第六章 结构工程.ppt

* 第六章 結構工程 6-0 學習重點 (一)結構依其受力型態分類 (1)堆積型結構→道路路堤、水庫壩體、房屋磚牆、道路護坡 (2)拱型結構 (3)梁型結構→簡支梁、固定梁、懸臂梁、連續梁 (4)剛架型結構 (5)桁架型結構 (6)吊索型結構 (7)版殼型結構 (8)充氣型結構 (二)結構依其使用材料分類→土石結構、木結構、鋼筋混凝土結構、鋼骨結構、 鋼骨鋼筋混凝土結構 (三)結構依其使用部位分類 (1)基礎結構→版基、樁基、墩基 (2)柱結構→純混凝土柱、鋼筋混凝土柱、合成柱 (3)梁結構→預力混凝土梁、先拉法、後拉法 (4)牆結構→承重牆、非承重牆、剪力牆 (5)版結構→單向版、雙向版、平版 6-1 概述 結構工程於設計及施工方面須注意事項： (一)安全→結構必須安全承受載重，確保吾人之安全。 (二)適用→結構必須依據現況適合吾人使用。 (三)經濟→結構之施工及材料必須合乎經濟要求。 (四)美觀→結構外表必須視覺良好。 結構工程主要學科： (一)結構分析(包括靜力及動力分析) (二)耐震設計 (三)鋼筋混凝土設計(包括預力混凝土) (四)鋼結構設計 (五)土壤力學 (六)基礎設計 6-2 堆積型結構 堆積型結構係指以土、石、磚塊(空心磚)等原始材料所堆積而成之結構物。 常用堆積型結構物： (一)道路路堤(圖6-2-1) (二)水庫壩體(圖6-2-2) (三)房屋磚牆(圖6-2-3) (四)道路護坡(圖6-2-4) 6-3 拱型結構 拱型結構常用於橋樑及屋頂之結構，其原理係將垂直載重之外力轉換成水平壓力之結構，如此可減少跨距中央之支撐。 6-4 梁型結構 梁型結構係於梁之端點或其他點加以支撐，使梁能承受彎矩載重。 梁型結構依其支撐型態可分為： (一)簡支梁(圖6-4-1) (二)固定梁(圖6-4-2) (三)懸臂梁(圖6-4-3) (四)連續梁(圖6-4-4) 6-5 剛架型結構 剛架型結構係指桿件與桿件(梁與柱、梁與梁)間完全以剛性接合，即結構受載重後桿件間無相對位移及轉角。剛架型結構一般使用於房屋之梁柱結構(圖6-5-1)。 6-6 桁架型結構 桁架型結構係將數支桿件端點以鉸接結合，當結構受載重後桿件間有轉角發生但無位移。桁架結構之每一支桿件僅受拉力或壓力，桿件無彎矩發生，可避免彎矩破壞。桁架型結構通常使用於橋梁或山形屋架(圖6-6-1)。 [圖6-6-2 北投捷運站空間桁架] 6-7 吊索型結構 吊索型結構係利用繩索之抗拉力 將桿件懸吊而達到平衡桿件之作 用。吊索型結構常用於橋梁結構 ，如吊橋、斜張力橋等均屬之 (圖6-7-1)。 [坪林吊橋→] §6-8 版殼型結構 版殼型結構係利用混凝土版或金屬鈑組合成蛋殼式之屋頂結構。版殼型結構常使用於空間寬敞之集會場所，如體育館、禮堂、音樂廳等(圖6-8-1)。 6-9 充氣型結構 充氣型結構係利用塑膠帆布縫製成各種形狀，充氣鼓起後形成結構物。充氣型結構為臨時性之結構物，常用於馬戲團、博覽會或音樂會(圖6-9-1)。 6-10 土石結構 土石結構係指以傳統之土石為材料之結構體，如土塊厝、三明治擋土牆、土石壩、土隄等。土石結構所用之材料可就地取材，成本較低，為古代建築常用之材料；惟土石結構耐震性差，地震時容易倒塌，故安全性低。 [石門水庫土石壩] 牡丹水庫土石壩 6-11 木結構 木結構係以木材為梁柱構件之結構，古時候因取材容 易，施工方便，故木材成為傳統之建築材料。近年來 ，因木材容易腐蝕，耐久性差，且過去之大量砍伐樹 木，造成自然環境之破壞，影響地球生態，故木結構 已漸漸少用。 6-12 鋼筋混凝土結構 鋼筋混凝土結構係以抗拉之鋼筋及抗壓之混凝土(水+ 水泥+骨材)所組成之結構。鋼筋混凝土結構因材料耐 久性佳、防火性強、強度大，且取材容易，成本低廉 ，故為近數十年來使用最廣泛之結構物。但鋼筋混凝 土結構其自重大，故不適合高層建築。 [鋼筋混凝土結構] 6-13 鋼骨結構 鋼骨結構係指以鋼骨構件接合組立而成之結構物。鋼骨結構因強度較RC大，塑性應變大，韌性強，安全性高，故常用於超高層大樓。 鋼結構之基本接合型式： (一)完全束制接合型式 (二)部分束制接合型式 鋼骨結構在工程上之應用： (一)鋼骨大樓 (二)鋼骨鋼筋混凝土超高層大樓 (三)鋼骨橋梁 (四)鋼骨基樁 [圖6-13-1 鋼骨橋梁] 6-14 鋼骨鋼筋混凝土結構 鋼骨鋼筋混凝土(steel reinforc