资格考试建筑工程中级职称考前复习(结构和地基)ppt模版.ppt

湖南工程职业技术学院,2011年度技术土建工程 专业技术资格考试 建筑业工程专业 建筑结构专业知识 考前复习指导,2011年9月,湖南工程职业技术学院,重点掌握,1、单筋矩形截面、双筋矩形截面、T型截面受弯构件正截面、斜截面承载力及配筋计算； 2、对称配筋大偏心、小偏心受压构件承载力及配筋计算； 3、砌体结构受压构件承载力计算及高厚比验算； 4、钢结构连接（焊接连接、螺栓连接）计算； 5、主动土压力计算以及偏心荷载作用下基础底面尺寸确定。,湖南工程职业技术学院,一、建筑结构概率极限状态设计法,（一）结构的可靠性,结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能（安全性、适用性、耐久性）的能力。,结构在规定的设计使用年限内应满足下列功能要求: 1 在正常施工和正常使用时能承受可能出现的各种作用 2 在正常使用时具有良好的工作性能 3 在正常维护下具有足够的耐久性能 4 在设计规定的偶然事件发生时及发生后仍能保持必需的整体稳定性,结构可靠度可采用以概率理论为基础的极限状态设计方法分析确定,湖南工程职业技术学院,考例 关于设计基准期和设计使用年限的概念，下列叙述错误的是（） A.可靠度指结构在规定的时间内，在规定的条件下完成预定功能的概率，其中，规定的时间指设计基准期。 B.设计使用年限是设计规定的结构或构件不需要进行大修即可按其预定的目的使用的年限。 C.设计基准期是为确定可变作用及与时间有关的材料性能等取值而选用的时间参数，设计基准期为50年。 D.设计使用年限按1、2、3、4类分别采用5年、25年、50年和100年。 参考建筑结构可靠度设计统一标准,湖南工程职业技术学院,（二）结构的极限状态 极限状态可分为下列两类： 1 承载能力极限状态：这种极限状态对应于结构或结构构件达到最大承载能力或不适于继续承载的变形。 当结构或结构构件出现下列状态之一时，应认为超过了承载能力极限状态： 1)整个结构或结构的一部分作为刚体失去平衡(如倾覆等)； 2)结构构件或连接因超过材料强度而破坏(包括疲劳破坏)， 或因过度变形而不适于继续承载； 3)结构转变为机动体系； 4)结构或结构构件丧失稳定(如压屈等)； 5)地基丧失承载能力而破坏(如失稳等)。,一、建筑结构概率极限状态设计法,湖南工程职业技术学院,2 正常使用极限状态：这种极限状态对应于结构或结构构件达到正常使用或耐久性能的某项规定限值。 当结构或结构构件出现下列状态之一时，应认为超过了正常使用极限状态: 1)影响正常使用或外观的变形； 2)影响正常使用或耐久性能的局部损坏(包括裂缝,混凝土剥落,钢筋外露和锈蚀 )； 3)影响正常使用的振动； 4)影响正常使用的其他特定状态；,一、建筑结构概率极限状态设计法,湖南工程职业技术学院,一、建筑结构概率极限状态设计法,（三）结构的可靠度 结构在规定的时间内，在规定的条件下完成预定功能的概率。结构的功能要求包括安全性、适用性、耐久性。结构构件的可靠度宜采用可靠指标来度量。 结构构件承载能力极限状态下的可靠指标 结构构件正常使用极限状态的可靠指标，根据其可逆程度宜取01.5。,湖南工程职业技术学院,（四）、混凝土的耐久性 1、建筑物的耐久等级共分为四级：一级，耐久年限100年以上；二级，耐久年限50100年；三级，耐久年限2550年；四级，耐久年限15年以下。 2、混凝土抵抗环境介质作用下保持形状质量和适用性的能力称为混凝土耐久性。通常检测耐久性包括抗渗性、抗冻性、抗碳化性、抗侵蚀性等。,一、建筑结构概率极限状态设计法,湖南工程职业技术学院,（一）荷载的分类 结构上的荷载可分为下列三类: 1 永久荷载，例如结构自重、土压力、预应力等。 2 可变荷载，例如楼面活荷载、屋面活荷载和积灰荷载、吊车荷载、风荷载、雪荷载等。 3 偶然荷载，例如爆炸力、撞击力等。,二、建筑结构荷载,湖南工程职业技术学院,（二）、荷载的代表值 建筑结构设计时，对不同荷载应采用不同的代表值。 对永久荷载应采用标准值作为代表值。 对可变荷载应根据设计要求采用标准值、组合值、频遇值或准永久值作为代表值。 对偶然荷载应按建筑结构使用的特点确定其代表值。 组合值：对可变荷载，使组合后的荷载效应在设计基准期内的超越概率，能与该荷载单独出现时的相应概率趋于一致的荷载值；或使组合后的结构具有统一规定的可靠指标的荷载值。 频遇值：对可变荷载，在设计基准期内，其超越的总时间为规定的较小比率或超越频率为规定频率的荷载值。 准永久值：对可变荷载，在设计基准期内，其超越的总时间约为设计基准期一半的荷载值。,二、建筑结构荷载,湖南工程职业技术学院,（三）、荷载的效应组合 建筑结构设计应根据使用过程中在结构上可能同时出现的荷载，按承载能力极限状态和正常使用极限状态分别进行荷载(效应)组合，并应取各自的最不利的效应。 对于承载能力极限状态，应按荷载效应的基本组合或偶然组合进行荷载效应组合，并应采用下列设计表达式进行设计:,二、建筑结构荷载,湖南工程职业技术学院,对于正常使用极限状态，应根据不同的设计要求，采用荷载的标准组合、频 遇组合或准永久组合，并应按下列设计表达式进行设计: C结构或结构构件达到正常使用要求的规定限值，例如变形、裂缝、振幅、 加速度、应力等的限值。,二、建筑结构荷载,湖南工程职业技术学院,1、对于基本组合，荷载效应组合的设计值S 应从下列组合值中取最不利值确定: 1)由可变荷载效应控制的组合: 2)由永久荷载效应控制的组合:,二、建筑结构荷载,湖南工程职业技术学院,基本组合的荷载分项系数，应按下列规定采用: 1 永久荷载的分项系数: 1)当其效应对结构不利时：对由可变荷载效应控制的组合，应取1.2；对由永久荷载效应控制的组合，应取1.35； 2)当其效应对结构有利时：一般情况下应取1.0； 2 可变荷载的分项系数: 一般情况下应取1.4；对标准值大于4KN/m2 的工业房屋楼面结构的活荷载应取1.3。当可变荷载效应对结构构件的承载能力有利时，应取1.0 。 3对结构的倾覆、滑移或漂浮验算，荷载的分项系数应按有关的结构设计规范采用。,二、建筑结构荷载,湖南工程职业技术学院,二、建筑结构荷载,2、对于标准组合，荷载效应组合的设计值S应按下式采用： 3、对于准永久组合，荷载效应组合的设计值S应按下式采用：,湖南工程职业技术学院,建筑地基基础设计规范3.0.4：按地基承载力确定基础底面积应按正常使用极限状态下荷载效应的标准组合；计算地基变形时，应按正常使用极限状态下荷载效应的准永久组合；在计算基础或支挡结构内力、确定配筋时，上部结构传来的荷载效应组合和相应的基底反力，应按承载能力极限状态下荷载效应的基本组合，采用相应的分项系数。 钢结构设计规范3.1.4：按承载能力极限状态设计钢结构时，应考虑荷载效应的基本组合，必要时尚应考虑荷载效应的偶然组合。 按正常使用极限状态设计钢结构时，应考虑荷载效应的标准组合，对钢与混凝土组合梁，尚应考虑准永久组合。,二、建筑结构荷载,湖南工程职业技术学院,1. 下列关于永久荷载分项系数的取值的叙述，错误的是（ ）。A可变荷载控制下， 取1.2； B永久荷载控制下， 取1.35； C永久荷载对结构有利时， 取1.0； D为保证安全，永久荷载的分项系数取值不能小于1.0 。 2.正常使用极限状态下，荷载效应组合包括（ ）。 A.基本组合 B标准组合 C.频遇组合 D.准永久组合 3.下列破坏现象中，属于不满足正常使用极限状态的是（ ）。 A.雨篷发生倾覆破坏 B挡土墙发生滑移现象 C.屋面板变形裂缝而漏水 D .钢筋锈蚀,考例,湖南工程职业技术学院,（一）基础知识 1、钢筋的种类 (1)热轧钢筋,常用热轧钢筋的种类、代表符号和强度设计值,RRB400是余热处理钢筋。余热处理钢筋是将屈服强度相当于HRB335的钢筋在轧制后穿水冷却，然后利用芯部的余热对钢筋表面的淬水硬壳回火处理而成的变形钢筋。,三、混凝土结构,湖南工程职业技术学院,（2）中、高强钢丝和钢绞线 （3）热处理钢筋 是将强度很高的热轧钢筋经过加热、淬火和口火等调质工艺处理而制成。,三、混凝土结构,湖南工程职业技术学院,2、钢筋的力学性能 应力应变曲线,三、混凝土结构,湖南工程职业技术学院,几点注意： 热轧钢筋具有明显的屈服点和屈服台阶； 热轧钢筋性能的主要指标为：屈服点、抗拉强度、伸长率和冷弯性能； 中、高强钢丝和钢绞线和热处理钢筋均无明显的屈眼点和屈服台阶，对应于残余应变为0.2的应力，称之为无明显屈服点钢筋的条件屈服点。 钢筋的强度标准值用于正常使用极限状态的验算，设计值用于承载能力极限状态的计算。 冷拉钢筋仍具有明显的屈服点，冷拔钢筋没有明显的屈服点。冷拔可以同时提高钢筋的抗拉强度和抗压强度。,湖南工程职业技术学院,3、混凝土强度 (1)立方体抗压强度fcu,k混凝土强度的基本代表值 规范规定以边长为150mm的立方体在 203的温度和相对湿度在 90以上的潮湿空气中养护28d，依照标准试验方法测得的具有95保证率的抗压强度(以Nmm2计)作为混凝土的强度等级，并用符号fcu,k表示。 标准试验方法不加润滑剂，当用边长为200mm和100mm的试块时，所得数值要分别乘以换算系数1.05和0.95 混凝土强度等级一般可划分为：C15，C20，C25，C30，C35，C40，C45，C50，C55，C60，C65，C70，C75，C80。,三、混凝土结构,湖南工程职业技术学院,（2）轴心抗压强度fck 我国采用150mm150 mm300mm棱柱体作为轴心抗压强度的标准试件。 （3）混凝土的抗拉强度ftk 混凝土的抗拉强ftk比抗压强度低得多。一般只有抗压强度的510。,三、混凝土结构,湖南工程职业技术学院,4、混凝土的变形 (1)混凝土的弹性模量、变形模量 初始弹模：通过原点受压混凝土-曲线切线的斜率为混凝土的初始弹性模量E0。但是它的稳定数值不易从试验中测得。 割线弹模：在-曲线的弹性阶段取某点，做其与原点0的割线，其斜率为割线弹模，不精确。,三、混凝土结构,湖南工程职业技术学院,三、混凝土结构,k,c,c,ce,cp,h,湖南工程职业技术学院,实用弹模Ec ： 目前我国规范弹性模量Ec 值是用下列方法确定的：采用棱柱体试件，取应力上限为0.5fc重复加载510次。 由于混凝土的塑性性质每次卸为零时，存在有残余变形。但随荷载多次重复，残余变形逐渐减小，重复加荷510次后，变形趋于稳定，混凝土的-曲线接近于直线，该直线的斜率为混凝土的弹性模量。,三、混凝土结构,湖南工程职业技术学院,5、混凝土的徐变 混凝土在长期荷载作用下，在荷载(应力) 不变的情况下，变形(应变)随时间而不断增长的现象。 影响徐变的因素： a.混凝土应力条件是影响徐变的非常重要因素 b.加荷时混凝土的龄期 c.混凝土的组成和配合比 d.骨料 e.构件形状及尺寸 f.养护及使用条件下的温湿度,三、混凝土结构,湖南工程职业技术学院,6、受力钢筋的锚固长度 钢筋的外形系数，光面钢筋取0.16，带肋钢筋取0.14. 7、钢筋的搭接长度,三、混凝土结构,湖南工程职业技术学院,湖南工程职业技术学院,1下列钢筋中属于软钢的是（ ）。 A冷拉钢筋 B热处理钢筋 C钢绞线 D冷拔钢筋 2.受压构件在荷载长期作用下，其截面上钢筋和混凝土的应力会（ ）。 A .钢筋应力增加 B .钢筋应力减小 C .混凝土应力增加 D.混凝土应力减小 3. 混凝土的徐变与初应力和加载龄期的关系是（ ）。 A.初应力小加载龄期小则徐变小 B.初应力大加载龄期小则徐变小 C.初应力大加载龄期小则徐变大 D.初应力大加载龄期大则徐变小 4. 混凝土的弹性模量是指（ ）。 A.原点弹性模量 B.切线模量 C.割线模量 D.变形模量,考例,湖南工程职业技术学院,（一）受弯构件 1、受弯构件正截面破坏形态 （1）少筋破坏（min），构件承载能力很低，只要其一开裂，裂缝就急速开展.裂缝截面处的拉力全部由钢筋承受 ，钢筋由于突然增大的应力而屈服，构件立即发生破坏。这种破坏具有明显的脆性性质。 （2） 适筋破坏（ min max构件的破坏首先是由于受拉区纵向受力钢筋屈服.然后受压区混凝土被压碎，钢筋和混凝土的强度都得到充分利用。这种破坏前有明显的塑性变形和裂缝预兆.破坏不是突然发生的，呈塑性性质。,三、混凝土结构,湖南工程职业技术学院,（3）超筋破坏（max）构件的破坏是由于受压区的混凝土被压碎而引起，受拉区纵向受力钢筋不屈服，在破坏前虽然也有一定的变形和裂缝预兆.但不象适筋破坏那样明显，而且当混凝土压碎时，破坏在然发生，钢筋的强度得不到充分利用，破坏带有脆性性质。,三、混凝土结构,湖南工程职业技术学院,2、适筋受弯构件截面受力的三阶段 （1） 第一阶段未裂阶段 当荷载很小时，截面上应力与应变成正比，应力分布为直线称为第阶段。 当荷载不断增大时，受拉区混凝土出现塑性变形，受拉区应力图形呈曲线。当荷载增大到某一数值时，受拉区边缘的混凝土达其实际的抗拉强度和拉极限应变值、截面处在开裂前的临界状态，这种受力状态称为第a阶段 （2） 第二阶段从截面开裂到受拉区纵向受力钢筋开始屈服的阶段 截面受力达a阶段后，荷载只要稍许增加截面立即开裂，当荷载增加到某一数值时，受拉区纵向受力钢筋开始屈服，这种特定的受力状态称为a阶段。,湖南工程职业技术学院,3、第三阶段破坏阶段 受拉区纵向受力钢筋屈服后，在荷载几乎保持不变的情况下，裂缝进一步急剧开展，受压区混凝土出现纵向裂缝，混凝土被完全压碎，截面发生破坏，这种特定的受力状态称为第a阶段。 截面抗裂验算是建立在第a阶段的基础之上，构件使用阶段的变形和裂缝宽度的验算是建立在第阶段的基础之上，而截面的承载力计算则是建立在第a阶段的基础之上的。,三、混凝土结构,湖南工程职业技术学院,或,单筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算,D,D,D,Mu,Mu,Mu,Asfy,Asfy,Asfy,实际应力图,理想应力图,计算应力图,湖南工程职业技术学院,基本计算公式的适用条件,（1）为了防止将构件设计成少筋构件，要求min。 min取0.2和45ftfy（）中的较大值。,（2）为了防止将构件设计成超筋构件，要求构件截面的相对受压区高度不得超过其相对界限受压区高度，即 (=X/h0)b (=xb/h0),建筑工程受弯构件有屈服点钢筋配筋是的b值,湖南工程职业技术学院,截面设计：,截面校核：,As= ?,bh, fc, fy, M,已知：,求：,bh, fc, fy, As,已知：,Mu= ?,求：,基本公式的应用,湖南工程职业技术学院,算例 1、已知矩形梁截面尺寸 ，弯矩设计值为 ，混凝土强度等级为C30，钢筋采用HRB335级，求所需受拉钢筋截面面积。 答案：,验算适用条件,湖南工程职业技术学院,2、已知矩形梁截面尺寸 ，混凝土强度等级为C30，纵向受拉钢筋为3 20，HRB400级钢筋，环境类别为一类。求此梁所能承受的弯矩。,湖南工程职业技术学院,双筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算 1.计算公式及适用条件,As fy,M,As fy,As fy,As fy,(a),(b),(c),(d),湖南工程职业技术学院,由计算图式平衡条件可建立基本计算公式:,公式的适用条件：, b,2as x,条件 b 仍是保证受拉钢筋屈服, 而2asx 是保证受压钢筋As达到抗压强度设计值fy。,湖南工程职业技术学院,解:,验算是否能用单筋: Mmax= 1fc bh02b(10.5b) 当M Mmax且其他条件不能改变时, 用双筋。,双筋用钢量较大, 故h0=has (5060mm),利用基本公式求解:,湖南工程职业技术学院,两个方程, 三个未知数, 无法求解。, 截面尺寸及材料强度已定, 先应充分发挥混凝土的作用, 不足部分才用受压钢筋As来补充。, 令x = xb = bh0,这样才能使As+As最省。,湖南工程职业技术学院,将上式代入求得:,将As代入求得As:,湖南工程职业技术学院,湖南工程职业技术学院,T形截面受弯构件正截面承载力计算,T型及倒L形截面受弯构件翼缘计算宽度bf,湖南工程职业技术学院,基本公式与适用条件,T形截面根据其中性轴的位置不同分为两种类型。,第一类T形截面：中和轴在翼缘高度范围内, 即 x hf (图a),第二类T形截面：中和轴在梁助内部通过, 即 x hf (图b),(a),(b),hf,湖南工程职业技术学院,此时的平衡状态可以作为第一, 二类T形截面的判别条件：,两类T型截面的界限状态是 x = hf,湖南工程职业技术学院,判别条件：,截面复核时:,截面设计时:,湖南工程职业技术学院, 第一类T形截面的计算公式:,与bfh的矩形截面相同:,适用条件:,(一般能够满足。),湖南工程职业技术学院,适用条件:,(一般能够满足。), 第二类T形截面的计算公式:,湖南工程职业技术学院,基本公式的应用,截面设计,截面复核, 截面设计:,解: 首先判断T形截面的类型:,然后利用两类T型截面的公式进行计算。,已知：b, h, bf, hf, fc, fy,求：As,湖南工程职业技术学院, 截面复核:,首先判别T形截面的类型: 计算时由Asfy 与 1fcbf hf比较。,然后利用两类T形截面的公式进行计算。,已知：b, h, bf, hf, fc, fy, As,求：Mu,湖南工程职业技术学院,1.超筋梁的正截面承载力取决于（ ）。 A.混凝土的抗压强度 B.混凝土的抗拉强度 C.钢筋的强度 D.配筋率 2.两根适筋梁，其受拉钢筋的配筋率不同，其余条件相同，设MCr是正截面开裂弯矩，Mu是正截面抗弯强度，则配筋率与MCr / Mu 的关系是（ ） A. 配筋率大的MCr / Mu大 B. 配筋率小的MCr / Mu大 C. 两者MCr / Mu相等 D. 两者MCr / Mu 接近 注释： MCr =rftkW0,r截面抵抗矩塑性影响系数， 矩形截面rm=1.55,考例,湖南工程职业技术学院,有腹筋梁的斜截面三种破坏形态,有腹筋梁的斜截面三种破坏形态 1.斜拉破坏当配箍率sv太小或箍筋间距太大并且剪跨比较大时，易发生斜拉破坏。其破坏特征与无腹筋梁相同，破坏时箍筋被拉断. 2.当配置的箍筋太多或剪跨比很小(=1)时.发生斜压破坏 其特征是混凝土斜向柱体被压碎，但箍筋不屈服. 3.当配筋适量且剪跨比介于斜压破坏和斜拉破坏的剪跨比之间时 发生剪压破坏，其特征箍筋受拉屈服，剪压区混凝土压碎，斜截面受剪承载力随配箍率sv以及箍筋强度fyv的增加而增大。,湖南工程职业技术学院,受弯构件斜截面设计,集中荷载作用下梁的斜截面抗剪承载力计算公式,均布荷载作用下梁的斜截面抗剪承载力计算公式,湖南工程职业技术学院,弯筋抗剪,考虑箍筋及弯筋的斜截面抗剪承载力计算公式,湖南工程职业技术学院,计算公式的适用范围 梁的斜截面受的承载力计算式仅适用于剪压破坏情况。为防止斜压破坏和斜拉破坏，还应规定其上、下限值。,湖南工程职业技术学院,1.上限值最小截面尺寸（防止斜压破坏）,规范是通过控制受剪截面剪力设计值不大于斜压破坏时的受剪承载力来防止由于配箍率过高而产生斜压破坏 。,箍筋超筋,湖南工程职业技术学院,2.下限值最小配筋率和箍筋最大间距及最小直径（防止斜拉破坏）,为防止这种少筋破坏，规范规定当V0.7ftbh0时，配箍率应满足,当配箍率小于一定值时，斜裂缝出现后，箍筋因不能承担斜裂缝截面混凝土退出工作释放出来的拉应力，而很快达到极限抗拉强度并破坏，其受剪承载力与无腹筋梁基本相同。,湖南工程职业技术学院,箍筋构造,箍筋最大间距,湖南工程职业技术学院,斜截面受剪承载力计算位置,湖南工程职业技术学院,考例,矩形截面钢筋混凝土简支梁，两端支撑在砖墙上，净跨度为3560mm，截面尺寸b h=200500mm， 保护层厚度30mm。该梁承受均布荷载设计值96 kN/m（包括自重），混凝土强度等级选C25，箍筋采用HRB335级。 （ fc =11.9 N/mm2 ， ft =1.27 N/mm2 ， fyv =300 N/mm2 ） 试计算此梁所用的箍筋。,湖南工程职业技术学院,湖南工程职业技术学院,湖南工程职业技术学院,1.正常设计的梁发生正截面破坏或斜截面破坏时，其破坏形式应分别为（ ）。 A.超筋梁破坏或斜压破坏 B.适筋梁破坏或剪压破坏 C.适筋梁破坏或斜压破坏 D.少筋梁破坏或斜拉破坏 2.对于受弯构件斜截面破坏，下列说法不对的是（ ）。 A.斜拉破坏是脆性破坏 B.剪压破坏是延性破坏 C.斜压破坏是脆性破坏 D .斜截面的破坏形式都是脆性的 3.某钢筋混凝土受弯构件发生了斜压破坏，则表示（ ）。 A. 剪跨比较小，腹筋配置过少 B.剪跨比较小，腹筋配置过多 C.剪跨比较大，腹筋配置过少 D.剪跨比较大，腹筋配置过多,考例,湖南工程职业技术学院,偏心受压构件是介于轴压构件和受弯构件之间的受力状态。,e0 0,e0 ,轴压构件,受弯构件,偏心受压构件正截面承载力计算的有关原理,偏心受压构件正截面的破坏形态和机理,湖南工程职业技术学院, N的偏心距较大，且As不太多。,受拉破坏 (大偏心受 压破坏),As先屈服，然后受压混凝土达到cu ,As f y。,(a),(b),与适筋受弯构件相似，,湖南工程职业技术学院,(a),(c),(b),湖南工程职业技术学院, N的偏心较小一些或N的e0大，然而As较多。,受压破坏(小偏心受压破坏),最终由近力侧砼压碎，Asf y而破坏。As为压应力，未达到屈服。,使得实际的近力侧成为名义上的远力侧，破坏与相似，,截面大部分受压,最终由受压区砼压碎， Asf y导致破坏，而As未屈服。,但近力侧的压应力大一些，, e0更小一些，全截面受压。, e0很小。,由远力侧的砼压碎及As屈服导致构件破坏，As s。,湖南工程职业技术学院, 大小偏心受压的分界：, b 小偏心受压, = b 界限破坏状态,湖南工程职业技术学院,侧向挠曲将引起附加弯矩，M增大较N更快，不成正比。,二阶矩效应,ei+ f = ei(1+ f / ei) = ei, =1 +f / ei, 偏心距增大系数,M = N(ei+f),湖南工程职业技术学院,式中：,ei = e0+ ea,1 考虑偏心距的变化对截面曲率的修正系数，,2 考虑构件长细比对截面曲率的影响系数，,长细比过大，可能发生失稳破坏。,当 e0 0.3h0时,2 = 1.15 0.01l0 / h 1.0,当l0 / h 15时,当构件长细比l0 / h 8，即视为短柱。取 = 1.0,大偏心 1 = 1.0,2 = 1.0,湖南工程职业技术学院,1. 大偏心受压构件的截面计算, As , As均未知。,X = 0,M = 0,湖南工程职业技术学院,式中As , As ，为未知数，无法求解,解得：,从最小用钢量原则出发，充分发挥砼的作用，,取 = b,式解得：,湖南工程职业技术学院, 已知As 求As,解得,若：,则As不屈服，对As取矩,若：b 说明As太小，,再求As 且要求As minbh0,若,按As ，As 未知求解,ei,as,e,湖南工程职业技术学院,2. 小偏心受压 的构件截面计算, As , As均未知。,基本公式：,湖南工程职业技术学院, 对称配筋：, As = As，,fy = f y，,as = as,判别类型：, 大偏心,当 N Nb,或,当 N Nb, 小偏心,截面计算与复核,矩形截面对称配筋的计算,大小偏心受压构件的判别,湖南工程职业技术学院,1. 大偏心受压：,X = 0,M = 0,由(1)解 代入(2)求得As，,1,2,As = As, 小偏心受压,当,代入求得As，,湖南工程职业技术学院,X = 0,M = 0,2. 小偏心受压：,代入得：,写成：,湖南工程职业技术学院,规范规定：,将代入前面公式,湖南工程职业技术学院,湖南工程职业技术学院,湖南工程职业技术学院,建筑抗震设计规范条文摘选,6.3.3 框架梁的钢筋配置应符合下列要求： 1 梁端计入受压钢筋的混凝土受压区高度和有效高度之比，一级不应大于0.25，二、三级不应大于0.35。 2.梁端截面的底面和顶面纵向钢筋配筋量的比值，除按计算确定外，一级不应小于0.5，二、三级不应小于0.3。,湖南工程职业技术学院,6.3.9 柱的箍筋加密区范围，应按下列规定采用： 1 柱端，取截面高度（圆柱直径）、柱净高的1/6和500三者的最大值； 2 底层柱的下端不小于柱净高的1/3； 3 刚性地坪上下各500； 4 剪跨比不大于2的柱、应设置填充墙等形成的柱净高与柱截面高度之比不大于4的柱、框支柱、一级和二级抗震的角柱，取全高。,湖南工程职业技术学院,1下列对小偏心受压构件的描述不合适的是（） A、远离力一侧钢筋受拉达到屈服 B、近力一侧钢筋受拉达到屈服 C、近力一侧混凝土受压压碎 D、远离力一侧钢筋无论拉压力均达不到屈服 2、下列不是判别大偏心受拉构件的条件是（） A、截面存在着受压区 B、外力作用于 和 之间 C、外力作用于 和 之外 D、 3、大偏心受压柱的判定条件是（） A B C,考例,湖南工程职业技术学院,6、梁腹板高度 时 ，在梁的两侧面应设置腰筋，其间距不宜大于（） A、200mm B、200300mm C、300mm D、300400mm 7、钢筋混凝土轴心受压构件的极限承载力不取决于（） A、混凝土的强度 B、钢筋的数量与强度 C、构件的截面形状 D、构件的长细比,湖南工程职业技术学院,11、钢筋混凝土梁上部纵向钢筋水平的净间距不应小于_，下部纵向钢筋水平的净间距不应小于_.（） A.30mm及1.5d，25mm及d B.30mm及1.5d，30mm及d C.25mm及d，25mm及d D.30mm及1.5d，25mm及1.5d 12、钢筋混凝土柱中纵向受力钢筋的净间距不应小于_mm，在偏心受压柱中，垂直与弯矩平面的侧筋不应大于_mm.（） A、50,300 B、50,350 C、70,300 D、100,250 混规 13、关于抗扭箍筋，下列说法正确的是（） A、应成封闭箍 B、末端应弯折 C、弯折直线长度 10倍箍筋直径 D、直径 8mm,湖南工程职业技术学院,8、下列对大偏心受压构件的描述不正确的是（） A、远离力一侧钢筋受拉达到屈服 B、近力一侧钢筋受压达到屈服 C、近力一侧混凝土受压压碎 D、远离力一侧钢筋无论拉压均达不到屈服,19、某钢筋混凝土四跨连续梁，要取得第四支座的最大负弯矩时，应该在（）加荷载 A、第一跨 B、第二跨 C、第三跨 D、第四跨,21、混凝土结构设计规范规定以下哪些情况受力钢筋不得采用搭接接头（） A、轴心受拉构件 B、轴心受压构件 C、受拉钢筋直径28mm D、受压钢筋直径32mm,湖南工程职业技术学院,24、钢筋混凝土弯、剪、扭构件中，一般应配置（）来抵抗扭矩作用。 A、纵筋 B、箍筋 C、弯筋 D、吊筋 25、影响斜截面受剪承载力的主要因素有（） A、剪跨比 B、混凝土强度等级 C、配箍比 和箍筋强度 、纵向钢筋配筋率 26、四边支撑的混凝土板（） A、当长边与短边长度之比 2.0时，应按双向板计算 B、当长边与短边长度之比大于2.0，但小于3.0时，宜按单向板计算 C、当长边与短边长度之比大于2.0，但小于3.0时，宜按双向板计算 D、当长边与短边长度之比 3.0时，可按单向板计算,湖南工程职业技术学院,三、砌体结构,（一）砌体材料的强度等级及设计要求 1、块体的强度等级 块体的强度等级用符号MU表示，如MU10,MU表示砌体中的块体强度等级的符号, 其后数字表示块体强度的大小, 单位为N/mm2。 （1）、 烧结普通砖、烧结多孔砖的强度等级：MU30、MU25、MU20、MU15和MU10。 （2）、蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖的强度等级：MU25、MU20、MU15和MU10。 （3）、砌块的强度等级：MU20、MU15、MU10、 MU7.5和MU5。 2、砂浆 砂浆的强度等级用M表示：M15、M10、M7.5、M5和M2.5。,湖南工程职业技术学院,(二)砌体强度设计值的调整 1、有吊车房屋砌体、跨度不小于9m的梁下烧结普通砖、跨度不小于7.5m的梁下烧结多孔砖、蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖砌体，混凝土和轻骨料混凝土砌块砌体， 2、对无筋砌体构件，其截面面积小于0.3m2时， 为其截面面积加0.7。对配筋砌体构件，当其中砌体截面面积小于 0.2m2， 为其截面面积加0.8； 3、当砌体用水泥砂浆砌筑时，对抗压强度设计值， 为0.9；对抗拉强度设计值和抗剪强度设计值， 为0.8。 4、当施工质量控制等级为C级时， 为0.89； 5、当验算施工中房屋的构件时， 为1.1。,湖南工程职业技术学院,（三）砌体的力学性能 一.砌体受压破坏过程的三个阶段： 1.从加载到个别砖出现裂缝。其特点为不加载，裂缝不发展。 2.形成贯通的裂缝，特点是不加载裂缝继续发展，最终可能发生破坏。 3.破坏，被竖向裂缝分割成的小柱失稳破坏。,湖南工程职业技术学院,（四）、影响砌体抗压强度的主要因素 1.块材和砂浆的强度等级 2.砂浆的弹性模量和流动性（和易性） 砂浆的弹性模量越低，砌体的抗压强度越低，原因是砌体内的块体受到的拉力越大。砂浆的和易性好，砌体的强度高。,注：同样强度等级时，混合砂浆砌筑的砌体的抗压强度大于水泥砂浆砌筑的砌体的抗压强度。 3.块材高度和块材外形 砌体强度随块材高度增加而增加。 块材的外形比较规则、砌体强度相对较高。 4.砌筑质量 砌筑质量主要包括灰缝的均匀性和饱满程度。对表面平整的块材，砌体抗压强度将随着灰缝厚度的加大而降低。砂浆厚度太薄，砌体的抗压强度也将降低。,湖南工程职业技术学院,（五）、砌体结构房屋墙、柱静力计算方案 1、 房屋的结构布置方案 混合结构房屋有如下四（三）种承重体系:横墙承重体系、纵墙承重体系，纵横墙混合承重体系,湖南工程职业技术学院,(六)房屋的静力计算方案 在房屋的内力计算时, 根据房屋的空间刚度大小分为刚性方案、刚弹性方案和弹性方案三种静力计算方案，各方案的内力计算方法不同。 1.刚性方案：房屋的空间刚度比较大，在水平荷在作用下，房屋的位移比较小，在内力计算时，可将墙体视为一竖向的梁，楼盖和屋盖为该梁的不动铰支座。 2.弹性方案：房屋的空间刚度比较小，在荷载作用下位移比较大，内力计算时，按屋架与墙柱铰接的排架或框架计算内力。 3.刚弹性方案：房屋的空间刚度介于上述两者之间，在荷载作用下，房屋的位移不能忽略不计，在内力计算时按排架或框架计算，但要增加弹性支座。,湖南工程职业技术学院,三种静力计算方案的计算简图,湖南工程职业技术学院,湖南工程职业技术学院,（七）墙、柱受压承载力计算 一、墙柱受压 无筋砌体受压构件，无论是轴心受压还是偏心受压，也不论是短柱或长柱，均可按下列公式计算：,式中:N轴向力设计值； 高厚比和轴向力的偏心距对受压构件承载力的影响系数，可查砌体结构设计规范（GB500032001）附录D的附表或按公式计算； f砌体抗压强度设计值（注意有些情况需要进行修正）； A截面面积，对各类砌体均可按毛截面计算。 受压构件的高厚比，按下列公式计算：,湖南工程职业技术学院,H0受压构件的计算高度，可查表5-15； h矩形截面偏心力方向的边长，当为轴心受压时，为截面的短边尺寸；,对于矩形截面：,对于T型截面：,高厚比越大（构件越高）承载力越低。偏心距越大承载力越低。,hTT形截面的折算厚度， i回转半径。,湖南工程职业技术学院,（二）修正系数 的取值： 1.烧结普通砖、烧结多孔砖砌体1.0。 2.混凝土及轻骨料混凝土砌块砌体1.1。 3.蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖、细料石和半细料石砌体1.2。 4.粗料石和毛石砌体1.5。,承载力计算时应注意的几个问题 （一）对于矩形截面构件，当轴向力偏心方向的截面边长大于另一方向的边长时， 除按偏心受压构件计算外，还应对较小边方向，按轴向受压进行验算，即还应满足：,（三）轴向力的偏心距应符合下列限值要求即 e0.6y e=M/N 式中y为截面重心至轴向力所在偏心方向截面受压边缘的距离。,湖南工程职业技术学院,例题：截面尺寸为370490mm的砖柱，砖的强度等级为MU10，混合砂浆强度等级为M5，柱高3.2M,两端为不动铰支座。柱顶承受轴向压力标准值 Nk=160KN（其中永久荷载130KN，已包括砖柱的自重），试验算柱的承载力。,湖南工程职业技术学院,例2 某带壁柱的窗间墙，截面尺寸如图，壁柱高5.4M，计算高度为6.48M，用MU10粘土砖及M2.5混合砂浆砌筑。控制截面内力为N=320KN，M=41KNm，弯矩方向是翼缘受压，试验算该墙体的承载力。,湖南工程职业技术学院,截面折算厚度：,解:,截面面积：A=2000240+380490=666200mm2，,截面重心位置：,截面惯性矩：,回转半径：,湖南工程职业技术学院,查表得:=0.38，, fA=0.3856662001.3 =333.43KN320KN,湖南工程职业技术学院,局部受压计算 一局压分类 1.均匀局部受压：局压面积上的压应力均匀分布。 2.梁端局部受压：大梁下的局部受压，也称为非均匀局部受压。 3.垫块下局部受压： 4.垫梁下局部受压：,湖南工程职业技术学院,1、 均匀局部受压计算,式中:Nl作用于局部受压面积上的纵向力设计值； Al局部受压面积 f砌体抗压强度设计值，可不考虑强度调整系数的影响 砌体局部抗压强度提高系数，可按下式计算,A0影响局部抗压强度的面积，按下图计算：,湖南工程职业技术学院,为了防止砌体一开裂就发生脆性破坏，规范对 的取值做了限制，即对图a情况(砌体中部局压) 2.5 对于图b情况（窗间墙局部受压） 2.0 对于图c情况（拐角处局部受压） 1.5 对于图d情况（墙体端部局部受压） 1.25 对于多孔砖砌体和要求灌实的砌块砌体 1.5，未灌孔混凝土砌块砌体=1.0 局部受压时砌体抗压强度提高的原因为周围砌体的约束作用，砌体三向（或双向）受压和压应力的扩散。,湖南工程职业技术学院,2 、梁端局部受压 梁端局部受压时有两个特点： (1)梁端下的局部受压面积上不仅受梁传来的荷载Nl（梁的支座反力），而且还要受上部砌体传到梁端的压力N0,湖南工程职业技术学院,(2)梁端存在一个有效支承长度，而且在 有效支承长度上由于梁传来的荷载所产生的压应力不是均匀分布的，而为曲线型分布。 a设计时梁的支承长度； a0有效支承长度；,根据试验得到，梁端的有效支承长度可按下式计算：,式中:hc梁的截面高度； f砌体抗压强度设计值。,由于梁存在一个有效支承长度，因此局压面积为:,梁的支座反力到墙边的距离，不论楼面梁还是屋面梁均为0.4a0,湖南工程职业技术学院,梁端局压强度计算,式中:N0按平均压应力计算的上部荷载传来的作用于局压面积上的荷载设计值;,0 上部砌体传来的设计荷载在梁底截面处产生的平均压应力； 上部荷载的折减系数，,压应力丰满系数，对于一般的梁取0.7，对于过梁和墙梁，取1.0。,湖南工程职业技术学院,3、垫块下局部受压 垫块一般都做成刚性的。所谓刚性垫块，要求垫块从梁边挑出的长度不大于垫块的厚度。 刚性垫块下砌体的局压承载力可按偏心受压构件计算，其强度计算公式为：,式中： N0上部砌体传来的作用于垫块面积上纵向荷载设 计值,N0=0Ab Ab垫块的面积， Ab= ab bb； ab,bb垫块的长度和宽度； 垫块上N0和Nl的合力偏心距对承载力的影响系数,可查表，查表时3； 1=0.8 ;,湖南工程职业技术学院,大梁在垫块上的支承长度可按下式计算:,式中:h梁的截面高度； 1刚性垫块的影响系数，按下表取值；,垫块的构造要求： （1）垫块的厚度不宜小于180mm。 （2）在带壁柱墙的壁柱内设置垫块时，其局压承载力降低，因此其计算面积不考虑翼缘部分，只取壁柱范围内的面积。同时壁柱上垫块深入翼墙的长度不应小于120mm。,湖南工程职业技术学院,（八） 构造措施 墙体除了要满足强度要求外，还要采取合理的构造措施确保结构的安全和正常使用。 一、墙、柱高厚比验算 矩形截面墙、柱高厚比应按下式验算：,式中:H0墙柱的计算高度，可查规范5.3.1条，或按表5-15取值； h墙厚或与矩形柱较小边长； 1墙厚小于等于240mm的非承重墙允许高厚比修正系数; 当h=240mm时，11.2； 当h=90mm时，11.50。中间数值按内插取值。 墙柱的允许高厚比可查下表。,湖南工程职业技术学院,2有门窗洞口墙允许高厚比修正系数；按下式计算：,bs在宽度为S范围内的门窗洞口宽度； S相邻窗间墙或壁柱之间的距离（或验算墙片的总长度）。 当洞口高度小于等于墙高的1/5时，取 2 =1.0，当算得的小于0.7时，取0.7。,湖南工程职业技术学院,湖南工程职业技术学院,注：表中为相邻横墙间的距离；为构件的实际高度；为变截面柱的上段高度；为变截面柱的下段高度。 表中受压构件的高度按下列规定取值： (1) 在房屋的底层，为楼板顶面到构件下端的支点的距离。下端支点的位置，可取在基础顶面。当基础埋深比较深且有刚性地坪时，可取室外地面下500mm处； (2）在房屋其他层次，为楼板或其他水平支点间的距离； (3)对于无壁柱的山墙，可取层高加山墙尖高度的1/2；对于带壁柱的山墙可取壁柱处的山墙高度。,湖南工程职业技术学院,二、带壁柱墙的高厚比验算 带壁柱墙除了要验算整片墙的高厚比外，还要验算壁柱间墙的高厚比。 1.整片墙的高厚比验算 由于带壁柱墙的计算截面为形截面，故其高厚比验算公式为：,I,A分别为带壁柱墙截面的惯性矩和面积。 确定带壁柱墙的计算高度时，墙长S取相邻横墙的距离,式中:hT带壁柱墙截面的折算厚度; i带壁柱墙截面的回转半径;,湖南工程职业技术学院,2.壁柱间墙的高厚比验算 验算壁柱间墙的高厚比时，按矩形截面墙验算。,计算H0时，墙长S取壁柱间的距离。而且，不伦带壁柱墙体的房屋静力计算属何种计算方案，H0的值一律按刚性方案一栏选用。,湖南工程职业技术学院,三.设置构造柱墙的高厚比验算 1.整片墙验算 当构造柱截面宽度不小于墙厚时，可按下式验算：,式中：h为墙体厚，在确定墙体高度时，S取横墙之间的距离；,c墙体允许高厚比修整系数;,式中:系数，对于细料石、半细料石砌体 =0；对于混凝土砌块、粗料石、毛料石及毛石砌体,=1.0；其他砌体 =1.5。 bc构造柱沿墙长方向的宽度； l构造柱的间距。,湖南工程职业技术学院,当bc/l0.25时，取bc/l=0.25，当bc/l0.05时，取 bc/l=0。 注：考虑构造柱有利作用的高厚比验算不适用于施工阶段。 2.构造柱间墙的高厚比验算 同壁柱间墙的高厚比验算，在确定墙体计算高度时，取构造柱之间的距离。 设置钢筋混凝土圈梁的带壁柱墙或带构造柱墙，当 b/s1/30时，圈梁可视为壁柱间墙或构造柱间墙的不动铰支座（b为圈梁的宽度）。,湖南工程职业技术学院,（九） 过梁及挑梁 一、过梁的分类和应用范围 常用的过梁有砖砌过梁和钢筋砼过梁，砖砌过梁按其构造不同又分为砖砌平拱、砖砌弧拱和钢筋砖过梁等几种形式。 1.砖砌平拱 将砖竖立和侧立成跨越窗洞口的过梁称砖砌平拱。其厚度等于墙厚，高一般为240mm和370mm，净跨度不应超过1.2m，砖的强度等级不应低于MU10，砂浆强度等级不低于M5。 2.钢筋砖过梁 钢筋砖过梁净跨不应超过1.5m。,湖南工程职业技术学院,二过梁上的荷载 作用在过梁上的荷载有砌体自重和过梁计算跨度范围内的梁、板荷载。,1.墙体荷载 对砖砌体，当过梁上的墙体高度hwln/3时(ln为净跨)，按全部墙体的均布自重设计值采用。当hw ln/3时，则按高度为ln/3墙体的均匀自重设计值采用。,湖南工程职业技术学院,对混凝土砌块砌体，当过梁上的墙体高度hw ln /2 时，按全部墙体的均布自重设计值采用。当 hw ln /2时，则按高度为 ln /2墙体的均布自重设计值采用。 2梁、板荷载 对砖和混凝土砌块砌体，梁、板下的墙体高度 hw ln 时，按梁板传来的荷载采用。梁板下的墙体高度 hw ln 时，可不考虑梁、板荷