《建筑与结构》课件

《建筑与结构》欢迎来到《建筑与结构》课程！本课程将带您深入了解建筑结构的奥秘，从建筑的基本定义到结构的力学原理和设计方法，为您开启建筑世界的大门课程简介课程目标课程内容帮助学生掌握建筑结构的基本知识和设计方法，培养学生分析问涵盖建筑结构的各个方面，包括建筑形式、结构类型、材料应用题和解决问题的能力，为未来的建筑设计工作打下坚实的基础、受力分析、基础设计、钢结构、混凝土结构、砌体结构和木结构等建筑的定义与功能定义功能建筑是人类为满足自身需求而建筑的功能多种多样，主要包建造的固定或可移动的设施，括提供居住、工作、学习、娱通常指供人居住、工作、学习乐、贸易等功能，同时也包括、娱乐、贸易等用途的建筑物对环境的影响和对社会的影响建筑形式与风格哥特式文艺复兴式现代式以高耸的尖塔和繁复的装饰著称，代表作强调古典美，追求平衡与和谐，代表作有注重功能主义，追求简洁和实用，代表作有巴黎圣母院、科隆大教堂等佛罗伦萨圣母百花大教堂、罗马圣彼得大有密斯·凡·德罗的巴塞罗那馆、勒·柯布西教堂等耶的萨伏伊别墅等结构的作用与类型结构的作用结构类型结构的主要作用是将荷载传递到地基，并保证建筑物的稳定性、常见的结构类型包括框架结构、剪力墙结构、钢结构、混凝土结安全性和使用寿命构、砌体结构和木结构等，每种结构都有其独特的特点和适用范围材料在建筑中的应用钢材混凝土具有强度高、重量轻、抗拉强度好的优点，适用于大型建筑、桥具有抗压强度高、价格低廉、易于施工的优点，适用于各种类型梁、高层建筑等的建筑木材砖石具有天然、环保、易于加工的优点，适用于住宅、小型建筑、家具有耐久性好、保温隔热性能好的优点，适用于传统建筑、低层具等建筑等荷载概述恒荷载活荷载指建筑物本身的重量，包括结构、墙体、楼板、屋顶等自重，以指建筑物使用过程中产生的可变荷载，包括人员、家具、设备等及固定设备的重量产生的重量，以及风力、雪力等自然荷载静力荷载重力荷载1指由于重力作用产生的荷载，包括自重荷载、活荷载等风荷载2指风力作用在建筑物上的荷载，风荷载的大小和方向会随风速和风向的变化而变化雪荷载3指积雪作用在建筑物上的荷载，雪荷载的大小和分布会随积雪厚度和形状而变化地震荷载4指地震作用在建筑物上的荷载，地震荷载的大小和方向会随地震强度和震源距离而变化动力荷载振动荷载指机械设备、交通工具等产生的振动产生的荷载，振动荷载的频率和振幅会影响结构的稳定性冲击荷载指瞬间作用在结构上的较大荷载，冲击荷载会对结构造成很大的破坏结构受力分析荷载计算1内力分析2计算结构内部产生的内力，包括轴力、剪力、弯矩等变形分析3分析结构在荷载作用下的变形情况，包括位移、挠度等稳定性分析4分析结构在荷载作用下的稳定性，判断结构是否会发生倾倒或失稳平面结构力学梁1主要承受弯矩和剪力，常用于楼板、屋顶、桥梁等柱2主要承受轴力和剪力，常用于支撑楼板、屋顶、墙体等框架3由梁和柱组成的结构体系，常用于高层建筑、工业厂房等空间结构力学321壳体结构网架结构薄壁结构由曲面构成的结构，具有较好的强度和刚由杆件组成的空间网格，具有轻巧、节省由薄板构成的结构，具有轻巧、节省材料度，常用于大型建筑、体育馆等材料的优点，常用于屋顶、桥梁等的优点，常用于飞机、汽车等基础的作用与种类浅基础深基础基础埋深较浅，主要用于低层建筑，常见的浅基础类型包括条形基础埋深较深，主要用于高层建筑、桥梁、塔等，常见的深基础基础、独立基础、筏板基础等类型包括桩基础、承台基础等基础设计原则稳定性承载力变形控制经济性基础应具有足够的稳定性，基础应具有足够的承载力，基础应控制变形量，避免因基础设计应考虑经济性，在能够承受建筑物的所有荷载能够将建筑物的荷载传递到变形过大造成建筑物的破坏保证安全性和功能的前提下，并防止倾倒或滑动地基，并防止地基发生沉降或使用功能受损，尽可能降低造价地基承载力计算现场试验理论计算通过标准贯入试验、静载试验根据地基土的物理性质和力学等方法，测定地基的承载力参数，采用理论公式计算地基的承载力钢结构基本概念材料构件钢材具有强度高、重量轻、抗拉强度常用的钢结构构件包括梁、柱、桁架好的优点，适用于大型建筑、桥梁、、板等，构件之间通过连接件连接在高层建筑等一起连接钢结构连接方式主要有焊接、螺栓连接、铆接等，每种连接方式都有其独特的特点和适用范围钢结构受力性能弹性阶段1钢材在荷载作用下发生弹性变形，卸载后可以恢复原状屈服阶段2钢材超过弹性极限后，开始发生塑性变形，卸载后不能完全恢复原状强化阶段3钢材继续加载，发生较大的塑性变形，其强度和刚度会逐渐下降断裂阶段4钢材超过抗拉强度极限后，发生断裂钢结构构件设计强度计算计算构件在荷载作用下的内力，并保证构件的强度满足要求稳定性计算计算构件在荷载作用下的稳定性，保证构件不发生屈曲或失稳疲劳计算计算构件在反复荷载作用下的疲劳寿命，保证构件在使用寿命内不会发生疲劳破坏钢结构连接设计连接形式1选择合适的连接形式，包括焊接、螺栓连接、铆接等，要考虑连接的强度、刚度、耐久性等因素连接强度2保证连接的强度满足要求，能够承受构件之间的传递荷载连接刚度3保证连接的刚度满足要求，避免因连接过软造成结构整体的变形过大连接耐久性4保证连接的耐久性，防止因连接腐蚀或老化造成结构破坏混凝土结构基本概念材料1混凝土是由水泥、砂、石、水等材料混合而成的一种人工复合材料，具有抗压强度高、价格低廉、易于施工的优点构件2常用的混凝土结构构件包括梁、柱、板、墙等，构件之间通过钢筋连接在一起钢筋3钢筋具有良好的抗拉强度，用于增强混凝土的抗拉强度，防止混凝土因受拉力而开裂混凝土结构力学性能123抗压强度弹性模量抗剪强度混凝土具有较高的抗压强度，但其抗拉强混凝土的弹性模量反映了其抵抗变形的能混凝土的抗剪强度反映了其抵抗剪切力的度较低，需要通过钢筋来增强抗拉强度力，弹性模量越大，变形越小能力，抗剪强度越大，抵抗剪切力的能力越强混凝土结构构件设计梁柱板混凝土梁主要承受弯矩和剪力，设计时要混凝土柱主要承受轴力和剪力，设计时要混凝土板主要承受弯矩和剪力，设计时要考虑梁的截面尺寸、钢筋配置、跨度等因考虑柱的截面尺寸、钢筋配置、高度等因考虑板的厚度、钢筋配置、跨度等因素素素砌体结构基本概念材料砂浆砌体结构主要由砖、石、砌块等材料砂浆是由水泥、砂、水等材料混合而构成，这些材料具有耐久性好、保温成，用于将砖、石、砌块等材料粘结隔热性能好的优点在一起构件砌体结构的构件主要包括墙体、柱、拱、券等砌体结构受力分析轴向力1砌体结构主要承受轴向力，即垂直于砌体表面方向的力剪力2砌体结构也会承受剪力，即平行于砌体表面方向的力弯矩3砌体结构在承受荷载时也会产生弯矩，弯矩会使砌体产生弯曲变形砌体结构构件设计强度计算计算构件在荷载作用下的内力，并保证构件的强度满足要求稳定性计算计算构件在荷载作用下的稳定性，保证构件不发生倾倒或失稳耐久性设计考虑砌体的耐久性，防止因雨水、冻融等因素造成砌体破坏木结构基本概念材料1木材具有天然、环保、易于加工的优点，适用于住宅、小型建筑、家具等构件2常用的木结构构件包括梁、柱、墙体、屋顶、地板等，构件之间通过连接件连接在一起连接3木结构连接方式主要有榫卯连接、螺栓连接、钉连接等，每种连接方式都有其独特的特点和适用范围木结构受力性能抗拉强度1木材具有较高的抗拉强度，但其抗压强度和抗剪强度相对较低弹性模量2木材的弹性模量反映了其抵抗变形的能力，弹性模量越大，变形越小抗剪强度3木材的抗剪强度反映了其抵抗剪切力的能力，抗剪强度越大，抵抗剪切力的能力越强木结构构件设计12强度计算稳定性计算计算构件在荷载作用下的内力，并保计算构件在荷载作用下的稳定性，保证构件的强度满足要求证构件不发生屈曲或失稳3耐久性设计考虑木材的耐久性，防止因腐烂、虫蛀等因素造成木结构破坏结构抗震设计原理增强结构刚度提高结构韧性控制结构振动通过增加结构的抗弯刚度和抗剪刚度，提通过增加结构的变形能力，使结构能够在通过设置减震装置，控制结构的振动幅度高结构的抗震能力发生地震时吸收地震能量，避免发生破坏，降低地震对结构的破坏结构安全性评估目视检查无损检测破坏性试验通过肉眼观察结构的表面，检查是否存通过超声波检测、磁粉检测等方法，对在必要的情况下，可以进行破坏性试验在裂缝、变形、腐蚀等问题结构内部进行检查，判断是否存在缺陷，对结构的强度、刚度、韧性等性能进行评估建筑结构维护与检测定期维护应急处理定期对结构进行检查和维护，及时发现和处理问题，防止结在发生地震、火灾等灾害时，应及时采取措施，保护结构安构发生破坏全。