建筑工程地大土木工程幻灯片

1、第四章,建筑工程,衣食住行是人们生活的四大要素，人们向往宽敞、明亮、坚固、耐用的住宅；同时，高楼林立的城市、现代化的工厂、标志性的公共建筑，都与建筑工程戚戚相关。 随着我国改革开放的不断深入，特别是近几年来安居工程的启动、土地批租政策的实施、房地产业的兴起、住房改革方案的推行，极大地推动了我国建筑业的发展。 建筑工程按层数可分为单层建筑、多层建筑和高层建筑。,现代建筑物,第一节 建筑基本构件,板 板指平面尺寸较大而厚度较小的受弯构件，通常水平放置，但有时也斜向设置（如楼梯板）或竖向设置（如墙板）。 板在建筑工程中一般应用于楼板、屋面板、基础板、墙板等。,上图从左至右依次为楼板、屋面板、基础板、墙板,板的分类： 按平面形式可分为方形板、矩形板、圆形板及三角形板 按截面形式可分为实心板、空心板、槽形板 按所用材料可分为木板、钢板、钢筋混凝土板、预应力板等。 板按受力形式可分为单向板和双向板。,梁 梁是工程结构中的受弯构件，通常水平放置，但有时也斜向设置以满足使用要求，如楼梯梁。 梁的截面高度与跨度之比一般为1/81/16，高跨比大于1/4的梁称为深梁；梁的截面高度通常大于截面的宽度，但因工

2、程需要，梁宽大于梁高时，称为扁梁；梁的高度沿轴线变化时，称为变截面梁。,梁的分类： 按截面形式分为矩形梁、T形梁、倒T形梁、L形梁、Z形梁、槽形梁、箱形梁、空腹梁、叠合梁等。 按在结构中的位置分为主梁、次梁、连梁、圈梁、过梁等 按所用材料分为钢梁、钢筋混凝土梁、预应力混凝土梁、木梁以及钢与混凝土组成的组合梁等 按梁的常见支承方式可分为简支梁 ， 悬臂梁 , 一端简支另一端固定梁 ，两端固定梁 , 连续梁,a. 工字梁 b.槽型梁 c.工字组合梁 d.T型梁 e.叠合梁 f.箱形梁 图为钢梁截面,矩形梁,花篮梁,T形梁,图为钢筋混凝土梁截面,简支梁,悬臂梁,一端简支一端固定梁,两端固定梁,连续梁,柱 柱是工程结构中主要承受压力，有时也同时承受弯矩的竖向构件。 柱的分类 按截面形式分：方柱、圆柱、管柱、矩形柱、工字形柱、H形柱、L形柱、十字形柱、双肢柱、格构柱。 按所用材料分：石柱、砖柱、砌块柱、木柱、钢柱、钢筋混凝土柱、劲性钢筋混凝土柱、钢管混凝土柱和各种组合柱,按截面形式分为：实腹柱和格构柱,实腹柱截面形式,格构柱截面,按柱的破坏形式或长细比可分为：短柱、长柱及中长柱 按受力形式分为：

3、轴心受压柱和偏心受压柱 钢筋混凝土柱 劲性钢筋混凝土柱 钢管混凝土柱,拱 拱为曲线结构，主要承受轴向压力，与梁的最大区别在于拱在竖直荷载作用下产生水平反力。由于这个力的存在使拱的弯矩要比跨度、荷载相同的梁的弯矩小得多，并主要是承受压力。广泛应用于拱桥，在建筑中应用较少，其典型应用为砖混结构中的砖砌门窗圆形过梁，亦有拱形的大跨度结构。 拱的分类 按铰数可分为：三铰拱、无铰拱、双铰拱、带拉杆的双铰拱,三铰拱,无铰拱,双铰拱,带拉杆的双铰拱,第二节 单层建筑,一般单层建筑 一般单层建筑按使用目的可分为民用单层建筑和单层工业厂房。,民用单层建筑 民用单层建筑一般采用砖混结构，即墙体采用砖墙，屋面板采用钢筋混凝土板。多用于单层住宅、公共建筑、别墅等。,民用单层建筑,单层工业厂房 单层工业厂房一般采用钢筋混凝土或钢结构柱，屋盖采用钢屋架结构。,单层工业厂房,当前新出现的厂房建筑 1.轻型钢结构建筑,2.拱形彩板屋顶建筑,拱形彩板屋顶建筑,大跨度建筑 大跨度结构其结构体系有很多种： 1.网架结构 2.索结构 3.薄壳结构 4.充气结构 5.应力膜皮结构 6.混凝土拱形桁架等 常用于展览馆、体育馆、飞

4、机机库等。,网 架 结 构,悉尼歌剧院,格拉加尼亚修道院教堂,薄 壳 结 构,日本姬路市中心体育馆,充 气 结 构,混凝土拱形桁架结构,美国巴顿鲁治的应力膜皮屋盖,广东省台山体育馆方案2,应力膜皮结构,第三节 多层与高层建筑,多层结构 多层和高层结构主要应用于居民住宅、商场、办公楼、旅馆等建筑。 多层与高层建筑的界限，各国不一。我国以8层为界限，低于8层者称为多层建筑，8层及8层以上者称为高层建筑。,多层结构常用的结构形式 1.混合结构：混合结构指用不同的材料建造的房屋，通常墙体采用砖砌体，屋面和楼板采用钢筋混凝土结构，故亦称砖混结构。,2.框架结构：框架结构指由梁和柱刚性连接而成骨架的结构 多层结构施工方式 多层结构可采用现浇，也可采用装配式或装配整体式结构,高层结构 在我国改革开放后，发展迅猛，特别是进入20世纪90年代后，发展尤其迅速，高层和超高层建筑如雨后春笋般在各大城市涌现。 高层结构的主要结构形式 框架结构 框架剪力墙结构 剪力墙结构 框支剪力墙结构 筒体结构,第四节 特种结构,特种结构是指具有特种用途的工程结构，包括高耸结构、海洋工程结构、管道结构和容器结构等。 烟囱 烟

5、囱是工业中常用的构筑物，是把烟气排入高空的高耸结构，能改善燃烧条件，减轻烟气对环境的污染。 烟囱的分类 砖烟囱 钢筋混凝土烟囱 钢烟囱,烟囱构造图,砖烟囱 优点： 可以就地取材，可以节省钢材、水泥和模板 砖的耐热性能比普通钢筋混凝土好 稳定性较好 缺点： 自重大，材料数量多 整体性和抗震性较差 在温度应力作用下易开裂 施工较复杂，手工操作多，需要技术较熟练的工人,钢筋混凝土烟囱 优点： 自重较小，造型美观，整体性、抗风、抗震性好，施工简便，维修量小，烟囱越高，造价越高 分类 钢筋混凝土烟囱按内衬布置方式的不同，可分为单筒式、双筒式和多筒式,秦岭电站四筒式烟囱,钢烟囱 优点： 钢烟囱自重小，有韧性，抗震性能好，适用于地基差的场地 缺点： 但耐腐蚀性差，需经常维护。 分类： 拉线式、自立式和塔架式。,塔架式烟囱,水塔 水塔是储水和配水的高耸结构，是给水工程中常用的构筑物，用来保持和调节给水管网中的水量和水压。水塔由水箱、塔身和基础三部分组成 水塔的分类 钢筋混凝土水塔 钢水塔 砖石塔身与钢筋混凝土水箱组合的水塔,水箱的形式: 圆柱壳式和倒锥壳式，在我国这两种形式应用最多，此外还有球形、箱形

6、、碗形和水珠形等多种。,圆柱壳式水塔,倒锥壳式水塔,塔身 塔身一般用钢筋混凝土或砖石做成圆筒形，塔身支架多用钢筋混凝土刚架或钢构架。 水塔基础 水塔基础有钢筋混凝土圆板基础、环板基础、单个锥壳与组合锥壳基础和桩基础。当水塔容量较小、高度不大时，也可用砖石材料砌筑的刚性基础。,水池 水池同水塔一样用于储水。不同的是：而水塔则用支架或支筒支承，水池多建造在地面和地下。 水池的分类 1.按水池的材料分： 钢水池 钢筋混凝土水池 钢丝网水泥水池 砖石水池等,2.按水池的平面形状分： 矩形水池 圆形水池,圆 形 水 池,3.按水池的施工方法分： 预制装配式水池 现浇整体式 4.按水池的配筋形式分： 预应力混凝土水池 非预应力的钢筋混凝土水池,水池的构造组成： 这里以圆形水池为例来讲解，圆形水池由顶盖、池壁和底板三部分组成 水池顶盖 水池顶盖可采用整块平板、肋形梁板、无梁楼盖结构或球形壳（锥壳）结构 水池池壁 圆形水池的池壁高度一般为3.56m，池壁厚度主要决定于环向拉力作用下的抗裂度，不宜小于12cm 水池底板 水池的底板与水池顶盖结构相似，可采用平板结构、无梁楼盖结构、倒球形壳（锥形）结构,水

7、池的荷载与计算 水池的荷载 水池的荷载主要包括池顶荷载、池壁荷载、池底荷载 水池的计算 1)池内有水，池外无土（试水阶段） 2)池内无水，池外有土（复土阶段） 3)池内有水，池外有土（使用阶段）,筒仓 筒仓是贮存粒状和粉状松散物体（如谷物、面粉、水泥、碎煤、精矿粉等）的立式容器，可作为生产企业调节和短期贮存生产用的附属设施，也可作为长期贮存粮食的仓库。 筒仓的分类 1.根据所用的材料分：钢筋混凝土筒仓、钢筒仓和砖砌筒仓。 2.按照平面形状分：圆形、矩形（正方形）、多边形和菱形筒仓,3.根据筒仓的贮料高度与直径或宽度的比例关系:浅仓和深仓。,深仓,浅仓,浅仓:主要作为短期贮料用。 深仓:主要供长期贮料用。,深仓和浅仓自然坍塌线示意 (a)浅仓 (b)深仓,第五节 结构设计的基本理论与方法,结构设计的基本理论 一幢建筑物或构筑物能建造起来，必须进行设计与结构计算。设计与结构计算的目的一般有两个：一个是满足使用要求，另一个是经济问题。 满足使用要求 1.首先要保证建筑物或构筑物在施工过程中和建成以后安全可靠，结构构件不会破坏，整个结构不会倒塌 2.其次要满足使用者提出的适用性要求,经济问题

8、所谓经济问题，即是如何用最经济的方法实现上述的安全可靠性和适用性，将建筑物的建造费用降至最少。 我国目前的规范对结构设计的规定： 建筑结构必须满足下列各项功能要求： （一）能承受在正常施工和正常使用时可能出现的各种作用； （二）在正常使用时具有良好的工作性能； （三）在正常维护下具有足够的耐久性能； （四）在偶然事件发生时及发生后，仍能保持必须的整体稳定性。,结构设计的基本方法 建筑工程的结构设计步骤一般可分为建筑结构类型选取、结构模型的建立、结构荷载的计算、构件内力计算和构件选择、施工图纸绘制五个阶段 一、建筑结构类型选取 对建筑工程的结构设计前，必须先清楚需选用的结构类型，需要结构设计人员了解各种结构体系的形式、适用范围、结构传力体系等,二、结构模型的建立 一般的建筑若完全按其实际结构来计算，那工作量将是惊人的，为简化计算，常需将结构进行简化，以形成利于计算的模型。这个过程即为结构模型的建立过程。 1、整体结构的简化： 框架结构虽然是空间结构，但为简化计算，可取出其中的一榀框架，将其简化为平面框架进行计算。,框架结构简化后的平面计算模型,2、构件的简化： 梁和柱的截面尺寸相对于整个

9、框架来说较小，因此可以将其简化为 杆件，梁和柱的连接节点可简化为刚性连接,三、结构荷载计算 结构模型建立完成后，即可计算该模型上的受力。计算受力必须清楚该结构所受的荷载的种类和传力路线。 荷载种类 建筑上的结构荷载主要有恒载、活载、积灰荷载、雪荷载、风荷载、地震荷载等。 传力路线 在框架结构中，荷载是由板传递给次梁，再由次梁传递给主梁，由主梁传递给柱，柱将荷载传递给基础，基础再传递给下面的地基。,荷载计算 根据规范和结构的布置，计算出各种荷载，并将其换算为作用于平面框架上的线荷载，将荷载作用于框架的计算模型上。 框架结构荷载计算实例：,实例计算： （1）恒载： g = 2.4kN/ 6m1.2= 17.28kN/m 其中：2.4kN/ ：每平方米的标准恒载 6m： 柱距 1.2： 标准荷载化为设计荷载的系数 以下荷载计算过程中所用的数据意义均同此类同。 （2）活载：q = 2.0kN/ 6m1.4= 16.8kN/m （3）风载： a.左风作用下的荷载： = 0.55kN/ 0.86m1.4= 3.70kN/m = 0.55kN/ 0.56m1.4= 2.31kN/m b.右风作用下的荷载： =0.55kN/ 0.86m1.4=3.70kN/m =0.55kN/ 0.56m1.4=2.31kN/m 其中的0.55kN/ 为基本风压，0.8和0.5是风载的体型系数。,四、构件内力计算和构件选择 绘制出计算模型和其所受力后，即可针对该模型进行内力计算。 五、施工图纸的绘制 构件的截面尺寸和配筋确定后，就可以将其反映至施工图纸上。,

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