建筑結(jié)構(gòu)與受力分析（PPT41）

建筑筑結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)與與受受力力分分析析S127曾金金海海、、歐歐陽(yáng)陽(yáng)書書臣臣、、鄧鄧曉曉寧寧力學(xué)學(xué)的的分分支支學(xué)學(xué)：：理論論力力學(xué)學(xué)、、材材料料力力學(xué)學(xué)、、結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)力力學(xué)學(xué)、、板板殼殼力力學(xué)學(xué)、、彈彈性性力力學(xué)學(xué)、、彈彈塑塑性性力力學(xué)學(xué)、、塑塑性性力力學(xué)學(xué)、、斷斷裂裂力力學(xué)學(xué)、、流流體體力力學(xué)學(xué)、、復(fù)復(fù)合合材材料料力力學(xué)學(xué)、、實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)力力學(xué)學(xué)、、計(jì)計(jì)算算力力學(xué)學(xué)、、量量子子力力學(xué)學(xué)等等。。作作為為高高等等職職業(yè)業(yè)教教育育的的一一門門課課程程，，“建建筑筑力力學(xué)學(xué)””的的內(nèi)內(nèi)容容只只是是力力學(xué)學(xué)中中最最基基本本的的應(yīng)應(yīng)用用廣廣泛泛的的部部分分。。它它將將靜力力學(xué)學(xué)、、材材料料力力學(xué)學(xué)、、結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)力力學(xué)學(xué)三門門課課程程的的主主要要內(nèi)內(nèi)容容貫貫通通融融合合成成為為一一體體。。建筑筑中中由由若若干干構(gòu)構(gòu)件件連連接接而而成成的的能能承承受受作作用用的的平平面面或或空空間間體體系系稱稱為為建筑筑結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)，在在不不致致混混淆淆時(shí)時(shí)可可簡(jiǎn)簡(jiǎn)稱稱結(jié)構(gòu)構(gòu)。注：：““作用用”———能使使結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)或或構(gòu)構(gòu)件件產(chǎn)產(chǎn)生生效效應(yīng)應(yīng)（（內(nèi)內(nèi)力力、、變變形形、、裂裂縫縫等等））的的各各種種原原因因的的總總稱稱。。作作用用可可分分為為直直接接作作用用和和間間接接作作用用。。直接作作用——即習(xí)慣慣上所所說(shuō)的的荷載載，指指施加加在結(jié)結(jié)構(gòu)上上的集集中力力或分分布力力系，，如結(jié)結(jié)構(gòu)自自重、、家具具及人人群荷荷載、、風(fēng)荷荷載等等。間接作作用——引起結(jié)結(jié)構(gòu)外外加變變形或或約束束變形形的原原因，，如地地震、、基礎(chǔ)礎(chǔ)沉降降、溫溫度變變化等等。結(jié)構(gòu)——建筑物物中承承受荷荷載并并起骨骨架作作用的的部分分。構(gòu)件——結(jié)構(gòu)中中的單單個(gè)部部分。。結(jié)構(gòu)的的組成成單層工工業(yè)廠廠房荷荷載作作用圖圖外荷載載吊車荷載風(fēng)（雪雪）壓壓?jiǎn)螌庸すI(yè)廠廠房荷荷載作作用圖圖平衡物體相相對(duì)于于地面面處于于靜止止或作作勻速速直線線運(yùn)動(dòng)動(dòng)的狀狀態(tài)稱稱為平衡。一、建建筑力力學(xué)的的任務(wù)務(wù)研究構(gòu)構(gòu)件的的承載載能力力—強(qiáng)度、、剛度度和穩(wěn)穩(wěn)定性性問題題結(jié)構(gòu)必必須具具備可靠、適用、耐久的功能能。強(qiáng)度：在使用用期內(nèi)內(nèi)，務(wù)務(wù)必使使結(jié)構(gòu)構(gòu)和構(gòu)構(gòu)件安安全可可靠，，不發(fā)發(fā)生破破壞，，具有有足夠夠的承承載能能力。。結(jié)構(gòu)和和構(gòu)件件抵抗抗破壞壞的能能力稱稱為強(qiáng)強(qiáng)度。。剛度：在使用用期內(nèi)內(nèi)，務(wù)務(wù)必使使結(jié)構(gòu)構(gòu)和構(gòu)構(gòu)件不不發(fā)生生影響響正常常使用用的變變形。。結(jié)構(gòu)或或構(gòu)件件抵抗抗變形形的能能力稱稱為剛剛度。。穩(wěn)定性性：在使用用期內(nèi)內(nèi)，務(wù)務(wù)必使使結(jié)構(gòu)構(gòu)和構(gòu)構(gòu)件平平衡形形態(tài)保保持穩(wěn)穩(wěn)定。。穩(wěn)定性性是結(jié)結(jié)構(gòu)或或構(gòu)件件保持持原有有平衡衡形態(tài)態(tài)的能能力。。建筑力力學(xué)研研究平平面桿桿件結(jié)結(jié)構(gòu)。。2.結(jié)構(gòu)按按空間間觀點(diǎn)點(diǎn)分為為：平平面結(jié)結(jié)構(gòu)、、空間間結(jié)構(gòu)構(gòu)。實(shí)體板（殼殼）桿件1.結(jié)構(gòu)按按幾何何觀點(diǎn)點(diǎn)分為為：桿桿件件結(jié)構(gòu)構(gòu)、薄薄壁結(jié)結(jié)構(gòu)、、實(shí)體體結(jié)構(gòu)構(gòu)。二、建建筑力力學(xué)的的研究究對(duì)象象建筑力力學(xué)的的研究對(duì)對(duì)象是結(jié)構(gòu)。構(gòu)件平面桿桿系結(jié)結(jié)構(gòu)桿件的的截面面尺寸遠(yuǎn)小小長(zhǎng)度度特點(diǎn)板殼塊體桿結(jié)構(gòu)分類薄壁桿桿1.建筑結(jié)結(jié)構(gòu)的的概念念建筑結(jié)結(jié)構(gòu)是是建筑筑物的的基本本組成成部分分，建建筑結(jié)結(jié)構(gòu)是是指建建筑物物中用用來(lái)承承受各各種作作用的的受力力體系系。通通常，，它又又被稱稱為建建筑物物的骨骨架。。組成成結(jié)構(gòu)構(gòu)的各各個(gè)部部件稱稱為構(gòu)構(gòu)件。。在房房屋建建筑中中，組組成結(jié)結(jié)構(gòu)的的構(gòu)件件有板板、梁梁、屋屋架、、柱、、墻、、基礎(chǔ)礎(chǔ)等。。2.建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)的類型型鋼筋混凝凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)(1)按建筑材材料劃分分砌砌體（包包括磚砌砌塊、石石等）結(jié)結(jié)構(gòu)木結(jié)構(gòu)塑料結(jié)構(gòu)構(gòu)充氣結(jié)構(gòu)構(gòu)墻體結(jié)構(gòu)構(gòu)框架結(jié)構(gòu)構(gòu)深梁結(jié)構(gòu)構(gòu)筒體結(jié)構(gòu)(2)按結(jié)構(gòu)型式劃劃分拱拱結(jié)構(gòu)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)空間薄壁(包括折板)結(jié)構(gòu)鋼索結(jié)構(gòu)艙體結(jié)構(gòu)單層結(jié)構(gòu)(多用于單層工工業(yè)廠房、食食堂等)(3)按體型劃分多多層結(jié)結(jié)構(gòu)(一般2～7層)高層結(jié)構(gòu)(一般8層以上)大跨結(jié)構(gòu)(跨度大約在40～50m以上)圖1-1建筑結(jié)構(gòu)的各各種形式（a）墻體結(jié)構(gòu)；；(b)框架結(jié)構(gòu)；(c)深梁結(jié)構(gòu)；(d)筒體結(jié)構(gòu)；(e)拱結(jié)構(gòu)；(f)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)；(g)空間薄壁結(jié)構(gòu)構(gòu)；(h)鋼索結(jié)構(gòu)；(i)折板結(jié)構(gòu)桿件結(jié)構(gòu)巴黎的埃菲爾鐵塔桿件結(jié)構(gòu)桿件、板殼、、實(shí)體復(fù)合結(jié)結(jié)構(gòu)__倫敦橋桿件結(jié)構(gòu)___海洋石油鉆井井平臺(tái)桿件結(jié)構(gòu)___北京、中國(guó)國(guó)體育場(chǎng)板殼結(jié)構(gòu)_____悉尼歌劇院(澳大利亞)3.結(jié)構(gòu)所要解決決的問題(1)使骨架形成的的空間能良好好地服務(wù)于人人類生活、生生產(chǎn)的要求和和人類對(duì)美觀觀的需要。前前者是物質(zhì)的的，后者是精精神的。這是是結(jié)構(gòu)之所以以存在的根本本目的。(2)結(jié)構(gòu)要抵御自自然界各種作作用力(地心吸力、風(fēng)風(fēng)力、地震力力等)，因而需要有有抵抗力的功功能。這是結(jié)結(jié)構(gòu)之所以存存在的根本原原因。(3)怎樣充分發(fā)揮揮所采用材料料的作用。這這是結(jié)構(gòu)的另另一重要功能能。材料是結(jié)結(jié)構(gòu)之所以存存在的根本條條件(4)結(jié)構(gòu)所要解決決的問題還有有其它表現(xiàn)，，如連接構(gòu)造造問題、、經(jīng)濟(jì)問題等等。建筑結(jié)構(gòu)的特特點(diǎn)1.混凝土結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)：1）強(qiáng)度高；2）耐久性好；；3）耐火性好；；4）可模性好；；5）整體性好；；6）易于就地取取材。缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)自重大、、抗裂性較差差、一旦損壞壞修復(fù)比較困困難、施工受季季節(jié)環(huán)境影響響較大等。2.砌體結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)：1)可就地取材。。2)具有很好的耐耐火性，較好好的化學(xué)穩(wěn)定定性和大氣穩(wěn)穩(wěn)定。3)一般較鋼筋混混凝土結(jié)構(gòu)可可以節(jié)約水泥泥和鋼材，可可以節(jié)約木材，可連連續(xù)施工。4)采用砌塊或大大型板材作墻墻體時(shí)，可以以減輕結(jié)構(gòu)自自重，加快施工進(jìn)度度，進(jìn)行工業(yè)業(yè)化生產(chǎn)和施施工2.砌體結(jié)構(gòu)缺點(diǎn)：1)自重大。2)砌筑工作相當(dāng)當(dāng)繁重。3)砂漿和磚石間間的粘結(jié)力較較弱。4)粘土磚用量很很大，往往占占用農(nóng)田，影影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)。5)砌塊結(jié)構(gòu)造價(jià)價(jià)略高于磚石石結(jié)構(gòu)。3.鋼結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn):1)鋼結(jié)構(gòu)自重輕輕而承載力高高。2)鋼材最接近于于勻質(zhì)等向體體。3)鋼材的塑性和和韌性好。。4）鋼材具有可可焊性。5)鋼結(jié)構(gòu)具有不不滲漏的特性性。6)鋼結(jié)構(gòu)制造工工廠化、施工工裝配化。。缺點(diǎn):1)鋼材耐腐蝕性性差，應(yīng)采取取防護(hù)措施。。2)鋼結(jié)構(gòu)耐熱性性能好，但防防火性能差。。結(jié)構(gòu)的應(yīng)用1.混凝土結(jié)構(gòu)的的工程應(yīng)用(1)房屋建筑工程程(2)橋梁工程(3)特種結(jié)構(gòu)與高高聳結(jié)構(gòu)(4)水利及其他工工程2.砌體結(jié)構(gòu)(1)一般民用建筑筑中的基礎(chǔ)、、內(nèi)外墻、柱柱、過梁、屋屋蓋和地溝等等構(gòu)件。(2)在工業(yè)廠房中中，用來(lái)砌筑筑圍護(hù)墻、煙煙囪、料斗、、地溝、管道道支架、對(duì)滲滲水性要求不不高的水池等等特殊結(jié)構(gòu)。。(3)農(nóng)村建筑如豬豬圈、糧倉(cāng)等等。(4)在交通運(yùn)輸方方面，砌體結(jié)結(jié)構(gòu)除可用于于橋梁，隧道道外，各式地地下渠道，涵涵洞，擋土墻墻也常用砌筑筑。(5)在水利建設(shè)方方面，可以用用石料砌筑壩壩、堰和渡槽槽等。3.鋼結(jié)構(gòu)(1)重型工業(yè)廠房房(2)大跨度結(jié)構(gòu)(3)高聳結(jié)構(gòu)和高高層建筑(4)受動(dòng)力荷載作作用的結(jié)構(gòu)(5)可拆卸和移動(dòng)動(dòng)的結(jié)構(gòu)(6)容器和管道(7)輕型鋼結(jié)構(gòu)(8)其他建筑物1.1荷載分類及荷荷載代表值建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算算基本原則1.永久荷載永久荷載亦稱稱恒荷載，是是指在結(jié)構(gòu)使使用期間，其其值不隨時(shí)間間變化，或者者其變化與平平均值相比可可忽略不計(jì)的的荷載，如結(jié)結(jié)構(gòu)自重、土土壓力、預(yù)應(yīng)應(yīng)力等。2.可變荷載可變荷載也稱稱為活荷載，，是指在結(jié)構(gòu)構(gòu)使用期間，，其值隨時(shí)間間變化，且其其變化值與平平均值相比不不可忽略的荷荷載，如樓面面活荷載、屋屋面活荷載、、風(fēng)荷載、雪雪荷載、吊車車荷載等。3.偶然荷載在結(jié)構(gòu)使用期期間不一定出出現(xiàn)，而一旦旦出現(xiàn)，其量量值很大且持持續(xù)時(shí)間很短短的荷載稱為為偶然荷載，，如爆炸力、、撞擊力等。。1.1荷載分類及荷荷載代表值建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算算基本原則常用材料單位位體積的自重重（單位kN/m3）

混凝土22~24，

鋼筋混凝凝土24~25，

水泥砂漿漿20，

石灰砂漿漿、混合砂漿漿17，

普通磚18，

普通磚（（機(jī)器制）19，

漿砌普通通磚砌體18，

漿砌機(jī)磚磚砌體19。荷載標(biāo)準(zhǔn)值（1）永久荷載標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值按構(gòu)件尺寸和和構(gòu)件單位體體積自重的標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值來(lái)確定定。1.2建筑結(jié)構(gòu)概率率極限狀態(tài)設(shè)設(shè)計(jì)法建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算算基本原則結(jié)構(gòu)的功能要要求能承受正常施施工和使用時(shí)時(shí)的各種作用用，以及偶然然事件發(fā)生時(shí)時(shí)，仍能保持持整體穩(wěn)定性性。在正常使用時(shí)時(shí)，能保證具具有良好的工工