第一讲：建筑结构概述

一、建筑专业学生学习本课程的必要性

1、建筑师素质要求

人类从：天然洞穴→窑洞→草房→木房→石房→砖木→混合结构→钢筋砼→钢结构→对建筑师的要求越来越高。

随着材料科学、计算机科学的不断发展，建筑物的高度、跨度越来越大，工程越来越复杂。建筑师的工作与其它学科的联系起来越密切，素质要求也越来越高。

2、建筑师工作的重要性

建筑设计决定了项目的外部造型、内部空间，决定了功能是否合理、投资是否经济。

3、国家注册建筑师考试必要课目

一级注册建筑师考试（4小时）《建筑结构》 二级注册建筑师考试（3.5小时）《建筑结构与设备》

二、参考教材

《基本概念体系、建筑结构基础》郑琪 《建筑力学与结构》天津大学 王立雄 《建筑结构》一级注册建筑师考试用书

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三、建筑结构的基本概念

1、什么是建筑结构？

形成一定的内部空间和外部造型，能承受自身及外界施加于建筑物上的各种作用力，并使建筑物得以安全使用的骨架。

2、建筑结构的组成

建筑结构由若干构件组成：梁、柱、板、墙等等。 一般可分为三类：

水平构件：承受竖向荷载的构件，梁板、桁架、网架等； 竖向构件：承受水平构件或水平荷载的构件，柱、墙； 基础：上部建筑物与地基相联系，并把力传至地基中。 3、建筑结构的作用 ①形成外部造型 ②形成内部空间

③保证建筑物在各种荷载使用下能正常使用不被破坏 4、建筑结构的分类

①按组成建筑结构的主要构件用材划分： 木结构、砖石结构、钢筋混凝土结构、钢结构等 ②按组成建筑结构的主要结构形式划分

墙体、框架、框一剪、筒体、桁架、网架、空间薄壁、钢索、薄膜结构等等

③按组成结构的体型划分

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单层、多层、高层、大跨度 ④按结构受力特点划分 平面结构体系、空间结构体系 5、建筑结构的基本功能

结构在规定的时间内（即设计使用年限），在规定的条件下（正常设计、正常施工、正常使用、正常维修）必须完成预定的功能，这些功能包括：

①安全性：在正常施工和正常使用时，建筑结构能够承受可能出现的各种作用（荷载、温度、地基不均匀沉降等），并且能在设计规定的偶然事件（地震、海啸、爆炸等）发生时和发生后保持必需的结构整体稳定性。

②适用性：在正常使用过程中，建筑结构应保持良好的工作性能：如足够的刚度。

③耐久性：在正常维修条件下，在规定的使用年限内应能满足安全、适用性能的要求（如裂缝、沉降、锈蚀等）

安全性、适用性、耐久性总称为结构的可靠性； 结构可靠性的概率度量称为结构的可靠度。

可靠度：在规定的时间内和规定的条件下，结构完成预定功能的概率。

四、建筑结构设计准则

1、结构设计使用年限与安全等级

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根据《建筑结构可靠度设计统一标准》(GB50068--2001)规定的各项基本原则，应按下表采用。

设计使用年限分类 表1-1

类别 设计使用年限（年） 示例 临时性结构 易于替换的结构构件 普通房屋和构筑物 纪念性建筑、 特别重要的建筑 1 2 3 4 5 25 50 100

建筑结构的安全等级 表1-2

安全等级 一级 二级 三级 破环后果 很严重 严重 不严重 建筑物类型 重要的房屋 一般的房屋 次要的房屋

2、结构设计的二个基本要求 （1）功能要求

安全性：在正常施工和正常使用时，能承受可能出现的各种作用。

适用性：在正常使用时具有良好的工作性能。 耐久性：在正常的维护下具有足够的耐久性能。

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稳定性：在设计规定的偶然时件发生时和发生后，仍能保持必需的整体稳定性。

（2）经济要求

设计时应满足造价投资少、维修投资少、管理费用少等经济要求。

3、两个极限状态设计准则

结构是否可靠或失效，其分界点就是极限状态，超出这一极限，则结构就无法完成某一功能。

（1）承载能力极限状态

a.整个结构或结构的一部分作为刚体失去平衡（倾覆）。 b.结构构件或连接件因超过材料强度而破坏。 c.结构变为机动体。

d.结构或构件因达到临界荷载而丧失稳定。 e.地基丧失承载能力而破坏（失稳）。 （2）正常使用极限状态

a.影响正常使用或出现明显的难以接受的变形。 b.影响正常使用或耐久性能的局部破坏（包括裂缝）。 c.影响正常使用的振动（如楼顶的振幅过大而影响使用）。

d. 影响正常使用的其它特定状态，如基础不均匀沉降过大。

(3)、结构极限状态的设计表达式

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