建筑结构基础知识VIP免费

建筑结构基础知识0.1建筑结构的基本概念建筑物中由若干构件连接而成的能承受“作用”的平面或空间体系称为建筑结构，在不致混淆时可简称结构。作用分为直接作用和间接作用。直接作用习惯上称为荷载，系指施加在结构上的集中力或分布力系。间接作用指引起结构外加变形或约束变形由温度变化、材料胀缩等引起的受约束结构或构件中潜在的变形称为约束变形，由地面运动、地基不均匀变形等引起的结构或构件的变形称为外加变形。建筑结构由水平构件、竖向构件和基础组成。水平构件包括板、梁等，用以承受竖向荷载；竖向构件包括柱、墙等，用以支承水平构件或承受水平荷载；基础用以将建筑物承受的荷载传至地基。按照所用的材料不同，建筑结构可分为混凝土结构、砌体结构、钢结构、木结构等类型。（1）混凝土结构混凝土结构是钢筋混凝土结构、预应力混凝土结构和素混凝土结构的总称，其中钢筋混凝土结构应用最为广泛。钢筋混凝土结构具有以下优点：①易于就地取材。②耐久性好。③抗震性能好。④可模性好。⑤耐火性好。⑥刚度大，承载力较高。（2）砌体结构由块体（砖、石材、砌块）和砂浆砌筑而成的墙、柱作为建筑物主要受力构件的结构称为砌体结构，它是砖砌体结构、石砌体结构和砌块砌体结构的统称。砌体结构主要有以下优点：①取材方便，造价低廉。②具有良好的耐火性及耐久性。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。砌体结构的主要缺点是自重大，强度低，整体性差，砌筑劳动强度大。（3）钢结构钢结构系指以钢材为主制作的结构。钢结构具有以下主要优点：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，符合建筑可持续发展的原则。（4）木结构木结构是指全部或大部分用木材制作的结构。这种结构易于就地取材，制作简单，但易燃、易腐蚀、变形大，并且木材使用受到国家严格限制，因此已很少采用。0.2建筑结构的历史和发展趋势我国黄河流域的仰韶文化遗址就发现了公元前5000年~前3000年的房屋结构痕迹。金字塔、万里长城都是结构发展史上的辉煌之作。17世纪工业革命后，资本主义国家工业化的发展推动了建筑结构的发展。17世纪开始使用生铁，19世纪初开始使用熟铁建造桥梁和房屋。自19世纪中叶开始，钢结构得到了蓬勃发展。1824年水泥的发明使混凝土得以问世，20多年后出现了钢筋混凝土结构。1928年预应力混凝土结构的出现使混凝土结构的应用范围更为广泛。目前，最高的钢结构房屋的高度已达450m（马来西亚吉隆坡国营石油公司大厦），钢筋混凝土结构房屋的高度达305.4m（朝鲜平壤柳京饭店），钢索桥的跨度达1410.8m（英国亨伯钢索桥）。我国建筑结构领域也取得了辉煌成就。1998年建成的矗立在我国上海浦东陆家嘴的金茂大厦高420.5m，地上88层，地下3层，其高度居全国第一，亚洲第二，世界第三；上海环球金融中心，高492m，共101层，其高度居世界第一，如图0.1所示。建筑结构的发展趋势主要表现在以下几个方面：（1）理论方面一是随着研究的不断深入、统计资料的不断积累，结构设计方法将会发展至全概率极限状态设计方法。二是衡量结构安全的可靠度理论不断发展，目前有学者提出全过程可靠度理论，将可靠度理论应用到工程结构设计、施工与使用的全过程中，以保证结构的安全可靠。三是随着计算机的发展，工程结构计算正向精确化方向发展，结构的非线性分析是发展趋势。（2）材料方面混凝土将向轻质高强方向发展。高强钢筋发展较快。砌体结构材料的发展方向也是轻质高强。钢结构材料主要是向高效能方向发展。（3）结构方面空间钢网架、悬索结构、薄壳结构成为大跨度结构发展的方向。高层砌体结构也开始应用。组合结构也是结构发展的方向。（4）施工技术方面预应力混凝土楼盖和预应力混凝土框架结构有较快发展。在高层建筑中，大模板、滑模等施工方法得到广泛推广和应用。碾压混凝土也是近年来发展...