1、建筑結構的基本要求1.平衡2.穩定3. 承載力：結構的抗力結構上的作用效應適用5. 經濟：造價后期管理、維護費6. 耐久性7. 美觀 概括：安全性、適用性、耐久性§1-2 建筑結構的分類和結構選型一、建筑結構的分類（一）按材料分類1. 混凝土結構：素混凝土、鋼筋混凝土、預應力混凝土；2. 砌體結構：塊體材料砂漿；3. 鋼結構：鋼材；4. 木結構：木材。1.混合結構 砌體結構墻體鋼筋混凝土樓、屋蓋；2. 排架結構：屋面橫梁（屋架）柱基礎3.框架結構：梁柱基礎1.梁與柱為剛性連接；2.底層柱腳與基礎頂面固接。剪力墻：整片的鋼筋混凝土墻4.剪力墻結構：剪力墻與鋼筋混凝土樓板、 屋蓋整體連接

2、測向力豎向力剪力墻5、其它形式的結構 高層和超高層房屋： 框架-剪力墻結構、框架-筒體結構、筒體（筒中筒）結構； 單層房屋（廠房）： 剛架結構，與排架結構的區別：？ 梁與柱剛性連接； 單層大跨度房屋屋蓋結構： 殼體結構、網架結構、懸索結構等。二、建筑結構的選型Ø 建筑結構的分類 按層數分： 多層房屋結構9層 高層房屋結構10層 (或高度大于28m) 按承重結構體系分： 混合結構體系 框架結構體系 剪力墻結構體系（一）混合結構體系1、定義：墻體、基礎等豎向構件采用砌塊，樓蓋、屋蓋等水平構件采用鋼筋混凝土的結構。2、混合結構體系承重方案：(2)層高和房屋最大高寬比 普通磚、多孔磚和小砌塊

3、砌體房屋的層高3.6m； 底部框架-抗震墻房屋的底部以及內框架房屋的層高4.5m; 多層砌體房屋的最大高寬比：(3)縱橫墻布置及局部尺寸限值 優先采用橫墻承重或縱橫墻共同承重方案； 縱橫墻的布置宜均勻對稱，沿平面內宜對齊，沿豎向應上下連續，同一軸線上的窗間墻宜均勻。 樓梯間不宜設置在房屋的盡端和轉角處。4、混合結構房屋的優缺點優點：1. 就地取材（磚），利用工業廢料；2. 良好的耐火性和耐久性；3. 磚砌體結構的保溫、隔熱性能好，節能明顯；4. 砌體結構美觀、舒適；5. 施工設備、方法簡單，易連續施工；缺點：1. 磚砌體強度低，限制房屋的層數；2. 抗震性能差；3. 砌筑工程量大，施工進度慢。

4、（二）框架結構體系1、定義：由梁、柱等構件組成的結構2、框架結構承重方案：（二）框架結構體系1、定義：由梁、柱等構件組成的結構2、框架結構承重方案：框架結構體系類型Ø 全框架結構(框架結構)；Ø 內框架外墻砌體結構；Ø 底部框架上部混合結構4、框架結構體系的適用范圍 層數：廣泛用于615層的多層和高層房屋，如學校的教學樓、實驗樓、商業大樓、辦公樓、醫院、高層住宅等(其經濟層數為10層左右、房屋的高寬比以57為宜)。 適宜高度：現澆鋼筋混凝土框架結構房屋的適用高度分別為60m(設防烈度6度)、55m(設防烈度7度）、45m(設防烈度8度)和25m(設防烈度9度)。5

5、、框架結構受力變形特性6、框架結構的優缺點優點：1. 建筑平面布置靈活，可以獲得較大的使用空間；2. 可以獲得良好的延性“延性框架”；3. 構件易于標準化、定型化；缺點：1. 梁柱截面慣性矩小，側向變形大；2. 在地震區，易引起非結構構件的破壞（三） 剪力墻結構體系1、定義：利用建筑物墻體作為承受豎向荷載以及抵抗水平荷載的結構2、剪力墻結構體系的類型a. 剪力墻結構；b. 框架-剪力墻結構；c. 筒體結構;d. 框架-筒體結構3、剪力墻結構的適用范圍（1）地震區的高層建筑；（2）1030層的住宅、賓館等4、剪力墻變形特性在水平荷載作用下，剪力墻如同一巨大懸臂梁，其整體變形為：？變形5、剪力墻結

6、構的特點F 優點1. 結構整體性好、剛度大，側向變形小；2. 可設計為延性結構，抗震性能好；3. 采用大模板、滑升模板等先進施工方法時，施工速度快；4. 可節省砌筑隔斷等工程量；F 缺點：1. 剪力墻間距較小，結構平面布置不靈活；2. 結構自重大三、高層房屋結構的布置原則Ø 基本原則： 在一個獨立的結構單元內，宜使結構平面和側移剛度均勻對稱； 盡量減少結構的側移剛度中心與水平荷載合力中心間的距離“規則結構” 對有抗震設防要求的高層建筑，在結構平面布置和豎向布置時，應考慮下列要求：(1)平面宜簡單、規則、對稱，盡量減少偏心；(2)結構豎向體型應力求規則、均勻，避免有過大的外挑和內縮；(

7、3)結構沿豎向的側移剛度變化宜均勻，構件截面由下至上應逐漸減小、不應突變。四、單層大跨度房屋結構1鋼筋混凝土單層廠房結構(1) 排架結構 排架結構承重體系由屋架(或屋面大梁)、柱、基礎組成的橫向平面排架(即沿跨度方向排列的排架)，通過屋面板、支撐、吊車梁、連系梁等縱向構件將各橫向平面排架聯結，構成整體空間結構。(2)剛架結構鋼筋混凝土剛架結構常作為中小型單層廠房的主體結構。有三鉸、兩鉸及無鉸等幾種型式，可以做成單跨或多跨結構(3)拱結構 拱：以承受軸壓力為主的結構。由于拱的各截面上的內力大致相等，因而拱結構是一種有效的大跨度結構，在橋梁和房屋中都有廣泛的應用。 拱結構的類型：三鉸、雙鉸、無鉸等

8、幾種型式。拱軸線的確定 拱軸線常采用拋物線形狀。拱的矢高 f 一般為(1/21/8)l0；矢高小的拱水平推力大，拱體受力也大；矢高大時則相反，但拱體長度增加。合理選擇矢高是設計中的重要問題。2其他型式的結構(1)薄殼結構以受壓力為主的空間受力曲面結構。其曲面厚度很薄(壁厚往往小于曲面主曲率的1/20)。（2）薄殼結構的類型旋轉曲面；平移曲面；直紋曲面。旋轉曲面 平面曲線繞豎軸旋轉所形成的曲面 典型的旋轉曲面：球殼，由圓弧繞豎軸旋轉而成。 球殼的受力較簡單，殼身(殼體)主要承受壓力；其邊緣構件(支座環)對殼身起箍的作用，約束殼體的變形，承受環向拉力和彎矩(圖1-17)。 現澆鋼筋混凝土球殼，跨度

9、可達100m，殼體厚度可為圓頂曲率半徑的1/600，但不小于60mm。平移曲面 一豎向曲線(母線)沿另一曲線(導線)平行移動時所形成的曲面稱為平移曲面。(2)網架結構 網架是由平面桁架衍生出來的空間受力結構。 在節點荷載作用下，網架桿件主要承受軸力。 網架結構的類型：平板網架和曲面網架。(3)懸索結構 懸索結構：由索網、側邊構件及下部支承結構組成(圖1-30)。 索網：由多根懸掛于側邊構件上的鋼索組成，柔性的懸索(鋼索)只受軸心拉力作用，并只能單向受力，其水平拉力 T 與懸索的下垂度 f 成反比(如圖) 。 側邊構件：用來固定索網的，一般采用鋼筋混凝土結構。 下部支承結構：一般為立柱或斜撐柱，

10、工程實際中有不少是用拱兼作側邊構件和支承結構。(4)折板結構 折板結構：可視為柱面殼的曲線由內接多邊形代替的結構。 其計算和組成構造也大致相同。 折板的截面形式可以多種多樣。§1-3 課程的任務和特點一、任務教：常用材料的力學性能；結構設計方法；并較全面地介紹鋼筋混凝土結構構件、砌體結構的設計計算；并對結構布置、結構選型等內容作適當介紹。學：1、應具有建筑結構方面的總體知識；2、掌握多層及高層建筑結構體系的類型、適用范圍及其特點并對結構體系的受力變形特點有一定了解；3、熟練掌握一般結構構件的設計計算。課程特點(1)材料的特殊性：混凝土、砌塊“混”字當頭；(2)公式的實驗性：經驗或半經

11、驗公式注意其適用范圍；(3)設計的規范性：建筑結構構件的設計汁算依據是現行的各種有關國家標準和規范具有強制性、法制性；(4)解答的多樣性：無論是進行結構布置還是結構構件設計，同一問題往往有多種方案或解答，故需綜合考慮多方面因素，以選擇較合理的解答沒有最好只有更好。第二章一、設計基準期 結構設計所采用的荷載統計參數、與時間有關的材料性能取值，都需要選定一個時間參數，即，設計基準期。 我國所采用的設計基準期為50年。設計使用年限：在規定的時期內，房屋建筑在正常設計、正常施工、正常使用和維護下不需要進行大修就能按其預定目的使用注意：設計使用年限不同于設計基準期。但對于普通房屋和構筑物，設計使用年限和

12、設計基準期均為50年。§2-2 結構的功能要求、作用和抗力一、結構的功能要求(一)安全性(1)在正常施工和正常使用時，結構能承受可能出現的各種作用；(2)在設計規定的偶然事件發生時及發生后，仍能保持必需的整體穩定性。整體穩定性：在偶然事件發生時和發生后，建筑結構僅產生局部的損壞而不致發生連續倒塌。(二)適用性結構在正常使用時具有良好的工作性能。如受彎構件在正常使用時不出現過大的撓度、裂縫，結構振動等； (三) 耐久性 耐久性：結構在規定的工作環境下，在預定時期內，其材料性能的惡化不致導致結構出現不可接受的失效概率。 從工程概念上講，就是指在正常維護條件下結構能夠正常使用到規定的設計使

13、用年限。 對于混凝土結構，其耐久性根據環境類別和設計使用年限進行設計。 混凝土結構的環境類別共分為五類，見表2-2。二、作用和作用效應(一)作用1、定義：施加在結構上的集中力或分布力(稱為直接作用，即通常所說的荷載)以及引起結構外加變形或約束變形的原因(稱為間接作用)；本課程主要涉及直接作用，即荷載。2、分類：1）按時間的變異分類 永久作用 可變作用 偶然作用(1)永久作用：是指在設計基準期內量值不隨時間變化，或其變化與平均值相比可以忽略不計的作用，如結構及建筑裝修的自重、土壤壓力、基礎沉降及焊接變形等。(2)可變作用：是指在設計基準期內其量值隨時間而變化且其變化與平均值相比不可忽略的作用，如

14、樓面活荷載、雪荷載、風荷載等。(3)偶然作用：是指在設設計基準期內不一定出現，而一且出現其量值很大且持續時間很短的作用，如地震、爆炸、撞擊等。2按隨空間位置的變異分類 固定作用：在結構上具有固定分布，如自重； 自由作用：在結構上一定范圍內可以任意分布，如樓面上的人群荷載、吊車荷載等。3. 按結構的反應特點分類 靜態作用: 對結構產生的動力影響可以忽略不計)；一般的結構荷載，如自重、樓面人群荷載、屋面雪荷載等，都可視為靜態作用； 動態作用：對結構產生的動力影響不可忽略；如地震作用、吊車荷載、設備振動等，則是動態作用。(二)作用效應 定義：由作用引起的結構或結構構件的反應，例如內力、變形和裂縫等，

15、稱為作用效應；荷載引起的結構的內力和變形，稱為荷載效應。 效應的確定：根據結構構件的連接方式(支承情形)、跨度、截面幾何特性以及結構上的作用，用材料力學或結構力學方法計算出作用效應：例如，當簡支梁的計算跨度為l，荷載為均布荷載q時，則該簡支梁的跨中彎距M為？；支座邊的剪力為？等。三、抗力 結構或結構構件自身的承載能力 影響結構抗力的主要因素：結構的幾何參數和所用材料的數量及性能。 當作用效應已知，如何確定構件的幾何尺寸和材料用量以提供足夠的抗力本課程的重點§2-3 結構可靠度理論和極限狀態設計法一、結構的可靠性和可靠度 結構的可靠性：結構在規定的時間內、在規定的條件下完成預定功能的能力。取決于結構的作用和作用效應，也取決于結構的抗力。 結構的可靠度：結構在規定的時間內(結構的設計使用年限)、在規定的條件下(正常設計、正常施工、正常使用條件，不考慮人為過失的影響)完成預定功能的概率。二、結構可靠度理論簡介(一)結構的可靠概率和失效概率1結構的功能函數 設R為結構抗力，S為作用效應，則用功能函數ZR-S來描述結構的工作狀態。 當Z0時，即RS，