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普通高等教育国家级精品教材 普通高等教育“十二五”住建部规划教材 普通高等教育“十一五”国家级规划教材 高等职业技术教育教材 建筑力学与结构 (第3版) LOGO 0 绪论 * 0.1 建筑结构的基本概念 0 绪论 目 录 0.2 建筑结构的历史和发展趋势 0.3 本课程的任务、内容、学习目标及学习要求 * 0 绪论 理解建筑结构的类型及特点。 * 0.1 建筑结构的基本概念 * 建筑物中由若干构件连接而成的能承受“作用”的平面或空间体系称为建筑结构,在不致混淆时可简称结构。作用分为直接作用和间接作用。 直接作用习惯上称为荷载,系指施加在结构上的集中力或分布力系。 间接作用指引起结构外加变形或约束变形由温度变化、材料胀缩等引起的受约束结构或构件中潜在的变形称为约束变形;由地面运动、地基不均匀变形等引起的结构或构件的变形称为外加变形。 0.1 建筑结构的基本概念 * 建筑结构由水平构件、竖向构件和基础组成。 水平构件包括板、梁等,用以承受竖向荷载;竖向构件包括柱、墙等,用以支承水平构件或承受水平荷载;基础用以将建筑物承受的荷载传至地基。 按照所用的材料不同,建筑结构可分为混凝土结构、砌体结构、钢结构、木结构等类型。 0.1 建筑结构的基本概念 * (1)混凝土结构 混凝土结构是钢筋混凝土结构、预应力混凝土结构和素混凝土结构的总称,其中钢筋混凝土结构应用最为广泛。 0.1 建筑结构的基本概念 * 钢筋混凝土结构具有以下优点: ①易于就地取材。 ②耐久性好。 ③抗震性能好。 ④可模性好。 ⑤耐火性好。 ⑥刚度大,承载力较高。 0.1 建筑结构的基本概念 * (2)砌体结构 由块体(砖、石材、砌块)和砂浆砌筑而成的墙、柱作为建筑物主要受力构件的结构称为砌体结构,它是砖砌体结构、石砌体结构和砌块砌体结构的统称。 0.1 建筑结构的基本概念 * 砌体结构主要有以下优点: ①取材方便,造价低廉。 ②具有良好的耐火性及耐久性。 ③具有良好的保温、隔热、隔音性能,节能效果好。 ④施工简单,技术容易掌握和普及,也不需要特殊的设备。 砌体结构的主要缺点是自重大,强度低,整体性差,砌筑劳动强度大。 0.1 建筑结构的基本概念 * (3)钢结构 钢结构系指以钢材为主制作的结构。 钢结构具有以下主要优点: ①材料强度高,自重轻,塑性和韧性好,材质均匀; ②便于工厂生产和机械化施工,便于拆卸; ③具有优越的抗震性能; ④无污染、可再生、节能、安全,符合建筑可持续发展的原则。 0.1 建筑结构的基本概念 * (4)木结构 木结构是指全部或大部分用木材制作的结构。 这种结构易于就地取材,制作简单,但易燃、易腐蚀、变形大,并且木材使用受到国家严格限制,因此已很少采用。 0.1 建筑结构的基本概念 * 0.2 建筑结构的历史和发展趋势 * 我国黄河流域的仰韶文化遗址就发现了公元前5000年~前3000年的房屋结构痕迹。 金字塔(建于公元前2700年~前2600年)、万里长城都是结构发展史上的辉煌之作。 17世纪工业革命后,资本主义国家工业化的发展推动了建筑结构的发展。 17世纪开始使用生铁,19世纪初开始使用熟铁建造桥梁和房屋。 自19世纪中叶开始,钢结构得到了蓬勃发展。 0.2 建筑结构的历史和发展趋势 * 1824年水泥的发明使混凝土得以问世,20多年后出现了钢筋混凝土结构。 1928年预应力混凝土结构的出现使混凝土结构的应用范围更为广泛。 目前,钢结构房屋的高度已达450m(马来西亚吉隆坡国营石油公司大厦),钢筋混凝土结构房屋的高度达305.4m(朝鲜平壤柳京饭店),钢索桥的跨度达1410.8m(英国亨伯钢索桥)。 0.2 建筑结构的历史和发展趋势 * 我国建筑结构领域也取得了辉煌成就。 1998年建成的矗立在我国上海浦东陆家嘴的金茂大厦高420.5m,地上88层,地下3层,其高度居全国第一,亚洲第二,世界第三;正在建设的上海环球金融中心,高492m,共101层,其高度居世界第一,如图0.1所示。 建筑结构的发展趋势主要表现在以下几个方面: 0.2 建筑结构的历史和发展趋势 * 图0.1 上海环球金融中心 0.2 建筑结构的历史和发展趋势 * (1)理论方面 一是随着研究的不断深入、统计资料的不断积累,结构设计方法将会发展至全概率极限状态设计方法。 二是衡量结构安全的可靠度理论不断发展,目前有学者提出全过
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