有抵抗力 结构所要解决的问题，其次表现为结构要抵御自然界各种作用力 (地心吸力、风力、地震力等)，因而需要有抵抗力的功能。这是结构之所以存在的根本原因。在正确施工和正常使用条件下，要使结构具有能抵抗各种作用力的承载能力而不致发生破坏，这是结构的承载力问题，除承载力问题外，结构还需要其它的一些抵抗功能。例如：结构在各种自然力作用下不致失稳，不致产生过大变形，具有耐久性，在偶然事件发生时结构仍能保持必须的整体稳定性等功能。 3、合理利用材料 结构的承载力问题，实质上是组成结构构件的材料的强度问题； 结构的变形问题，实质上是组成结构构件的材料的应变问题。 4、连接构造问题、经济问题 钢、木结构，零散的杆件组合成结构，应确保结构整体性、刚度。 用最少的钱、最省的劳动力、最短的工期、最大限度地满足上述功能。 1.2建筑结构和建筑的关系 一、一幢建筑物就好比一个人： 它的规划就像人生活的环境，是由规划师负责的； 它的布局和艺术处理相应于人的体型、容貌、气质，是由建筑师负责的； 它的结构(建筑结构)好比人的骨骼和寿命，是由结构工程师负责的； 它的给排水、供热通风和电气等设施就如人的器官、神经，是由设备工程师负责的。 这就像自然界完好地塑造人一样，在城市和地区规划基础上建造房屋，是建设单位、勘察单位、设计单位的各种设计工程师和施工单位全面协调合作的过程。 建筑设计（选型、平、立、剖）时： （1）首先应该选择经济合理的结构方案（包括结构型式、体系、布置、施工方案）。 （2）一个成功的建筑师必然具备有建筑结构的基础理论和基本知识为前提，“有了一定的技术知识，才能理解技术造型”。才能设计出人们对房屋的基本要求，（实用、美观、经济） 例如：位于法国巴黎的埃菲尔铁塔，1887年使建，1889年建成，是19世纪世界上最高的钢结构建筑，至今仍是举世闻名的伟大工程。此塔的主持建造人工程师古斯塔夫. 埃菲尔（Gustave Eiffel），在设计和建造中，不但他所运用的力学、结构学和美学的概念和思路是巧妙的、协调的、统一的，而且他所做的实际工作是大量的、细致的、精确的，在整个制作和安装工程中没有出过一起事故。 澳大利亚悉尼歌剧院，始建于1957年，原方案由丹麦建筑师爱德松设计，由于地处海峡，强大的风荷载作用于壳体开口所在的一面，产生巨大的倾覆力矩，并使壳体受拉。这显然是选错了结构型式，在加上壳形各异，既不利于现浇，也不利于预制。进而造成施工工艺的严重失误。所以1963年不得不决定修改设计，改用预制