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建筑结构原理 第1章 建筑结构 建筑——建筑物、构筑物 建筑结构——建筑中用于承受各种作用、 抵抗变形与破坏的骨架。 建筑结构的功能——安全性、适用性、耐久性 第1章 建筑结构 结构设计的基本问题 合理确定受力体系以充分发挥材料的性能，把安全性、可靠性和经济性要求统一起来。 1.1 建筑结构的组成 建筑结构的基本构件有板、梁、墙、柱、基础等 。 1、竖向承重结构体系——沿高度方向的结构体系。基本构件主要是墙、柱，还有梁。 2、水平承重结构体系——沿水平方向的结构体系。主要有平板结构体系、梁扳结构体系、密肋结构体系。基本构件是梁和板。 1.1 建筑结构的组成 3、下部结构——基础。 基础——承受墙、柱传来的压力并将它扩散到地基上去的下部结构物。 基础材料：混凝土、毛石混凝土、钢筋混凝土、砖、砌块、毛石等。 地基——受结构上传来的力影响的地层范围。 1.2建筑结构的分类 1.2.1 按建筑材料分类 1 混凝土结构，含： 素混凝土结构 由于混凝土受拉强度很低而受压强度较高，素混凝土结构可用于较大体积的受压构件。 作为受弯构件使用是不合理的。 1.2建筑结构的分类 钢筋混凝土结构 1.2建筑结构的分类 预应力混凝土结构 通过在构件受力前张拉受拉钢筋，利用钢筋回缩的弹性力，在工作中的受拉区产生预压应力，当构件工作时，此预压应力可以全部或部分抵消工作拉应力，从而提高混凝土抗裂性能和刚度（减小工作变形）。 混凝土结构的主要优缺点 优点： 耐久性好，基本上不需要保养维修； 耐火性好； 可模性好； 抗震性好； 骨料可就地取材，另外也可以利用工业废料，有利于环境保护。 缺点： 自重大； 抗裂性差； 施工环节多，需要大量模板，施工工期长； 拆除、改造难度大。 钢筋混凝土材料目前的主要发展方向是： 混凝土方面：高性能混凝土。1、轻质高强；2、良好的工艺性能：坍落度、初凝、终凝时间的控制和强度发展规律的认识与应用；3、特种用途的混凝土。 配筋材料方面：1、采用碳纤维、钢纤维等材料形成纤维混凝土；2、钢——混凝土组合结构等新型结构形式的研究与应用。 此外，在钢筋混凝土结构的维修补强等方面，也有很多需要研究的问题。 1.2建筑结构的分类 2.钢结构 钢结构是用钢板、角钢、工字钢、槽钢、钢管和圆钢等钢材，通过焊接等有效方式连接所形成的结构。 钢结构是建筑工程的主要形式之一，它与其它材料相比，有以下一些优点： 自重轻而承载力高——轻质高强，强度和比强度高； 材质均匀，性能好，结构可靠性高。钢材更接近于匀质等强体——可直接使用材料力学的结论与公式。 施工简便，工期短；特别是钢材具有可焊性，使结构制作与安装都很便利； 塑性和韧性好，结构延性好，抗震能力强。 易于改造与加固。 2/40 钢结构的主要缺点是： 耐腐蚀性能差； 耐热性能好，但防火性能差； 钢材价格相对较高。 1.2建筑结构的分类 3.钢-混凝土组合结构 钢-混凝土组合梁板结构 钢-混凝土组合结构 型钢混凝土结构—— 以型钢为骨架与钢筋混凝土组成的结构。 钢管混凝土结构—— 在封闭的薄壁刚观众浇筑混凝土形成的组合结构。 1.2建筑结构的分类 4.砌体结构 砌体结构是用砂浆等胶结材料将砖、石和砌块等块材砌筑在一起而形成的结构。 砌体结构在建筑工程中应用十分广泛。在我国的多层住宅建筑中，用砌体内外承重墙和钢筋混凝土楼板组成的混合结构房屋占主导地位。在其他工业与民用建筑中砌体结构也有广泛的用途。 砌体结构的主要优缺点 主要优点： 耐久性好； 耐火性好； 材料来源方便； 施工工艺简便，造价低廉； 隔热保温等热工性能较好。 主要缺点： 强度低、自重大、整体性差，容易开裂，抗震性能不好； 手工砌筑，劳动强度高，砌筑质量变异性大； 如使用粘土砖，烧制粘土砖与农业争地，污染环境，不利于保护环境和可持续发展。 1.2建筑结构的分类 5.木结构 木结构是指由木材制成的承重结构。木结构构件有木构架、木柱、木梁、木屋架等。由于我国森林资源匮乏，为了保护生态环境和经济的可持续发展，除了部分林区居民自建房屋和古建筑修复工程之外，木结构的应用已经少见。 本课程未涉及木结构内容。 1.2建筑结构的分类 6.混合结构—— 上述各类结构的混合使用。 如型钢混凝土和钢结构的混合使用。（上海金茂大厦） 目前常见混凝土结构和砌体结构的混合使用。 1.2建筑结构的分类 1.2.2 按主体结构体系分类 结构抗侧移刚度的概念 当在结构顶部施加一个单位力P=1时，结构顶部如果产生的水平位移为Δ,则 1 /Δ