建筑结构原理与设计初步 教学课件 ppt 作者 陈孟诗 彭盈 李章政 主编第1章 绪论.ppt

第一章 绪 论 建筑结构研究保证结构安全可靠的理论和设计方法 专业中的地位及重要性 课程特点 理论和实践并重；设计规范性；结果的非唯一性；构造要求多 建筑结构 用各种建筑材料建造的各类土木工程设施（建筑工程、桥梁工程、道路工程、水利工程等）的受力骨架体系。以保证设施的安全性。 1.1 工程结构的发展 古代土木工程：公元前5000年~17世纪 近代土木工程：17世纪~20世纪中叶 现代土木工程：20世纪中叶~ 古代土木工程 旧石器时代170万年前～公元前8000年，人类住于天然洞穴，中石器时代公元前8000年～前6000年，地穴建筑出现，新石器时代约公元前6000年，半地穴建筑出现，约公元前5000年，地面建筑、干栏式建筑出现，约公元前2500年，夯筑技术出现… 古代土木工程 公元590~608年建造的赵州桥，净跨37.02m，桥宽约10m，采用28条并列的石条砌成拱券承重，是世界上最早的敞肩式拱桥。 古代土木工程的特点 材料：从天然材料，如泥土、砾石、树干、树枝、竹、茅草、芦苇等，到土坯、石材、砖、瓦、木、青铜、铁、铅及混合材料如草筋泥、混合土等。 工艺技术：从石斧、石刀等简单工具，到斧、凿、锯、铲等青铜和铁制工具，窑制和煅烧加工技术，以及打桩机、桅杆起重机等施工机械。 分工：木工、瓦工、泥工、土工、窑工、雕工、石工、彩画工等 无理论指导、凭经验建造，构件截面大，材料利用率低，使用空间狭窄。 近代土木工程理论上的发展 Galilei 1638年,《关于两门新科学的谈话和数学证明》,阐述建筑材料的力学性质和梁的强度 Newton 1687年，总结了力学三大定律，它们是土木工程设计理论的基础 Euler 1744年,《曲线的变分法》建立了柱的压屈理论 纳维 1825年，建立了土木工程中结构设计的容许应力分析法 近代材料的发展 1824年英国人阿斯普丁发明了波特兰水泥 1859年发明了贝塞麦转炉炼钢法 1867年法国人莫尼埃用铁丝加固混凝土制成花盆，发明了钢筋混凝土 1886年美国人杰克逊首先应用预应力混凝土 近代建筑成就 1883年美国在芝加哥建造的11层保险公司大楼 1889年法国在巴黎建成高300m的埃菲尔铁塔 1825年英国人斯蒂芬森在英格兰北部修筑了世界第一条长21km的铁路 1863年英国又在伦敦建成了世界第一条地下铁道 1779年英国用铸铁建成跨度为30.5m的拱桥； 1826年英国用锻铁建成第一座跨度为177m的悬索桥；1890年英国又建成两孔主跨达521m的悬臂式桁架梁桥。 近代土木工程的特点 理论：有力学和结构理论作为指导； 材料：砖、瓦、木、石等建筑材料得到日益广泛的使用，混凝土、钢材、钢筋混凝土以及早期的预应力混凝土得到了一定的发展； 施工技术进步很大，建造规模日益扩大，建筑速度大大加快。 现代土木工程特点 材料 种类变化不大，但品质有较大改观。钢材目前常用400Mpa以下，400～600Mpa已开始应用，种类增多，钢绞线己达1860MPa。砼以我国为例目前常用60MPa以下，特殊工程可达80～100MPa。美国实验室做出的砼可达266MPa。砌体的抗压强度可达35MPa（国外） 理论 在近代理论基础上，由于计算机的迅猛发展有限元法得以广泛应用于工程领域。另外强度准则也由容许应力法扩展到极限状态法 。 现代土木工程特点 特点： 日益复杂和高标准的要求 材料轻质高强化。 施工过程工业化、装配化。 理论的精确化、科学化。 工程结构的发展方向 可持续发展要求 节能、节水 尽量不破坏植被耕地 无污染环保要求 理论方法 全概率极限状态 全过程可靠度理论 模糊可靠度 精确结构分析 工程结构的发展方向 材料方面 轻质高强混凝土、纤维混凝土 高强钢筋：冷扎带肋钢筋、冷扎扭钢筋、双钢筋等 轻质高强墙体材料 空心砖、高黏结砂浆 高效能钢结构材料 H型钢、压型钢板 工程结构的发展方向 结构方面 空间体系 新型结构 组合结构 预应力结构 1.2 工程结构的分类（按使用功能） 建筑结构：房屋建筑的骨架系统 桥梁结构 岩土工程结构 水工结构 特种结构 建筑结构 建筑结构的分类——竖向承重体系 框架结构 排架结构 剪力墙结构 筒体结构、悬挂结构 建筑结构的分类——楼面体系 无梁楼盖 薄壳楼盖 网架结构 索膜结构 桥梁结构—梁式桥 桥梁结构—拱桥 桥梁结构—刚架桥 桥梁结构—悬索桥 岩土工程结构 岩土工程结构 ——档土墙 岩土工程结构 ——砌衬结构 水工结构 特种结构 工程结构按材料分类 钢筋混凝土结构 砌体结构 钢结构 组合结构 按材料分类—钢筋混凝土结构 优点 强度高、耐久性好、耐火性好、可模性好、整体性好且易于就地取材； 缺点 自重大、