建筑力学与结构基础课件.ppt

1,目 录,建筑力学与结构基础,2012.09,2,绪 论,一、 本课程的研究对象和任务,二、 建筑结构的类型,目录,目 录,三、 建筑结构的荷载,四、 主要内容与学习方法,3,一、本课程的研究对象和任务,目 录,建筑：供人们生产、生活和进行其他活动 的房屋或场所。,建筑结构的基本概念,4,建筑结构的基本概念,目 录, 建筑结构：由建筑材料按一定方式组成的，用来承受各种作用的物体或体系，简称结构。,一、本课程的研究对象和任务,结构是建筑物的骨架，它对建筑物的安全和耐久性起决定作用。,建筑结构的组成,水平构件：包括板、梁等，用以承受竖向载荷。,竖向构件：包括柱、墙等，用以支撑水平构件或承受水平载荷。,基础：用以将建筑物承受的荷载传至地基。,5,一、本课程的研究对象和任务,建筑力学的研究对象与任务,研究对象是以组成结构的构件和构件体系为研究对象，研究结构和构件的力学计算理论及方法。,主要任务：分析研究结构和构件在各种条件下，维持平衡所需的条件、内力分布规律、变形以及构件的承载力、刚度和稳定性等问题，为结构设计提供计算理论和方法，以正确解决安全适用与经济合理之间的矛盾。,建筑力学是学习建筑结构的基础。,6,二、建筑结构的类型,目 录,按照几何特征，结构可分为：,杆件结构,薄壁结构,实体结构,7,二、建筑结构的类型,目 录,（1）杆件结构,指长度远大于其他两个尺寸及截面的宽度和高度。,8,二、建筑结构的类型,目 录,（2）.薄壁结构,指厚度远小于其他两个尺寸及长度和宽度的结构。,9,二、建筑结构的类型,目 录,（3）.实体结构,例如：水坝、地基、挡土墙等。,10,二、建筑结构的类型,目 录,按所用材料不同，建筑结构可分为以下几类：,钢筋混凝土结构,砌体结构,钢结构,木结构,11,目 录,1、钢筋混凝土结构,优点：强度高，耐久性、耐火性及抗震性能好。,二、建筑结构的类型,缺点：自重大、抗裂能力差，现浇费工、费模板、工期长。,12,目 录,2、砌体结构,优点：（1）取材方便，造价低廉； （2）具有良好的耐火性和耐久性； （3）具有良好的保温、隔热、隔音性能，节能 效果好。 （4）施工简单、技术容易掌握和普及，也不需要 特殊的设备。,二、建筑结构的类型,砌体是砖、石等块材用砂浆砌筑而成的整体，以砌体作为房屋的主要承重骨架的结构形式称为砌体结构。,缺点：强度低、自重大、施工速速缓慢、抗拉性能差， 一般用于 墙、柱等以承受压力为主的结构构件。,13,目 录,3、钢结构,优点：（1）材料强度高，自重轻，塑性和韧性好，材质均匀； （2）便于工厂生产和机械化施工， 便于拆卸； （3）具有优越的抗震性能； （4）无污染、可再生、节能、安全，建筑的可持续 发展原则。,二、建筑结构的类型,缺点：刚才易生锈，需定期进行防锈和除锈，故维修费用高； 钢材在高温下会变软甚至融化，遇到火灾时结构易丧失 承载能力。,应用：房盖结构、大跨度结构、重工业厂房、高层建筑、高耸 结构等。,14,目 录,4、木结构,特点：易于就地取材，制作简单； 但易燃，易腐蚀，变形大。,二、建筑结构的类型,15,目 录,三、建筑结构的荷载,由建筑材料按一定方式组成的，用来承受各种作用的物体或体系称为建筑结构,“作用”是使结构产生效应（如内力、应力、位移、应变、裂缝等）各种原因的统称。,直接作用：直接作用在结构上的力，称为荷载。如构件自重、风、 雪、人群等。,间接作用：指引起结构外加变形或约束变形的原因，如地震、基础 不均匀沉降、混凝土收缩、温度变化等。,作用,16,目 录,三、建筑结构的荷载,（一） 按随时间的变异来分,1、永久荷载：在结构使用期间，其值不随时间变化或其变化很小可以忽略不计的荷载，如结构自重、土压力等。,2、可变荷载：在结构使用期间，其值随时间变化且其变化不可忽略的荷载，如楼面活荷载、风荷载、雪荷载、吊车荷载等。,3、偶然荷载：在结构使用期间不一定出现的荷载，但它一旦出现，其量值很大且持续时间很短，如爆炸力、撞击力等。,17,目 录,三、建筑结构的荷载,（二） 按随空间位置的变异来分,1、固定荷载：在结构空间位置上具有固定分布的荷载。如结构自重、楼面上的固定设备荷载等。,2、可动荷载：在结构空间位置上的一定范围内可以任意分布的荷载，如楼面上的人群荷载、吊车荷载等。,1、静态荷载：不使结构或构件产生加速度或所产生的加速度可以忽略不计的荷载，如结构自重、楼面活荷载等。,（三） 按结构的反应来分,2、动态荷载：使结构或构件产生不可忽略的加速度的荷载，如吊车荷载、设备振动、作用在高耸结构上的风荷载等。,18,目 录,四、本课程的学习内容和学习方法,建筑结构或构件必须具有足够的可靠性，即承受荷载后应不致破坏和失稳，变形、裂缝等也不超过规定的限值，并能达到规定的使用年限。在满足可靠性的同时，还应具有经济性。可靠和经济是一对矛盾。建筑结构设计所要解决的根本问题，就是要在结构可靠与经济之间选择一种合理的平衡，使所建造的结构既经济合理又安全可靠。结构设计是一个复杂的综合工程，一般需要先对结构进行总体布置，然后对构件进行受力分析、荷载计算、内力计算、选择尺寸和材料、构造处理等等，最后绘出结构施工图。,19,目 录,本课程的学习内容,建筑力学（1-7章）,建筑结构（8-17章）,四、本课程的学习内容和学习方法,20,目 录,三、本课程的学习内容和学习方法,学习方法提示,1、加强练习,2、理论联系实际,3、培养综合分析问题的能力,4、注意学习有关规范,21,END,22,关于建筑,知识链接,建筑是人们用泥土，砖，瓦，石材，木材；（近代用钢筋砼，型材）等建筑材料构成的一种供人居住和使用的空间，如住宅，桥梁，体育馆，窑洞，水塔，寺庙等等。广义上来讲，景观，园林也是建筑的一部分。更广义地讲，动物有意识建造的巢穴也可算作建筑。西哲有云：建筑是凝固的音乐.，建筑是一部石头史书。古罗马建筑家维特鲁耶的经典名作建筑十书提出了建筑的三个标准：坚固，实用，美观一直影响着后世建筑学的发展。 建筑构成三要素：建筑功能、建筑技术和建筑艺术形象。,23,中西方建筑,知识链接,中国传统建筑以木结构建筑为主，西方的传统建筑以砖石结构为主。现代的建筑则是以钢筋混凝土为主。,24,目 录,建筑结构的历史,仰韶文化遗址,金字塔,万里长城,建筑结构的历史及发展趋势,25,26,目 录,建筑结构之最,双子塔（450m）,平壤柳京饭店（305）,迪拜塔（828m）,建筑结构的历史及发展趋势,27,目 录,建筑结构之最,上海环球金融中心 （492m）,上海金茂大厦 （420.5m）,建筑结构的历史及发展趋势,28,目 录,建筑结构之最,英国亨伯钢索桥（1410.8m）,日本明石海峡大桥（1991m）,建筑结构的历史及发展趋势,29,目 录,建于辽代（1056年）的山西应县佛宫寺释迦塔,塔高9层共67.31米，用木材7400吨,900多年来历经数次地震不倒，现存唯一木塔,古代建筑结构,30,目 录,2200年以前建造的都江堰安澜索桥,古代建筑结构,31,目 录,四川彩虹桥坍塌,工程实例,32,目 录,美国纽约马尔克大桥坍塌,工程实例,33,34,目 录,工程实例,比萨斜塔,