第13章土木工程结构.ppt

第13章 土木工程结构设计概论 土木工程，Civil Engineering，是利用伟大的自然资源为人类造福的艺术。包括设计和建造公共设施—房屋、桥梁、隧道、航道、运河、街道、排水系统、铁路和航空港的工程学科。 土木工程包括：建筑工程、道路工程、桥梁工程、水利工程和遂道工程。对于房地产企业指一般的建筑产品。建筑物构件的组合形成了土木工程结构。 土木工程设计----构件设计-----受力分析、强度计算、施工图绘制 13.1 土木工程的结构类型 结构设计针对不同的建筑形式可采用不同的结构形式。不同的结构形式满足不同的结构要求，因此，结构设计时首先应确定结构的类型。 房地产建筑工程结构设计要把成本控制作为一个设计指标来考虑。 13.1.1 砖混结构 材料：页岩烧结砖(强度较高) 承重构件：主要是砖墙。 一般砖混结构的建筑楼层不超过7层(砖墙承重荷载不大)。多层建筑的结构形式一般采用砖混结构。特别在非抗震地区。 砖混结构对竖向荷载承受力较高，但对水平荷载（风和地震）的承受力较低，因此，在地震区不宜采用砖混结构。 砖混结构特点：工程造价较低、抗压性能好。 砖混结构构造措施：构造柱(墙的转角处)；圈梁(每隔两层加设一道，以增强抵抗水平荷载的能力)。 构造柱上加设拉筋以增强墙身的稳定性。除了构造处理外，在设计是要对墙身作承重验算和抗震验算。 13.1.2 钢筋混凝土结构 钢筋混凝土结构是用混凝土加设钢筋的一种结构形式。 特点：强度高、承载力强，现场浇筑，整体性好，能有效抵抗水平荷载和竖向荷载。 钢筋混凝土结构分类：剪力墙结构、框架结构、框架剪力墙结构和框架核心筒结构。 1）剪力墙结构 剪力墙结构也称为全墙结构，全部采用钢筋混凝土墙，门窗在墙上开洞。 特点：整体刚度好，抗震性能好，竖向荷载和水平荷载的抵抗能力强，在抗震区应用广。 因为结构整体都是用钢筋混凝土墙，其工程造价较高。房地产建筑产品多在高层建筑中采用剪力墙结构。 2）框架结构 框架结构是最普遍的钢筋混凝土结构，采用梁、柱、板整体连接的结构形式，有较好的竖向荷载和水平荷载的抵抗能力。对于12层以下的建筑物，多采用框架结构形式。框架结构主体骨架是钢筋混凝土构件，其墙体后填充，墙体多用自重较小的砌块，因此大大地降低了工程造价。 3）框架剪力墙结构 框架剪力墙结构是把框架结构和剪力墙结构进行组合，在框架结构中增设了部分剪力墙。框架结构对水平荷载的抵抗能力较剪力墙低，但在框架结构的某一边或两边增设剪力墙，可以大大提高结构的抗震能力，因此，框架剪力墙结构也是结构设计中常常采用的结构形式。 4）框架核心筒结构 框架核心筒结构是在框架的中心部分加设剪力墙筒体，即把剪力墙作成封闭的筒体，也称为核心筒。 筒体的刚度较大，可以大大提高结构的抗震能力。一般建筑核心筒设计为两个时，称为双筒结构； 在一个核心筒外面再加设一个核心筒则称为筒中筒结构。 由于框架核心筒结构的工程造价较低，抗震能力较强，因此，现在的小高层和高层建筑多采用框架核心筒结构。 13.1.3 钢结构 钢结构是使用钢材作为建筑材料的一种结构形式。多用于跨度较大的结构形式，例如工业厂房，体育馆，大型车库，飞机场侯机厅等。钢结构一般采用网架或桁架的结构形式。 例如重庆江北机场的侯机厅就采用钢桁架的结构形式。屋面为曲面形式，周边墙采用玻璃幕墙，整个建筑宏伟，美观。由于钢结构造价较高，防腐、防锈蚀的费用高，钢结构多用于工业建筑和市政建筑。 重庆江北机场 13.2 土木工程结构的构成 土木工程结构的构成指结构的组成。土木工程结构按主要使用功能来划分，一般分为地基基础，地下结构，人防地下室，上部结构。 13.2.1 地基基础 地基承载力是指地下岩层承受上部荷载的能力，也就是地基承载力的特征值。按每平方米能承受多大的压力来计算。 基础是建筑构件，它是把上部结构的竖向力传递给地基的结构构件。 基础的形式按结构的形式不同有：柱下独立基础、端承桩基础（单桩）、群桩基础、条形基础、片筏基础和箱型基础。 柱下独立基础和条形基础多用于层数不多的多层建筑； 端承桩基础（单桩）和群桩基础多用于高层或小高层的山地建筑； 片筏基础和箱型基础多用于地基较软的土质地区建筑。 13.2.2 地下结构 地下结构一般指地面以下的结构。一般有地下商场，地下车库，地下仓库，地铁，地下火箭或导弹发射场、遂道等。 地下结构的主要构件有：顶板，侧墙和底板。 地下结构的侧墙除了承受竖向荷载外，还要承受侧面的土压力，因此，在设计中要考虑土压力的计算和承受侧面土压力的构件截面。 地下结构设计要做好安全、排水和防水的问题。 13.2.3 人防地下室 地下室是建筑的普遍的建筑形式，高层建筑设计时要求，结构的1/15必须堪入地下。 沿海地