第一篇建筑結構基本計算原理(1-2章）第一章緒論1.1建筑結構的分類1.2各種建筑結構特點及應用情況1.3建筑結構基本理論及設計方法的發展1.4建筑結構課程的要求、注意的問題1第一章（共一講）

本章的主要內容：建筑結構的分類；各類結構的優缺點及其應用和發展簡況；本課程的學習方法和需要注意的問題。第一講能力訓練121.1建筑結構的分類一.建筑結構定義簡單的說就是房屋的承重骨架。第一章總論1.1建筑結構的分類二、建筑結構的組成柱下基礎樓板柱梁梁墻樓梯墻下基礎地下室底板3第一章總論1.1建筑結構的分類三.建筑結構的分類按所用材料的不同分為：1）混凝土結構（以混凝土為主要材料的結構）包括：

鋼筋混凝土結構—配置受力的普通鋼筋，鋼筋網或鋼骨架；

預應力混凝土結構—配置預應力鋼筋的混凝土結構；

素混凝土結構—沒有配置受力的鋼筋的混凝土結構。42）鋼結構:以鋼材(鋼板、型鋼）為主制作的結構3）砌體結構:由塊材通過砂漿砌筑而成的結構4)木結構:指全部或大部分用木材制作的結構5）混合結構:由兩種及兩種以上材料作為主要承重結構的房屋此外還有鋼—混凝土組合結構、鋼管混凝土等。

第一章總論1.1建筑結構的分類按其承重結構的類型分為：

1）框架結構2）剪力墻結構3）框架——剪力墻結構4）筒體結構。本章目錄51）框架結構※采用梁、柱組成的結構體系作為建筑承重結構。※框架結構的主要構件是梁和柱，而墻體只是作為圍護構件。※可以做成預制或現澆框架，平面布置比較靈活，可以獲得較大的使用空間，※比混合結構強度高整體性強，但隨層數增多抗側剛度不足。

請看框架結構組成第一章總論1.1建筑結構的分類62）剪力墻結構

※利用建筑物的縱向及橫向的鋼筋混凝土墻體作為主要承重構件，再配以梁板組成的承重結構體系。※其墻體同時也起圍護及分割房間的作用。※整體性好，剛度大，抗震性能好，適于建造高層建筑（10－50層范圍內都適用）。※不過剪力墻間距太小，平面布置不靈活，自重大，不適應建造公共建筑，一般適用于建造住宅。

請看剪力墻結構組成第一章總論1.1建筑結構的分類73）框架—剪力墻結構※框架結構的基礎上，沿框架縱、橫方向的某些位置，在柱與柱之間設置數道鋼筋混凝土墻體作為剪力墻。※因此它是框架和剪力墻的有機結合，綜合了二者的優點：一個布置靈活，一個抗側力高。

請看框架－剪力墻結構組成第一章總論1.1建筑結構的分類84）筒體結構※用鋼筋混凝土墻組成一個筒體作為房屋的承重結構※筒體可以由密柱深梁組成一個筒體，也可以用多個筒體組成筒中筒、束筒，還可以將框架和筒體聯合起來組成框筒結構。※筒體結構在各個方向的抗側剛度都很大，是目前高層建筑中較多采用的結構形式。框筒是上個世紀60年代由美國工程師法盧齊－坎恩第一次提出來的。

請看筒體結構組成

其它結構還有殼體結構、網架結構、懸索結構等等，它們大多用于大跨度結構中。第一章總論1.1建筑結構的分類91.2各種建筑結構特點及應用情況一.鋼筋混凝土結構

第一章總論1.2各種建筑結構特點及應用情況1.鋼筋混凝土的組成：鋼筋+混凝土(混凝土:現代主要的人造工程結構材料)2.兩種材料的基本力學特性：

鋼筋——抗拉與抗壓強度較高，破壞時表現出較好的延性；

混凝土——抗壓強度高，抗拉強度遠低于其抗壓強度（之比約為10%，破壞時具有明顯的脆性性質）10第一章總論1.2各種建筑結構特點及應用情況4.關于鋼筋混凝土梁與素混凝土梁的比較試驗：

（1）試驗情況介紹：同條件下的對比試驗；

請看素混凝梁實驗（40秒)

請看鋼筋混凝土梁實驗(2分）3.配筋的基本原則：使鋼筋在結構中處于受拉；使混凝土在結構中處于受壓。素混凝土梁—承載力低，一開裂即告破壞，破壞前無預兆（為脆性）；

鋼筋混凝土梁—承載力高，混凝土開裂后，其承擔的拉應力轉移到鋼筋。請看圖片（2）試驗結果小結：11第一章總論1.2各種建筑結構特點及應用情況⑴鋼筋和混凝土之間存在有良好的粘結力，在荷載作用下，可以保證兩種材料協調變形，共同受力；⑵鋼筋與混凝土具有基本相同的溫度線膨脹系數（鋼材為1.2×10-5，混凝土為(1.0~1.5)×10-5），因此當溫度變化時，兩種材料不會產生過大的變形差而導致兩者間的粘結力破壞。5.鋼筋與混凝土共同工作的條件：鋼筋（材）和混凝土兩種材料的物理力學性能很不相同，他們可以結合在一起共同工作，是因為：12第一章總論1.2各種建筑結構特點及應用情況6.配筋的基本要求：（1）鋼筋的布置（即在結構中的位置）和數量由計算確定；（2）在鋼筋的端部應有錨固長度或彎鉤（常稱為構造要求）。137混凝土結構的優缺點：優點⑴材料利用合理：

鋼筋和混凝土的材料強度可以得到充分發揮，結構承載力與剛度比例合適，基本無局部穩定問題，單位應力價格低，對于一般工程結構，經濟指標優于鋼結構。⑵可模性好：

混凝土可根據需要澆筑成各種性質和尺寸，適用于各種形狀復雜的結構，如空間薄殼、箱形結構等。⑶耐久性和耐火性較好，維護費用低：

鋼筋有混凝土的保護層，不易產生銹蝕，而混凝土的強度隨時間而增長；混凝土是不良熱導體，30mm厚混凝土保護層可耐火2小時，使鋼筋不致因升溫過快而喪失強度。第一章總論1.2各種建筑結構特點及應用情況14⑷現澆混凝土結構的整體性好：通過合適的配筋，可獲得較好的延性，適用于抗震、抗爆結構；同時防振性和防輻射性能較好，適用于防護結構。⑸剛度大、阻尼大：

有利于結構的變形控制。⑹易于就地取材：

混凝土所用的大量砂、石，易于就地取材，近年來，已有利用工業廢料來制造人工骨料，或作為水泥的外加成分，改善混凝土的性能。第一章總論1.2各種建筑結構特點及應用情況15缺點：⑴自重大：不適用于大跨、高層結構。第一章總論1.2各種建筑結構特點及應用情況⑵抗裂性差：普通RC結構，在正常使用階段往往帶裂縫工作，環境較差(露天、沿海、化學侵蝕)時會影響耐久性；也限制了普通RC用于大跨結構，高強鋼筋無法應用。⑶承載力有限：在重載結構和高層建筑底部結構，構件尺寸太大，減小使用空間。⑷施工復雜，工序多（支模、綁鋼筋、澆筑、養護），工期長，施工受季節、天氣的影響較大。⑸混凝土結構一旦破壞，其修復、加固、補強比較困難。168混凝土結構的發展與應用概況混凝土結構的開始應用于土木工程距今僅150多年。1824年英國人阿斯普丁(J.Aspdin)發明硅酸鹽水泥。1849年法國人朗波(L.Lambot)制造了第一只鋼筋混凝土小船。1872年在紐約建造第一所鋼筋混凝土房屋。與磚石結構、鋼木結構相比，混凝土結構的歷史并不長，但發展非常迅速，是目前土木工程結構中應用最為廣泛結構，而且高性能混凝土和新型混凝土結構形式還在不斷發展。第一章總論1.2各種建筑結構特點及應用情況17第一階段：從鋼筋混凝土的發明至上世紀初鋼筋和混凝土的強度都比較低。主要用于建造中小型樓板、梁、柱、拱和基礎等構件。第一章總論1.2各種建筑結構特點及應用情況混凝土結構的發展在結構方面：目前，鋼筋混凝土結構向大跨度、高層發展

在材料方面：向高強、輕質、耐久、抗震的方向發展。

18第一章總論1.2各種建筑結構特點及應用情況第二階段：從上世紀20年代到第二次世界大戰前后混凝土和鋼筋強度的不斷提高。1928年法國杰出的土木工程師E.Freyssnet發明了預應力混凝土，使得混凝土結構可以用來建造大跨度19第一章總論1.2各種建筑結構特點及應用情況第三階段：二戰以后到現在隨著建設速度加快，對材料性能和施工技術提出更高要求，出現裝配式鋼筋混凝土結構、泵送商品混凝土等工業化生產技術。高強混凝土和高強鋼筋的發展、計算機的采用和先進施工機械設備的發明，建造了一大批超高層建筑、大跨度橋梁、特長跨海隧道、高聳結構等大型工程，成為現代土木工程的標志。20二.砌體幅結構第一章系總庸論1.電2各種建隨筑結構園特點及慶應用情孝況1.砌體解結構歸的組癥成：砌塊＋沙砂漿2.材料的點基本力宜學特性強：砌體抗敗壓強度趴較高，赤但抗拉吃強度很法低；3.砌體結節構的優駛缺點：優點：較易就送地取材賞、具有帥很好的餐耐火性施，以及躲較好的擴化學及蒸大氣穩攜定性、熟成本低猴較經濟配。缺點默：自重紅大，污強度姥低、香砌筑喪工作率繁重湖、砂攻漿和醫砌塊敏的粘督結力較較側弱手、占揀用農侮田，主影響促環境。21第一緣瑞章慢總充論1.庫2各種建螞筑結構起特點及仰應用情列況（1）發展廊：歷史寄悠久悔：考澡古資宣料表散明，邁我國索在新方石器拖時代虎末期亭（約60號00－450漠0年前）岡，已有閃地面木狀架建筑襲和木骨五泥墻建陶筑。分為三杜個階段爆：第一階者段：在清朝喇末年，19世紀中賣葉以前主要慮以城瓣墻、駱佛塔材和少蘭數磚犯砌重雪型穹跟拱佛屠殿以令及石撲橋等樸。代表摸有萬里長寨城、南京筋靈谷寺度無梁殿肯后面走崇廊的磚既砌穹窿速、河北趙充縣的趙州橋。4.砌體駕結構忌在我瞧國的熊的發衰展與龜應用傾情況：22第一章般總誓論1.2各種建森筑結構尊特點及臣應用情秀況第三階腸段：解放后繁到現在在原有馬基礎上百有了長季足的進飼步。無躁論在橋貧梁、房她屋，且首在新結乘構、冬新技游術方隨面也園有了已很大咬的發搖展，隙并建遼立了愉具有王我國特色的件結構設肢計計算汽理論。第二碎階段撕：19世紀中痰葉到解母放前砌體材芹料主要倦還是粘品土磚，堅由于在禿封建及狡后來的笑半殖民嶺地半封賊建制藥度下棍，磚懶石結匙構的俘實踐田和理淘論發涂展緩次慢。（2）發蹦展趨插勢：高強顏、空肅心、蜓薄壁絞大板矩和配糾筋砌燈體等。23三.鋼結構第一章騰總寄論1.2各種科建筑糧結構昨特點泳及應遇用情后況1.鋼結渡構的小特點：優點：（1）強度戴高、強銀重比大醒；塑性檔、韌性所好；（2）材質拖均勻，息符合力戴學假定糧，安全沃可靠度塌高；（3）工廠階化生產愈，工業淘化程度叉高，施槐工速度糖快；缺點檔：鋼結構拉耐熱不東耐火；馬易銹蝕阻，耐腐納性差。24第一晚章濤總蝴論1.乏2各種建虧筑結構塘特點及河應用情梢況2.鋼結構解的應用：（1）重晝型結啄構及腔大跨避度建跨筑結殘構；（2）多層駁、高層陜及超高脖層建筑持結構；（3）輕舌鋼結負構；（4）塔桅俗等高聳開結構；（5）鋼－屢混凝土層組合結非構。我國是巨最早應驅用鋼結純構的國拒家，但旁是歷史室的原因娘致使現繪代建筑蜓鋼結構具的應用的及發展生與發達品國家相岸比，已骨有相當禁大的差吐距。254鋼結構的初始缺陷幾何缺陷：初彎曲初傾斜桿件長度誤差材料缺陷：鋼材并非理想的勻質體和各向同性體本鉛章彈目消錄第一秤章嗽總當論工廠制造：驗收、放樣、加工、裝配、矯正、除銹和涂漆工地安裝：擴大拼裝、吊裝就位、臨時固定、最后固定3鋼結構的建造過程1.2各種建辯筑結構痰特點及匆應用情月況5鋼結構的發展發展低合金高強度鋼材和型鋼品種結構和構件設計計算方法的深入研究結構形式的革新結構優化設計261.3建筑結鳴構基本惕理論及除設計方法的掀發展一.結構蛛設計域方法室的發疫展過崇程1.彈性漢理論私為基組礎的神容許忘應力作設計鍵方法2.破壞階旁段設計倍方法3.極限狀圣態設計宏方法4.概率設鄙計法：以近羽似概該率為密基礎趕的極猛限狀態設內計法。未來棒：全概武率設幣計法飄、生渡命全懷過程厲設計夕法第一章笑總擱論1.3建筑聯結構優基本露理論螺及設坊計方榜法的謀發展27二.我國現脈行結構設設計規緒范（部釣分）《建筑神結構中可靠誕度設蛇計統勉一標震準》GB省500培68-違200漆1《建筑閥結構野荷載踏規范》GB安500送9-2陶001《混凝皇土結腫構設敲計規自范》GB慌500唇10-懇200脖2《砌體幅結構套設計獅規范》G趕B5銀00直03圓-2北00恥1《鋼結稼構設轎計規里范》GB5陷001櫻7-2書003。設計人毫員必須紡遵照各備種結構病類型設計規像范或規布程進行津設計翠。各種幟設計繪規范承或規搶程是咱具有鉆約束犧性和挎立法線性的雁文件慕，其梳目的是使工寄程結構唱的設計煮在符合改國家經陶濟政策板的條件陰下，保矩證設計質量寬和工兼程項僚目的臂安全吉可靠槐。注意愉在學僻習中繞，有繭關基北本理逐論的林應用絕最終訪都要膜落實老到規害范的具體規膏定。第一歌章容總殲論1.虎3建筑慨結構斬基本尋理論萬及設濫計方墨法的傲發展本未章亞目鼠錄281.4建筑結浸構課程視的要求戚、注意艷的問題一.要求1.掌握結孔構材料腸的力學批性能；2.掌握結錄構設計漢的基本聰原則；3.熟悉艦結構版設計頭規范孟和其拼它相票應規霞范；4.熟練基六本的設著計計算延、查閱嘆有關表陷格和構溫造要求嘩；5.學會氧識讀付結構溝施工類圖，銳正確束理解塘設計種意圖。第一章垮總撇論1.蠻4建筑賠結構掉課程加的要乖求、幣特點談及學袋習方忍法291.近4建筑皺結構擴課程廈的要舟求、驢特點四及學訪習方藍法第一章眼總譽論1.應通過冰實習、隊參觀等躬各種渠瓦道，了垂解建筑震物各構火件的受疲力特點店、結構扇布置、仆結構構看造，從茂而來積導累感性束認識。二.學習株中應醒注意揪的問詞題2.完成一膏定量的部習題有忙助于理鈔解和掌悟握本課障程的內憑容和基輪本概念送；按要胞求完成騎單項能除力訓練裂和綜合裳能力訓療練，在價掌握知鄉豐識的前栽提下培握養職業書能力。30第一章零緒拖論1.垃4建筑敢結構艙課程想的要抓求、遲特點精及學舞習方競法3.建筑結陪構材料渣的力學此性能、伶結構構詳件的內圍力計算棟與建筑慈材料、型建筑力六學課程河密切相返關，建稿筑結構賞課程是買建筑施再工、建墓筑施工絲式項目管修理、地餡基與基慚礎等課掩程的基五礎課程衡。因此傭學好本澆課程，顏有助于柏理解和閥學好其召他課程素。4.建筑結晶構構件號的計算貢方法，運大部分含是建立漢在實驗告的基礎蹤蝶上，特棉別是混紐奉凝土和洋砌體構撓件，由腹于所用睛材料的聲物理力帶學性能屯的復雜艦性，對附實驗的帽依賴性域很強。繪學習中查要特別臥注意計磚算公式沾的適用瘦范圍和日限制條倉件。31第一無章間緒茫論1.4建筑盆結構別課程獅的要錘求、子特點逐及學所習方帶法5.本課陽程中呀涉及共眾多洗的構敢造措喜施與援結構載計算訴，它隔們在俗課程座中有房誠著同此等重萄要的城地位圣。各隱種構混造措嬸施是燭長期缺科學喪實驗移和工飽程實恐踐經容驗的蝕總結喊，是未對結脖構計宰算中戶未考夸慮到帖的因獵素所昆采取洗的技翼術措拴施。振工程填事故劃常常捉是由裂于不便重視饒構造甚措施陳或構閱造措滋施不寫當而劈燕發生餓的。蔥因此哥在學殿習中泥要充師分重產視構訊造措伸施和插構造杏處理考，并灣注意惡弄清閑其中葬的道箱理。32第一紅章詢緒功論6.建筑頃結構標設計堵規范化、規伯程是逆多年候來建聽筑科案學研帖究成價果和芬工程洪實踐跟經驗扇的總壯結，粱是國濫家頒勢布的視技術包規定寧和標塘準，縮慧已具愁有某怪些法儀律性電質，擋設計概、施章工、勒工程逝管理淋人員拐應嚴梁格遵旋守和廳執行鞏。在各學習慢本課夫程時躲，自耐覺查旺閱、水熟悉惕有關盼規范餅，以隔便于有工作現中應晶用。1.集4建筑結侵構課程咱的要求搭、特點紹及學習巾方法33第一艱章士緒支論1.粱4建筑巨結構索課程抹的要英求、紋特點慮及學織習方奧法三.本課持程的頂教學嘴環節1.課堂教腔學及討暢論；2.教學侍試驗島；（再實驗跑錄像孤）3.單項能傭力訓練仔；（在儲課堂或父課后）4.綜合能福力訓練墊（專題彩訓練、涌課程設漸計）；5.工程蠻經驗考積累剛（自拿行安筆排）。本街章銹目焰錄作業思考題34◆容許應攏力設計變法◎鋼筋牢混凝袍土結茅構的徐受力投性能熟不是威彈性草的；◎結構嗽中一榆點達怠到容怎許應象力，勁結構厚即認萄為失爭效；◎沒有考傷慮結構任功能的慰多樣性男要求；◎安全系想數是憑概經驗確鳥定的，竹缺乏科芬學依據。35◆破損鄭階段烏設計能法整個截騾面達到晚極限承丑載力才素認為失涉效，考匪慮了材竟料塑性片和強度皮的充分唇發揮，察極限荷扣載可以焦直接由仆試驗驗渠證，構艷件的總溉安全度寬較為明徹確。◎但安全系電數K仍然憑經驗銅確定，◎沒有跪考慮咱結構街功能游的多悼樣性曾要求活的問忠題。36◆極限憤狀態路設計界法除要脹求對蝴承載慶力極證限狀虜態進打行設編計外歪，還價包括暮的撓幸度和帶裂縫明寬度票（適葬用性棟）的衰極限皇狀態允的設漂計。對于承繭載力極迅限狀態童，針對悲荷載、寧材料的誼不同變俗異性，醬不再采李用單一種的安全燃系數，務而采用泛的多系子數表達邪，◎材料強齊度fck和fsk是根些據統孝計后伴按一裁定保傷證率市取其滅下限格分位唉值，接反映爬的材碗料強扯度的蔥變異豆性。◎荷載值qik也盡可味能根據技各種荷位載的統婆計資料屈，按一洲定保證構率取其被上限分么位值。◎荷載刊系數kqi，材料強制度系數kc和ks仍按起經驗馬確定接，但露對于久不同山荷載總的變射異大潛小，玩可取篇不同憤的荷涂載系賊數。37◆以概率奧理論為吊基礎的蘆極限狀紹態設計建法由于實顆際結構尺中的不襲確定性飄，因此爆無論如員何設計桿結構，冊都會有完失效的而可能性茄存在，使只是可慣能性大拖小不同宗而已。為了州科學軍定量唇的表條示結難構可藍靠性題的大為小，豈采用劫概率乞方法勾是比降較合段理的譽。失效概挪率越小妨，表示暮結構可略靠性越牲大。因駝此，可抄以用失哪效概率怪來定量滑表示結績構可靠布性的大翅小。結構莫可靠丘性的妹概率縮慧度量朋稱為結構莖可靠甚度。當失效葵概率Pf小于某偏個值時但，人們怒因結構炒失效的腐可能性河很小而他不再擔淹心，即滑可認為倦結構設昏計是可報靠的。遙該失效奏概率限走值稱為容許裳失效線概率[Pf]。失效遮概率Pf=P(S>R)383940

4142PPPP素混立凝土遣梁承載力