页数：35页文件大小：374.8 KB来源： 建筑工程专业英语ppt课件
本课件为建筑工程专业英语第七课，从结构的定义与材料分类讲起，介绍钢筋混凝土结构的构件组成与特点，框架、剪力墙、框架剪力墙与筒体四类结构体系，以及预应力混凝土、砌体与钢结构构件。
Lesson 7 Building Structures：本课介绍结构的定义与分类，钢筋混凝土结构、框架与剪力墙等结构体系，以及预应力混凝土、砌体与钢结构的主要构件。
结构是建筑中承受其重量的部分。结构可以是一座住宅、埃及的一座金字塔或河上的一座大坝。建筑是带有屋顶的结构，土木工程结构设计的很大部分就是建筑结构的设计。建筑中承受重量和荷载的部分称为结构部分，而窗等不承重的部分属于非结构部分。
按所用材料不同，建筑结构分为多种形式，如混凝土结构、钢结构和砌体结构。混凝土结构又分为三种形式：钢筋混凝土、预应力混凝土和素混凝土。
在钢筋混凝土结构中，钢筋埋置在混凝土结构中可能产生拉应力的部位，使混凝土良好的抗压强度得以充分发挥。一般而言，钢筋混凝土结构具有以下特点：自重大、刚度大、耐久性好、养护期长、容易开裂等。
钢筋混凝土体系由多种混凝土结构构件整浇后形成一个完整体系，构件大致可分为：
图7.1 典型的钢筋混凝土框架结构 Typical reinforced concrete framing structure：示意楼板、梁、柱与基础共同组成的框架体系。
楼板是把活荷载与恒载传递给结构竖向支承的主要水平构件。楼板可以按单向受力设计（单向板 one-way slab），也可以按两个互相垂直方向受力设计（双向板 two-way slab）。
梁是把楼板荷载传递给竖向支承柱的构件。梁通常与楼板整体浇筑，并在一面（下部受拉面）或上下两面配置受力钢筋。由于与楼板整浇，内部梁形成T形截面，建筑外边的梁形成L形截面。
柱是支承结构楼盖体系的竖向构件，属于受压构件，多数情况下同时承受弯矩与轴力，在任何结构的安全考虑中都至关重要。
墙是建筑框架的竖向围护结构，通常不一定用混凝土，也可用任何在形式与功能上满足结构体系需要的材料。此外，结构混凝土墙常用于基础墙、楼梯间墙，以及抵抗水平风荷载和地震作用的剪力墙。
基础是把上部结构重量传递给支承土的混凝土构件，形式很多，最简单的一种是独立基础。
由于建筑承重方式不同，建筑结构可分为不同类型，如框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构和筒体结构。
由长度远大于其横截面尺寸的构件组成的结构体系称为框架结构，如梁和柱。框架结构的构件被定义为线型构件，因为它们只能沿一个方向（即构件长度方向）传递荷载的支承作用。
图7.2 框架结构 Framed structure：示意梁与柱组成的框架体系及其传力方式。
连续的竖向混凝土墙既可在建筑上作分隔，又可在结构上承受竖向与侧向荷载。其平面内刚度与强度很高，非常适合用于支撑多层与高层建筑。在剪力墙结构中，这类墙完全承担建筑的侧向荷载：它们以独立平面墙的形式作为竖向悬臂工作，也可围绕电梯、楼梯和服务竖井形成非平面的连墙组合体。由于水平刚度远大于刚性框架，剪力墙结构在35层以内是经济的。
图7.3 剪力墙结构 Shear wall structure：示意剪力墙在平面中的布置方式及其抵抗水平荷载的工作状态。
当剪力墙与框架组合时，趋于弯曲型变形的墙与趋于剪切型变形的框架，被梁和楼板的水平刚度约束而采用共同的变形形状。其结果是墙与框架在水平方向相互作用，尤其在顶部，从而形成更刚更强的结构。这种墙与框架相互作用的组合适用于40～60层的建筑，远远超过单独使用刚性框架或剪力墙的适用范围。
图7.4 框架剪力墙结构 Wall-frame structure：示意墙与框架协同工作后的共同变形形状与内力分布。
要使高层建筑整体结构在抗风强度与刚度上达到最高效率，只有把全部柱构件相互连接起来。这样整个建筑就像一个从地面伸出的中空筒体或刚性盒子，即筒体结构。
图7.5 筒体结构 Tube structure：示意由密柱与深梁组成的周边筒体及其整体抗侧力工作方式。
预应力混凝土基本上是内部应力按所需程度抵消外部荷载的混凝土。在钢筋混凝土构件中，通常通过张拉钢筋来施加预应力。预应力混凝土的施工方法有先张法与后张法两种。
说明：原文后张法写作 past-tension method，按预应力施工标准术语应为 post-tension method，此处按标准术语记录。
使用高强材料可减小预应力混凝土构件的截面尺寸；随着材料自重降低，更大的跨度在技术上与经济上都变得可行。
砌体的最早使用在中国可追溯到两千年前。在使用钢筋混凝土之前，石材、砖等砌体是主要的建筑材料。即使在现代，由于其保温性能好、制作与施工方便，多数国家尤其是发展中国家仍把它用作民用建筑的主要材料。
砌体结构因造价较低在发展中国家占有一定地位。但众所周知，砖或砌块属于脆性材料：抗压能力强，抗拉能力弱，变形能力或延性较差。用延性材料建造的房屋可以承受强烈地震，即使严重损坏也不会倒塌；而用脆性材料建造的房屋，一旦地震作用超过其抗力就会突然倒塌。因此，对可能发生强烈地震的地区必须作出严格限制。
图7.6 复合砌体（CM）结构 Composite masonry structure：图中按编号标注各部位。
说明：原文灰缝写作 joint motor，按砌体工程标准术语应为 joint mortar，此处按标准术语记录。
研究提出了若干获得适用于地震区延性砌体结构的途径，其中之一是复合砌体（CM）结构。CM结构是在砌体墙中插入若干小型钢筋混凝土柱，并用梁把墙围合起来的结构。钢筋混凝土柱的位置、尺寸、数量和配筋都需要确定。与砌体填充的钢筋混凝土框架结构不同，CM结构中的砌体是在浇筑混凝土之前砌筑的。
柱与梁浇筑之后，砌体墙通过柱中的剪力键以及铺设在柱与砌块之间灰缝中的水平连接钢筋，与混凝土构件良好连接。这样，结构中的混凝土与砌体构件相互约束、协调变形。由于这种约束作用，我们把钢筋混凝土柱称为构造柱，把梁称为圈梁。
在这种结构中，裂缝首先出现在砌体中，斜裂缝贯穿砌体并开始滑移之后才出现在钢筋混凝土柱中。这种方法在中国被广泛接受和使用，跟踪调查表明这类建筑中甚至很难发现温度裂缝，说明结构的整体性很好。
钢结构指以钢材起主要作用的各类建筑结构。钢材的抗压与抗拉能力远优于混凝土，可使结构更轻；钢结构采用三维桁架，因此可以比钢筋混凝土结构做得更大。
受拉构件常见于桁架中的弦杆、多种结构中的斜撑、阳台的直接支承，以及悬索桥中支承桥面的主缆和吊索。
图7.7 典型受拉构件 Typical tension members：
桁架中的弦杆以及建筑中的许多内部柱，都属于承受轴向压力的构件。即使在最理想的条件下，纯轴向受压也是不可能实现的，因此按轴向荷载设计时假定任何微小弯曲的影响可以忽略不计。
图7.8 典型受压构件 Typical compression members：
说明：原文末项编号写作 (t)，按图内编号序列应为 (f)，此处按序列补齐并记录。
梁是承受横向荷载的构件，当截面面积分布得尽可能远离中性轴时效率最高。最常见的梁截面是宽翼缘与工字梁，以及被称为杂形截面的较小轧制工字截面。
对于比可经济轧制的更深更薄腹板的截面，采用焊接工字形截面，包括加劲板梁。对于承受轻荷载的中等跨度，常采用腹板透空的搁栅，即用于支承楼面和屋面的平行弦桁架式构件。钢材可热轧或冷弯成型。
跨越门窗洞口的梁常用角钢，墙板中的梁常用槽钢。
图7.9 典型梁构件 Typical beam members：
说明：原文写作 Ang1e 与 Joints，按钢结构标准术语应为 angle（角钢）与 joists（搁栅），此处按标准术语记录。
注释 [1]
In reinforced concrete structures, steel reinforcing bars are embedded in concrete structures where tensile stress may occur to make the good compressive strength of concrete structures fully put into action.
译文：在钢筋混凝土结构中，钢筋被埋在混凝土结构中可能产生拉应力的地方，以使混凝土良好的抗压强度充分发挥。
注释 [2]
Because of the ways that buildings are made to hold up weight, building structures can be divided into different types, such as framed structure, shear wall structure, wall-framed structure and tube structures.
译文：由于结构承受荷载的方式不同，建筑结构可以分为不同的类型，如框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构和筒体结构等。
注释 [3]
The CM structure is a structure that has some small reinforced concrete columns to be inserted into the masonry wall and to envelop the wall with beams.
译文：复合砌体结构是在砌体墙中嵌入小型的钢筋混凝土柱，并用梁对墙体形成围护的结构形式。
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