建筑结构基本知识课件.ppt
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- 建筑结构 基本知识 课件
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1、建筑结构基本知识建筑结构基本知识一、建筑结构的概念一、建筑结构的概念n定义:定义:建筑物中能建筑物中能承受或传递承受或传递荷载而起荷载而起骨架骨架作用的体系作用的体系( (部分部分) )。n其他功能:温度变化、地基不均匀沉降、地震作用等。其他功能:温度变化、地基不均匀沉降、地震作用等。规划规划建筑设计建筑设计结构设计结构设计施工施工建筑物的形成过程:建筑物的形成过程:红线红线外观(功能)外观(功能)计算(安全)计算(安全)建造建造规划局规划局设计院设计院 抗震办抗震办 防火办防火办建筑公司建筑公司验收验收监理公司监理公司甲方甲方1 1、分类、分类n根据建筑材料划分:根据建筑材料划分:建筑结构建
2、筑结构应用最广泛应用最广泛混凝土结构混凝土结构砌体结构砌体结构钢结构钢结构木结构木结构应用较多应用较多基本不用基本不用应用前景好应用前景好砼砼=混凝土混凝土n根据根据承载方式承载方式划分:划分:建筑结构建筑结构应用最广泛应用最广泛框架结构框架结构砖混结构砖混结构剪力墙结构剪力墙结构筒体结构筒体结构应用较多应用较多很少很少较少较少框框-剪结构剪结构普遍普遍2 2、主要优缺点、主要优缺点n钢筋混凝土结构钢筋混凝土结构:强度高、耐久、抗震性能好,具有可塑:强度高、耐久、抗震性能好,具有可塑性;自重大、抗裂性能差、现浇时耗费模板多、工期长。性;自重大、抗裂性能差、现浇时耗费模板多、工期长。 应用范围:
3、应用范围:一般民用建筑、多高层建筑、工业厂房、大跨一般民用建筑、多高层建筑、工业厂房、大跨结构。结构。n砌体结构砌体结构:造价低廉、耐火性好、施工:造价低廉、耐火性好、施工方便、工艺简单;方便、工艺简单;自重大、强度低、抗震性自重大、强度低、抗震性能差、砌筑工作繁重、粘土用量能差、砌筑工作繁重、粘土用量大。大。n应用范围:应用范围:五六层以下的民用房屋、中小厂房的沉重结构、五六层以下的民用房屋、中小厂房的沉重结构、大型工业厂房的围护结构。大型工业厂房的围护结构。n钢结构:强度高、重量轻、质地均匀、运输方便;易锈蚀、钢结构:强度高、重量轻、质地均匀、运输方便;易锈蚀、耐火性差、维修费用高。耐火性
4、差、维修费用高。 应用范围:应用范围:大跨重型结构、受动荷载结构、可拆卸结构、大跨重型结构、受动荷载结构、可拆卸结构、轻型结构、容器及其它结构。轻型结构、容器及其它结构。n木结构:制作简单、容易施工、就地取材、造价低;易燃、木结构:制作简单、容易施工、就地取材、造价低;易燃、易腐、易裂、易翘曲。易腐、易裂、易翘曲。 应用范围:应用范围:大中城市基本停用。大中城市基本停用。n钢钢混凝土组合结构:钢材放在构件内部,外部由钢筋混混凝土组合结构:钢材放在构件内部,外部由钢筋混凝土做成(称为钢骨凝土做成(称为钢骨混凝土或劲性混凝土),如北京香格混凝土或劲性混凝土),如北京香格里拉饭店;或在钢管内部填充混
5、凝土,做成外包钢构件里拉饭店;或在钢管内部填充混凝土,做成外包钢构件n(称为钢管混凝土),如西雅图太平洋第一中心太平洋第(称为钢管混凝土),如西雅图太平洋第一中心太平洋第一中心大厦。混合结构一中心大厦。混合结构一部分为钢结构,一部分为钢一部分为钢结构,一部分为钢筋混凝土结构,如深圳发展中心。筋混凝土结构,如深圳发展中心。n注意:注意:框架结构比砖混结构整体性好,抗震性能好。框架结构比砖混结构整体性好,抗震性能好。 (在(在武汉地区武汉地区1平方贵平方贵4、5百元)百元)思考思考: :n层数层数问题问题? ?n结构结构问题问题? ? 住宿费住宿费n年代年代问题问题? ?n设施设施问题问题? ?5
6、00、800、1000、1200元元n位置位置问题问题? ?n环境环境问题问题? ?二、建筑结构的荷载二、建筑结构的荷载1 1、概念、概念n定义:建筑结构在施工期间或使用过程中承受的各种直定义:建筑结构在施工期间或使用过程中承受的各种直接作用。如人群、设备、风雪、构件自重等。接作用。如人群、设备、风雪、构件自重等。n间接作用:温度变化、地基不均匀沉降、地面运动等。间接作用:温度变化、地基不均匀沉降、地面运动等。nGB 500092001 建筑结构荷载规范建筑结构荷载规范 2 2、分类、分类n根据根据荷载作用时间的长短荷载作用时间的长短, ,分类:分类:u永久荷载:永久荷载:在结构使用期间在结构
7、使用期间,其值不随时间变化,或其,其值不随时间变化,或其变化与平均值相比可以忽略不计的荷载。如结构自重、变化与平均值相比可以忽略不计的荷载。如结构自重、土压力等。也称恒荷载或恒载。土压力等。也称恒荷载或恒载。u可变荷载:可变荷载:在结构使用期间在结构使用期间,其值随时间变化,或其变,其值随时间变化,或其变化与平均值相比不可忽略不计的荷载。如楼面活荷载、化与平均值相比不可忽略不计的荷载。如楼面活荷载、雪荷载、风荷载、吊车荷载、灰荷载等。也称活荷载或雪荷载、风荷载、吊车荷载、灰荷载等。也称活荷载或活载。活载。u偶然荷载:偶然荷载:在结构使用期间在结构使用期间,不一定出现,而一旦出现,不一定出现,而
8、一旦出现其值很大且持续时间较短的荷载。如爆炸力、撞击力等。其值很大且持续时间较短的荷载。如爆炸力、撞击力等。 n根据根据荷载作用的性质,荷载作用的性质,分类:分类:u静力荷载:大小、方向和位置不随时间变化或变化极静力荷载:大小、方向和位置不随时间变化或变化极为缓慢的荷载。它不会使结构产生显著的振动,因而为缓慢的荷载。它不会使结构产生显著的振动,因而惯性力的影响很小,可略去。显然,结构的恒载都是惯性力的影响很小,可略去。显然,结构的恒载都是静力荷载。静力荷载。u动力荷载:随时间迅速变化的荷载。它能使结构产生动力荷载:随时间迅速变化的荷载。它能使结构产生显著的振动,因而惯性力的影响不能忽略。如机械
9、运显著的振动,因而惯性力的影响不能忽略。如机械运转时产生的荷载,地震时由于地面运动对结构的动力转时产生的荷载,地震时由于地面运动对结构的动力作用及爆炸引起的冲击波等。作用及爆炸引起的冲击波等。n根据根据荷载的分布情况,荷载的分布情况,分类:分类:u集中荷载:作用面相对于结构的尺寸比较的荷载。集中荷集中荷载:作用面相对于结构的尺寸比较的荷载。集中荷载包括集中力和集中力偶。载包括集中力和集中力偶。u分布荷载:连续地分布在一块面积上的荷载。当作用面积分布荷载:连续地分布在一块面积上的荷载。当作用面积的宽度相对于其长度较小时,就可将面荷载简化为连续分的宽度相对于其长度较小时,就可将面荷载简化为连续分布
10、在一段长度上的荷载,称为线荷载。分布荷载有均布荷布在一段长度上的荷载,称为线荷载。分布荷载有均布荷载和非均布荷载两种形式。载和非均布荷载两种形式。u集中荷载和均布线荷载是最常见的、应用最多的荷载。集中荷载和均布线荷载是最常见的、应用最多的荷载。三、钢筋和混凝土的共同工作三、钢筋和混凝土的共同工作1 1、试验、试验n准备两根截面尺寸(准备两根截面尺寸(200200300300)、跨度()、跨度(2.5m2.5m)、混)、混凝土强度等级(凝土强度等级(C20C20)完全相同的简支梁。一为)完全相同的简支梁。一为素混凝素混凝土土梁,一为梁,一为钢筋混凝土钢筋混凝土梁(受拉区配有梁(受拉区配有2 2根
11、直径为根直径为2020的的级钢筋级钢筋) )。混凝土:由水泥、砂(细骨料)、石子(粗骨料)、外混凝土:由水泥、砂(细骨料)、石子(粗骨料)、外加剂等,按一定比例混合后加一定比例的水拌制而成。加剂等,按一定比例混合后加一定比例的水拌制而成。 素混凝土:无筋或不配置受力钢筋的混凝土素混凝土:无筋或不配置受力钢筋的混凝土 300200300FFu=87KN 截面破坏。截面破坏。F2003002 20n跨中加集中力跨中加集中力P P,P=13.4kNP=13.4kN时,素混凝土梁突时,素混凝土梁突然折断,然折断, P=87kNP=87kN时,钢筋混凝土梁才破坏。时,钢筋混凝土梁才破坏。2 2、结论、结
12、论n钢筋和混凝土可以共同工作;钢筋和混凝土可以共同工作;n钢筋明显地加强了受拉区的抗拉能力,大大提钢筋明显地加强了受拉区的抗拉能力,大大提高了梁的承载能力;高了梁的承载能力;n钢筋和混凝土两种材料的强度均得到了较充分钢筋和混凝土两种材料的强度均得到了较充分的发挥。的发挥。3 3、钢筋和混凝土共同工作的机理、钢筋和混凝土共同工作的机理n钢筋主要承受拉力,混凝土主要承受压力;钢筋主要承受拉力,混凝土主要承受压力;n钢筋和混凝土之间有着可靠的粘结力,能牢固结钢筋和混凝土之间有着可靠的粘结力,能牢固结成整体,受力后变形一致,不会产生相对滑移。成整体,受力后变形一致,不会产生相对滑移。n钢筋和混凝土的温
13、度线膨胀系数大致相同,钢筋钢筋和混凝土的温度线膨胀系数大致相同,钢筋约为约为0.0000120.000012,混凝土约为,混凝土约为0.0000070.000007 0.0000140.000014。n钢筋外边有一定厚度的混凝土保护层,防止钢筋钢筋外边有一定厚度的混凝土保护层,防止钢筋锈蚀,从而保证了钢筋混凝土构件的耐久性。锈蚀,从而保证了钢筋混凝土构件的耐久性。4 4、粘结力的组成、粘结力的组成n化学胶结力化学胶结力:钢筋和砼接触面上的化学吸附作用力。很:钢筋和砼接触面上的化学吸附作用力。很小。小。n摩擦力摩擦力:砼收缩后将钢筋紧紧地握裹住而产生的力。:砼收缩后将钢筋紧紧地握裹住而产生的力。
14、n机械咬合力机械咬合力:钢筋表面凹凸不平与砼产生的机械咬合作:钢筋表面凹凸不平与砼产生的机械咬合作用而产生的力。用而产生的力。n钢筋端部的锚固力钢筋端部的锚固力:一般在钢筋端部弯钩、弯折或焊短:一般在钢筋端部弯钩、弯折或焊短钢筋、短角钢等,从而产生锚固力。钩、弯折或焊短钢钢筋、短角钢等,从而产生锚固力。钩、弯折或焊短钢筋、短角钢等,从而产生锚固力。筋、短角钢等,从而产生锚固力。四、钢筋的基础知识四、钢筋的基础知识钢筋是指钢筋混凝土用和预钢筋是指钢筋混凝土用和预应力钢筋混凝土用钢材,其应力钢筋混凝土用钢材,其横截面为圆形,有时为带有横截面为圆形,有时为带有圆角的方形。圆角的方形。 1 1、分类、
15、分类n我国的钢筋产品分为热轧钢我国的钢筋产品分为热轧钢筋、中高强钢丝和钢绞线以筋、中高强钢丝和钢绞线以及冷加工钢筋三大系列。及冷加工钢筋三大系列。钢筋钢筋热轧钢筋热轧钢筋钢钢 丝丝钢绞线钢绞线冷加工钢筋冷加工钢筋强度高,塑性低强度高,塑性低强度高,粘结性好强度高,粘结性好强度高强度高预应力钢筋预应力钢筋塑性好塑性好 非预应力钢筋非预应力钢筋强度强度塑性塑性弱弱强强高高低低HPB235HRB335HRB400RRB400热轧光圆钢筋热轧光圆钢筋热轧变形钢筋热轧变形钢筋热轧变形钢筋热轧变形钢筋余热处理钢筋余热处理钢筋热轧钢筋热轧钢筋n 字母后面的数字表示屈服强度字母后面的数字表示屈服强度HPBHo
16、t rolledPlainBarHRBHot rolledRolledBarRRBRolledRibbedBarn 字母的意思字母的意思2 2、我国常见钢筋外形和直径、我国常见钢筋外形和直径n 常见外形常见外形n钢厂提供的钢筋直径(单位:钢厂提供的钢筋直径(单位:mmmm) 钢丝钢丝(直径(直径3 35mm5mm) 细钢筋细钢筋(直径(直径6 610mm10mm):): 6 6,6.56.5,8 8,8.28.2,1010 一般钢筋:一般钢筋:1212,1414,1616,1818,2020,2222 粗钢筋粗钢筋(直径大于(直径大于22mm22mm) :2525,2828,3232,3636
17、,4040,5050n8.2mm8.2mm的钢筋仅适用于有纵肋的热处理钢筋。的钢筋仅适用于有纵肋的热处理钢筋。n直径大于直径大于40mm40mm的钢筋主要用于大坝一类大体积混凝土结的钢筋主要用于大坝一类大体积混凝土结构。采用时应有可靠的工程经验。构。采用时应有可靠的工程经验。五、混凝土的基本知识五、混凝土的基本知识1 1、混凝土的强度、混凝土的强度n立方体抗压强度:边长立方体抗压强度:边长150mm150mm立方立方体标准试件,在标准条件下(体标准试件,在标准条件下(202033,90%90%湿度)养护湿度)养护2828天,用标天,用标准试验方法(加载速度准试验方法(加载速度0.150.150
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