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建筑结构 复习提纲第一章 绪论第二节 建筑结构的基本要求1平衡 保证结构和结构的任一部分不发生运动，力的平衡得到满足。2稳定 结构或结构的任一部分作为刚体不允许发生危险运动。 3承载能力 结构或结构的任一部分在预计的荷载作用下安全可靠。4使用 结构应当满足建筑物的使用目的，不出现影响使用的变形、裂缝、局部损坏、震动。5经济 结构造价通常占整体30%，应当是最经济的。6美观 有时没学重要性大于承载能力和经济，象征性和纪念性建筑尤甚。第三节 建筑结构的分类一按材料分类1混凝土结构 优点：省钢、就地取材、耐火耐久、可模性好、整体性好。 缺点：自重大抗裂性差。2砌体结构 优点：就地取材、成本低，耐久耐腐蚀性好。 缺点：材料强度低、自重大施工慢、现场作业量大，烧砖占用土地。3钢结构 优点：质量均匀、强度高、构件截面小、重量轻，可焊性好，制造工艺简单，便于工业化施工。 缺点：易腐蚀耐火差价格高。4木结构 优点：制作简单、自重轻、加工容易。 缺点：易燃易腐易受虫蛀。5（补充）钢-混凝土结构二按受力和构造特点分1混合结构 楼屋盖一般用钢砼结构构件，墙体及基础采用砌体结构。2排架结构 承重体系是屋面横梁和柱及基础，主要用于单层工业厂房，横梁与柱的顶端铰接，柱的下端与基础固接。 3框架结构 横梁和柱及基础组成主要承重体系，横梁与框架柱刚性连接形成整体钢架，底层柱脚与基础顶面固接。4剪力墙结构 纵横布置成片钢砼墙体叫剪力墙，高从基础到屋顶，宽度是房屋全宽，与钢砼楼屋盖整体连接。5其他形式结构第四节 建筑结构选型一、 多层和高层房屋结构（10层及10层以上高度大于28m）1. 混合结构体系 2.框架结构体系 3.剪力墙结构 4.高层房屋结构的布置特点：见书本P9二、 单层大跨度房屋结构1. 钢筋混凝土单层厂房结构排架结构刚架结构拱结构2. 其他型式的结构薄壳结构网架结构悬索结构折板结构第二章 建筑结构的设计标准和设计方法第一节 设计基准期和设计使用年限一设计基准期 结构设计所采用的荷载统计参数、与实践有关的材料性能取值，需要选定一个时间参数，即设计基准期。我国采用50年。二设计使用年限 设计规定的一个时期。在这个时期内，房屋在正常设计，正常施工，正常使用和维护下不需要进行大修就能按其预订目的使用。 1类 5年 临时性结构 2类 25年 已于替换的结构构件 3类 50年 普通房屋和构筑物 4类 100年 纪念性和特别重要的建筑结构第二节 结构的功能要求、作用和抗力结构的功能要求 1结构安全性要求 1）正常施工和正常使用时，能承受可能出现的各种问题。 2）再设计规定的偶然时间发生时及发生后，仍能保持必须的整体为稳定。 2结构的适用性要求 结构在正常时具有良好的工作性能。 3结构的耐久性要求 结构在正常维护下具有足够的耐久性能。第三节 建筑的可靠度理论和极限状态设计法一结构的可靠性和可靠度 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的能力。 可靠度：对结构可靠性的定量描述，在规定时间内（设计使用年限）规定的条件下（正常设计、施工、使用条件，不考虑人为过失）完成预定功能的概率。二概率极限状态设计法1极限状态定义：整个结构或结构的一部分超过某一特定状态就不能满足设计规定的某一功能要求，该状态即极限状态。2极限状态分类： 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。b、结构构件或连接因超过强度而破坏。c、结构转变为机动体系。d、结构或构件丧失稳定。e、地基丧失承载能力而破坏。 2）正常使用极限状态 结构或结构构件达到正常使用或耐久行的某项规定限值。A影响正常使用或外观变形。B影响正常使用或耐久性能的局部损坏。C影响正常使用的震动。D影响正常使用的其他特定状态。第三章 建筑材料的力学性能第一节 建筑钢材一钢材的力学性能1应力-应变曲线 详见书P342强度 屈服强度 和抗拉强度两项，比之不大于0.8。3塑性 破坏前产生变形的能力。伸长率和冷弯性能。 伸长率大的钢材塑性好，拉断前有明显预兆，伸长率小的塑型材，破坏突然发生，呈脆性特征。有明显屈服点的钢材都有较大的伸长率。 冷弯性能指钢材在常温下承受弯曲时产生塑性形变的能力。反应钢材塑性性能和内在质量。 需要验算疲劳的焊接结构钢材，需要具有常温冲击韧性的合格保证。二型钢和钢板：1角钢、槽钢、工字钢等 2厚板4.5-60mm 薄板0.35-4mm3Q235 Q345 Q390 Q420 厚度16mm屈服强度分别为其 数值N/mm，16越厚越低。三钢筋和砼共同工作 1砼结硬后能与钢筋牢固粘结互相传递应力和变形，粘结力是共同工作的基础。 2钢筋和砼具有相近的温度曲线膨胀系数。 3砼提供碱性环境可以保护钢筋免受锈蚀。第三节 钢筋与混凝土的相互作用粘结力一粘结力 钢筋和砼共同工作的基础是粘结力，粘结力是存在于钢筋与砼界面上的作用力。 三部分组成1砼收缩将钢筋紧固的摩擦力。2.砼颗粒化学作用的胶合力。3.钢筋表面凹凸不平与砼之间的机械咬合力。第五章 钢筋混凝土轴心受力构件第一节 轴心受力构件的受力特点一板的构造规定 单向现浇板最小厚度60mm，民用60工业70，双向80，无梁楼板150。 受力钢筋一般为6-10HPB235级钢筋间距70-200mm 当板厚h150mm间距1.5h且250mm。 受力钢筋外边缘算起的砼保护层最小厚度：一般韩静娴15-20mm（C20）预制板砼保护层可相应减少5mm。第二节 受弯构件正截面性能的试验研究梁受力三个阶段 1.弹性工作阶段2.带裂缝工作阶段3.破坏阶段梁的正截面破获特征 1. 适筋破坏 受拉钢筋首先屈服，随着受拉钢筋塑性变形发展，受压砼边缘纤维达到极 限压应变被压碎，破坏前又明显预兆，破坏前裂缝和变形急剧发展，延性破坏。 2. 超筋破坏 破坏时因钢筋量高未屈服，砼受压边缘达到极限被压碎。受拉区砼裂缝不 明显无明显预兆，脆性破坏。 3. 少筋破坏 配筋量少受拉砼一旦开裂钢筋迅速屈服甚至拉断，受拉区砼裂缝宽挠度大 而受压区砼未达到极限。脆性破坏，一裂即坏，不允许设计少筋梁。双筋截面 1截面承受弯矩较大且截面尺寸受限制不能调整。 2同一截面在不同荷载效应组合下受到变号弯矩作用。 3在抗震设计中，需要配置受压钢筋以增加构件的截面延性。 T型截面判别 1当砼受压区高度xhf(即hf/h0)，第一类截面。 2当xhf（即hf/h0），第二类截面。为了避免截面破坏应当使用合理的截面尺寸和合理的配筋构造。当梁承受的剪力较大时，在优先采用箍筋的前提下，还可以利用梁内跨中的部分受拉钢筋在 支座附近弯起已承担部分剪力，称之为弯起钢筋，箍筋和弯起钢筋统称为腹筋。斜截面破坏主要形态 1斜拉破坏 2剪压破坏 3斜压破坏最小刚度原则 在计算挠度时，假定个同号弯矩区段内的刚度相等，并采用该区段内最大弯矩处的刚度（即最小刚度）。第八章 预应力混凝土结构的一般知识预应力砼构件：在砼构件承受使用荷载前的制作阶段，预先对使用阶段的受拉区施加应力。受力特征： 1构件的抗裂性得到提高。 2预应力的大小可以调节。 3在使用荷载作用下，预应力砼构件基本上处于弹性工作阶段。 4施加预应力对构件正截面承载力无明显影响。施加预应力方法： 1先张法：钢筋先在台座上张拉并锚固，然后支模和浇捣混凝土。钢筋放松后将产生弹性回缩，但钢筋和砼之间的粘结力阻止其回缩，因而获得预应力。 2后张法：先制作构件并留孔道，等砼到达一定强度后在孔道内穿入预应力钢筋，在构件上张拉并锚固，从而施加预应力。第九章 砌体和砌体构件一砌体的受压性能 1受压破坏的三个阶段：A单砖内出现裂缝。B裂缝通过若干皮砖形成连续缝。C形成贯通裂缝砌体完全破坏。 2影响砌体抗压强度的主要因素：A块体和砂浆的强度。B块体尺寸和几何形状的影响。C砂浆性能的影响。D砌筑质量的影响。 二强度调整系数a 1无筋砌体构件截面面积A小于0.3时，a=A+0.7（A单位） 2当施工质量控制等级为C级时，a为0.89。三局部抗压强度提高的原因 1未直接承受压力的外围砌体对直接受压的内部砌体有约束作用，使直接受压的内部砌体处于三向受压状态，套箍强化作用。2由于砌体搭缝砌筑局部压力迅速向为直接受压的砌体扩散，使单位面积上的应力很快变小，使局部受压强度得到提高，成为力的扩散作用。第十章 混合结构房屋房屋的静力计算方案：刚性方案、刚弹性方案、弹性方案。主要划分依据是考虑楼盖或屋盖刚度及横墙间距（包括横墙刚度）两个主要因素的影响。 刚性及刚弹性应符合：1.横墙厚度180mm。2.洞口面积横墙中不超过50%。3.横墙高度单层不宜大于长度，多层不宜大于横墙长度2倍。房屋结构布置方案 1纵墙承重方案 2横墙承重方案 3纵横墙混合承重方案 4内框架承重方案墙柱允许高厚比及验算：为保证墙柱稳定性，其计算高度与墙体厚度的壁纸不应超过某一限值，该限制成为允许高厚比。圈梁 概念：在墙体内沿水平方向同一标高设置的封闭的钢筋砼梁或钢筋砖带称为圈梁。作用：增强房屋的整体刚度防止由于地基的的不均匀沉降或较大的震动荷载等对房屋引起的不利影响。布置：1.宿舍办公楼3-4层应在檐口标高出设置圈梁一道，当层数超过4层时，应在所有纵横墙上隔层设置。东曾砌体工业房屋，每层应设置钢筋砼现浇圈梁。2.车间仓库食堂等空旷单层房屋，A对砌体房屋檐口标高为5-8m时，应在檐口设置一道圈梁。大于8m时适当增设。B对有电动桥式吊车或较大震动设备的单层工业房屋，除在檐口或窗顶标高出设置钢筋砼圈梁外，并宜在吊车梁标高处或其他适当位置增设。 3.对软弱地基上的砌体承重结构房屋。A在多层房屋的基础和顶层处宜各设一道，其他各层隔层设置，必要时也可层层。B圈梁应设置在外墙，内纵墙和主要内横墙上，并在平面内联成封闭系统。圈梁构造：圈梁宜连续的设在同一平面上并形成封闭状，当圈梁被洞口截断时，应在洞口上部增设相同截面的附加圈梁。附加圈梁与圈梁的搭接长度不应小于1m，且不应小于其垂直间距的2倍。构造柱：为了提高多层砌体结构的抗震性能，在砌体内部设置的钢砼柱，加强稳定性。 作用：主要位置楼梯间平台，主要抗剪力与抗震，起横向作用。第十一章 钢结构钢梁丧失整体稳定性：钢梁的截面高而窄，承受荷载后在弯矩平面内产生弯曲变形，侧向保持平直，但当荷载达到某一数值后，连载扰力作用下可能突然发生侧向弯曲和扭转。可以不计算梁的稳定性的情况： 1有铺板密铺在亮的受压翼缘上并与其牢固相连，能阻止梁受压翼缘侧向位移。 2 H型钢或等截面工字钢简支梁受压翼缘的自由长度l1与其宽度b1之比不超过表11-4。防止局部失稳： 1保证梁受压翼缘的局部稳定，可限制翼缘的宽厚比。 2为保证梁腹板的局部稳定，可在腹板两侧成对的设置横向加劲肋，有时还在弯曲应力大的区段的受压区设置纵向加劲肋。实腹式轴心受压构件的截面设计原则 1.肢宽臂薄2.等稳定性3.制造省工构造简单设计步骤1初步选择截面 2进行截面验算 3满足构造规定连接所采用的焊缝形式主要有对接焊缝和角焊缝，还有透焊的T形焊缝。螺栓连接：螺栓连接也简称栓接，通过螺栓产生的紧固力是被连接构件成为整体。分普通螺栓连接和高强度螺栓连接。第十二章 钢筋混凝土梁板结构单向板：沿单方向传递荷载，受单向玩去的板成为单向板。双向板：板的长度和短边比值接近（l2/l12），在承受和传递荷载时，板在两个方向的内力和变形都不能忽略。塑性铰和塑性内力重分布的概念。按弹性理论计算时，结构构件内的刚度始终不变，内力与荷载成正比。而钢筋砼受弯构件在荷载作用下会产生裂缝，且材料也非匀质弹性材料，因而结构构件各截面的刚度相对值会发生变化，而超静定结构构件的内力是与构件刚度有关的，刚度的变化意味着截面内力分布会发生不同于弹性理论的分布。现浇梁式楼梯，由梯段与休息平台组成，梯段包括踏步板和梯段梁，休息平台包括休息板和平台梁。荷载用踏步板传至梯段梁再传至平台梁然后传至墙体或柱最后传至基础和地基上。现浇板式楼梯，梯段板和平台梁组成，梯段板为沿跑方向受弯构件，支撑在上下平台梁上。荷载通过梯段板直接传到平台梁上在再传至墙体和柱最后传至基础和地基上。第十三章 多层钢筋混凝土框架结构变形缝伸缩缝：为避免温度应力和砼收缩应力是房屋产生裂缝而设置的，在伸缩缝处，基础顶面以上的结构和建筑全部分开。沉降缝：为避免地基不均匀沉降在房屋结构中产生裂缝而设置的，沉降缝一般发生部位A土层变化较大处B地基基础处理方法不同出C房屋平面形状变化的凹角处D房屋高度、重量、刚度、有较大变化处E新建部分与原有建筑结合处。必要时沉降缝将建筑从屋顶到基础全部断开。两缝均需时进行合并设置，以减少整个房屋缝数。其缝宽与地质条件和房屋高度有关，一般不小于50mm，房屋高度超过10m时不小于70mm。第十四章 建筑地基基础柱下钢筋砼独立基础，常用于多层框架柱和单层工业厂房柱，设计时，需确定基础底面积，基础高度及基础配筋。第十五章 地震作用和结构的抗震验算地震，就是由于地面运动而引起的震动，原因是地壳板块的构造运动，局部岩层变形应力过大，超过岩石强度是，突然断裂错动释放出的能量。除了一小部分转换为热能外，大部分以地震波形式传递到地面引起震动。成为构造地震，简称地震。两大地震带：环太平洋地震带，地中海南亚地震带。底层深处发生岩石断裂错动释放能量产生震动的地方称为震源，震源正上放地面称为震中，震中附近的地区震中区。地震释放的能量以波的形式传播。在地球内部传播的波称为体波，在地球表面传播的波称为面波。体波包括纵波和横波，纵波是一种压缩波，也称P波，介质振动方向与波传播方向一致，纵波周期短振幅小波速最快，引起