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土木工程概论3.土木工程结构的基本形式(建筑工程).


土木工程概论
条形基础
宽度和高度远远小于长度的基础,又称 带形基础。
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独立基础
建筑物上部采用框 架结构或单排架结 构承重时,基础通 常为阶梯形、锥形 和杯形等形式,此 类基础为独立基础。
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联合基础
有筏型基础、箱形基础、 柱下十字交叉基础等类型, 此类基础对于跨越软土地 基更加有利。
钢材易生锈,防火性能较差,需定期进行维护
钢梁可由型钢直接制作,最常用的截面形式有 普通工字形截面和宽翼缘工字形截面
梁跨度较大时,可将钢板 焊成组合工字形或箱形截面
普通工字形截面钢梁高度 取其翼缘宽度的3~5倍
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钢-钢筋混凝土组合梁 受压区用混凝土和受拉区用钢,二者通过抗剪连接件连 接形成(防止水平一层层间的错动)的组合结构
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▪ 楼盖的类型
a. 有梁楼盖 b. 无梁楼盖 c. 交叉密肋型
无梁楼盖 d. 混凝土与压
型钢板、钢 梁组合楼盖
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▪ 按施工方法楼盖又分为装配式和现浇式两大类型
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▪ 桁架
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桁架结构:由以铰接三角形为单元 (空腹桁架是刚接四边 形)格构体系
与梁相比桁架的优点:
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混凝土梁常用截面形式:
矩形截面(一般梁高度是宽的2~3倍 —— 可用较小截面获得较大
抗弯承载力和刚度)
扁梁:宽大于高的梁,用于梁高受限制时 T 形截面梁:如梁与板整 浇在一起,把与梁相连一定 宽度范围内的板也可看作梁 的一部分,形成 T形截面梁
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钢梁截面形状
钢梁材料强度高(所需截面尺寸小,所以自重较轻),塑性好, 便于加工安装,使用范围广
桁架是把梁纵截面上受力较小的中间部分挖空, 到只剩 几根小截面连杆而成
(1) 受力合理,重量变轻, 适用跨度 > 梁结构 (2) 桁架节点一般假定铰结, 设计计算简单 (3) 桁架由杆件拼装组成,体系多样化 (平行弦桁架、三 角形桁架、梯形桁架、弧形桁架等), 适应性强 ⑷ 施工方便,桁架可整体制造后吊装,也可在施工现 场高空拼装
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网架结构 由许多杆件从两个方向或几个方向按一定规律组成
的高次超静定空间结构(能承受来自各个方向的荷载,最
常见的大跨度结构形式,杆件采用钢管或型钢现场安装)
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空间结构—网架
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网架与平面桁架结构相比的特点: (1) 多向受力的空间结构,比单向受力的平面桁架适用跨度
更大(一般30→60m,甚至60m以上) (2) 网架是高次超静定空间结构,安全度大 (3)网架结构整体空间刚度大,稳定性能及抗震性能好,安
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基本构件与扩展构件
建筑结构基本构件 一般分为板、梁、
柱、墙、 基础、拱等
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1、基础
位于建筑物底部,承受建筑物上部结构的重量, 并将这些重量与本身的重量一同传给地基。
常用材料:砖、石、混凝土或钢筋混凝土 等。
埋置深度一般不超过5m,只需经挖槽、排水等 施工工序的基础称为浅基础。 常见的浅基础有条形基础、独立基础和联合基 础。
充分利用了钢和混凝土 各自的强度特点
结构延性好 承载力高 自重轻
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按常见支承方式
(1) 简 支 梁 梁两端简单搁置在支座上,支座限制梁不产生垂直
移动和水平移动、但不限制梁端自由转动
一端铰支座—表示它可以自由转动但不能平移 另一端滚动支座—表示它既可转动,也可平移
梁的实际支承构造与理想的铰支经常有差别
它是房屋的主 体结构。主要承受 房屋的全部重量并 把它们通过基础传 给地基。
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建筑工程
基本构件与扩展构件 建筑工程的类别和建筑结构体系
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建筑工程就是 房屋工程。它是兴 建房屋的规划、勘 察、设计(建筑、 结构和设备)施工 的总称,目的是为 人类生产与生活的 场所。
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竹屋
石柱群
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香港维多利亚海湾建筑群
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单层装配式钢筋混凝土厂房
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3)壳
由曲线形板与作为边缘构件的梁、 拱或桁架组成,是一种空间形的结构构 件,主要承受压力。犹如蛋壳以最薄的 壳面能构成强大的蛋体一样,能以较小 的构件厚度形成承载能力很高的结构。
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3、房屋水平方向结构
▪ 概念:由板、梁或用杆件做成的桁架、网架组成。它一般是房 屋的楼盖和屋盖。
简支梁属静定结构(只用力的平衡原则即可算出内力)
简支梁一般小跨度时用
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⑵ 连 续 梁: 具有两个或两个以上支座的梁
结构刚度大, 整体性好, 局部破坏不一定导致整个结构破坏 支座不均匀沉降,会引起附加内力
⑶悬臂梁
梁一端固定在支座上,既不能转动也不能水平和垂直移动 (固定支 座),另一端可自由转动和移动 (自由端)
广泛用于阳台、雨蓬、体育场看台罩棚等
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4) 3)柱
柱的截面尺寸远小于其高度,荷载作用方向与柱轴线平行。 属于竖向承重构件。主要承受梁传来的压力以及柱自重。
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4)墙
墙的长宽两方向尺 寸远大于其厚度 荷载作用方向与墙 面平行
作用效应主要为受 压。
全储备高,对于承受集中荷载、非对称荷载、局部超载、 地基不均匀沉陷等均为有利 (4)便于定型化、工业化、工厂化、商品化生产,集装箱运 输,零件尺寸小,重量轻,便于存放、装卸、运输和安装, 现场安装不需要大承重结构
▪ 概念:由柱、墙 和用墙做成的井筒 组成房屋的竖向结 构。
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1、平面形或直线形构件 1)板
板的长、宽两方向的尺 寸远大于其高度;
板的作用效应主要为受 弯
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单向板:
两边支承的矩形板或长边l 2与短边l 1之比 l 2/l 1 > 2 的四边支承矩形板
双向板:
长边l2与短边l1之比
小于2的四边支承矩形板
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2)梁
梁的截面宽度和高度尺寸远小于 其长度尺寸 其作用效应主要为受弯和受剪
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2、直线形杆件或曲面、 曲线形构件 1) 1)杆
截面尺寸远小于其长度的构 件,主要承受轴向压力或拉力。 组成平面桁架或空间网架。
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2)拱
由曲线形构件(拱圈)或折 线形构件及其支座组成,在荷载 作用下主要承受轴向压力,有时 也承受弯矩和剪力。它比同跨度 的梁要节省材料。
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