建筑结构教案4学时

云云南南建建设设学学校校教教案案 课程名称课程名称 建 筑 结 构 基 础 授课教师授课教师 2010 年 8 月 24 日 说明 1 编写教案时应标明课题 写出教学目的 重点 难点 形式 2 教学内容一般应新旧联系 深入浅出 教法灵活 联系实际 并包括小结 作业布置等环节 3 每学期结束时 应将教案送教务处检查 附表 班 级 市政 道桥 专业 0901 班 二 年级 教 学 时 间 2010 至 2011 学年 上 学期 共 16 周 总计 96 学时 其中讲授 86 学时 课内实践环 节 0 学时 机动 10 学时 专 用 周 实践环节专用周 周 内容为 教 材 建筑结构 吴承霞 陈式浩 主编 高等教育出版社 签检负责人 年 月 日 第一讲绪论 教学目的通过本讲学习 对建筑结构这门课有一定的了解 教学重点对各种结构的认识与理解 教学难点对各种结构的理解 教学形式讲授 教 学 内 容 新课 一 建筑结构的概念和分类 1 建筑结构的概念 建筑结构是指建筑物中用来承受荷载和其他间接作用的体 系 又称建筑物的骨架 组成结构的构件有 板 梁 屋架 柱 墙 基础 2 建筑结构的分类 根据材料的不同分为 混凝土结构 砌体结构 钢 结构 木结构 由于木材强度低 易燃 易腐 结构易变形 且木材受自然条件限制 故极少采用 等 一 混凝土结构 1 概念 以混凝土为材料的结构称为混凝土结构 它包括 素混凝土机构 钢筋混凝土结构 预应力混凝土结 构三种 2 优缺点 优点 强度高 耐久性好 耐火型号 可模性好 整体性 好 易于就地取材等 缺点 自重大 抗裂性较差 且损坏后难以修复 3 工程应用 厂房 住宅 写字楼等多高层建筑中 在桥梁 和水利也有大量应用 4 发展方向 高强 轻质 耐久 提高抗裂性和易于成型 二 砌体结构 1 概念 指用砖 石或砌块为块材 用砂浆砌筑的结构 它包括 砖砌体 石砌体 砌块砌体三大类 2 优缺点 优点 就地取材 造价低廉 有很好的耐火性和较好的耐 久性 保温隔热性能好 施工方便 缺点 自重大 强度较低 抗震性能差 砌筑工作量大 3 工程应用 建造大量的低层 中高层民用建筑 水塔 小 型水池 小型工厂等 4 发展方向 考虑 节土 节能 利费 发展空心砖 应用 配筋砌体 提高施工技术水平等 一 钢结构 1 概念 用钢板和型钢制作而成的承重构件或承重结构 板书 文中加粗部分文字 启导 2 优缺点 优点 承载力高 重量轻 材质均匀 抗震性好 施工速 度快等 缺点 易腐蚀 耐久性和耐火性差 造价高等 3 工程应用 大跨度屋盖 高层建筑 重型工业厂房 桥梁 结构 板壳结构及塔桅结构中 4 发展方向 高强 钢 混凝土组合结构 二 地基与基础的概念 基础 是建筑物的下部承重结构 其造价要占总造价的 1 5 甚至 1 3 地基 地层中产生应力和变形的那部分土层 包括持力层 与下卧层 基础应埋置在良好的持力层上 三 建筑抗震的概念 为防御地震灾害 减轻地震损失的一项切实有效的措施 四 本课程的任务和学习方法 任务是 了解建筑结构计算的基本原则 掌握混凝土结构 砌体结构和钢结构基本构件的计算方法 理解建筑结构构件及 基础的构造要求 能真确识读结构施工图 学习方法 注意和其他课程的联系 理论联系实际 第二讲 第一章第一章 建筑结构的基本设计原则建筑结构的基本设计原则 第一节第一节 建筑结构荷载及其效应 第二节建筑结构荷载及其效应 第二节 结构的可靠性结构的可靠性 教学目的 通过本讲学习 对建筑结构荷载和结构的功能要求有一个全方面 的认识 教学难点 1 荷载代表值的计算方法 2 荷载的标准值及设计值的计算 教学重点 荷载的标准值及设计值的计算 教学形式 讲授 教 学 内 容 新课新课 第一节 建筑结构荷载及其效应 一 荷载的概念 荷载 直接作用在结构上的外力 二 荷载的分类 结构上的荷载可分为三类 永久荷载 如 结构的自重等 可变荷载 如 风 雪荷载等 偶然荷载 如 地震力 爆炸力等 三 荷载代表值 永久荷载采用 标准值 作为代表值 可变荷载根据设计要求采用 标准值 组合值 频遇值或 准永久值作为代表值 第二节 结构的可靠性 一 结构的功能要求 建筑结构在规定的设计使用年限内 应满足下列功能要求 1 安全性 适用性 耐久性 结构的安全性 适用性 耐久性总称为结构的可靠性结构的可靠性 二 结构的可靠性结构的可靠性 1 结构的可靠性结构的可靠性 结构在规定的时间内 在规定的条件下 完 成预定功能的能力 2 结构的可靠度结构的可靠度 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 板书 文中加粗部分 文字 第三讲 第三节 结构的极限状态 第四节 概率极限状态设计法的实用设计表达式 教学目的 通过本讲学习 对结构极限状态的分类以及相应的设计 表达式有一定的理解 教学难点 1 极限状态的分类 2 极限状态实用设计表达式 教学重点极限状态实用设计表达式 教学形式讲授 教 学 内 容 新课新课 第三节第三节 结构的极限状态结构的极限状态 一 极限状态的概念 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 此特定状态为该功能的极限状态 二 极限状态的分类 1 承载能力极限状态 超过这一极限状态后 结构或构件就不能满足预定的安全安全 性性的要求 如 见课本五例 2 正常使用极限状态 超过这一极限状态后 结构或构件就不能完成对其所提出 的 适用性或耐久性的要求 如 见课本四例 注 承载能力极限状态的可靠水平应高于正常使用极限状态的 可靠水平 三 结构极限状态方程 表达式 表达式 Z R S 其中 R 为结构的抗力 S 为结构的荷载相应 Z 为工作状态 第四节第四节 概率极限状态设计法的实用设计表达式概率极限状态设计法的实用设计表达式 一 概率极限状态设计法的计算内容 进行承载力计算 必要时进行结构的倾覆和滑移验算 地 震区的抗震承载力计算 进行变形验算 进行裂缝控制验算 进行疲劳验算 板书 文中加粗部分 文字 三 极限状态实用设计表达式 一 承载能力极限状态设计表达式 表达式 表达式 0S R 其中 0是结构的重要性系 数 我们根据建筑结构破坏可能产生的后果的严重程度将建筑 结构划分为三个安全等级 1 结构重要性系数 0的确定 对于安全等级为一级 二级和三级的结构构件 其重要性系 数 分别为 1 1 1 0 0 9 2 内力组合设计值 S 的确定 从下列组合中取最不利值确定 由可变荷载效应控制的组合 S GSGk Q1SQ1k ci QiSQik 由永久荷载效应控制的组合 S GSGk ci QiSQik 3 构件承载力设计值 R 的确定 其大小取决于构件截面的几何尺寸 材料的用量 种类以 及强度等诸多因素有关 二 正常使用极限状态设计表达式 表达式 表达式 S C S 变形 裂缝 基底应力等荷载效应的组合 值 C 设计对变形 裂缝 基底应力等规定的相 应限值 练习练习 例例 1 3 作业 1 3 1 4 1 7 第四讲 第二章 钢筋和混凝土的力学性能 第一节 钢筋和混凝土共同工作的原理 第二节 钢筋混凝土材料的力学性能 教学目的 通过本讲学习 对钢筋和混凝土的工作原理以及各自的 力学性能与相应的计算指标有一定的理解 教学难点 1 钢筋和混凝土共同工作的原理 2 钢筋和混凝土的计算指标 教学重点钢筋和混凝土的计算指标 教学形式讲授 教 学 内 容 新课新课 第一节 钢筋和混凝土共同工作的原理 一 钢筋混凝土的定义 钢筋混凝土是由物理 力学性质完全不同的钢筋与混凝土 两种材料组合而成的 二 钢筋和混凝土能共同工作的原因 硬化后的混凝土与钢筋表面有很强的粘结力 钢筋与混凝土之间有较近的线膨胀系数 不会因温度变化 产生变形不同步 从而使钢筋与混凝土之间产生错动 混凝土包裹在钢筋表面 防止锈蚀 起保护作用 从而保 证了钢筋混凝土构件的耐久性 第二节 钢筋混凝土材料的力学性能 一 钢筋的力学性能 一 钢筋的种类与选用 1 热轧钢筋 级钢 HPB235 用符号表示为 级钢 HRB335 用符号表示为 级钢 HRB400 和 RRB400 用符号表示为 R 其中 HPB235 为光圆钢筋 其它都为变形钢筋 2 冷加工钢筋 板书 文中加粗部分 文字 钢筋冷加工后 其强度提高 但延伸率降低 脆性提高 3 热处理钢筋 经过淬火和回火等调质工艺处理而成 其强度大幅度提高 但延伸率降低不多 4 钢丝和钢绞线 钢丝外形有 光面 刻痕和螺旋肋三种 钢绞线有 三股 和七股两种 二 钢筋的力学性能 1 拉伸性能 钢筋的拉伸性能分为 弹性阶段 屈服阶段 强化阶段 颈缩阶段四个阶段 如图 2 4 2 钢筋的冷加工 钢筋冷加工的目的是使钢材的内部组织结构发生变化 从 而提高钢材的强度 达到节约钢材的目的 冷加工的方法有 冷拉 冷拔 三 钢筋的计算指标 1 钢筋的强度标准值 详见附表 2 1 附表 2 2 2 钢筋的强度设计值 设计值为标准值除以材料的分项系数 s 分别取 s 1 10 1 20 设计值详见附表 2 3 附表 2 4 二 混凝土的力学性能 一 混凝土的强度 1 混凝土强度等级 立方体抗压强度 fcu 确定方法 用边长为 150 的立方体标准试件 在标准实验 条件 温度为 20 3 湿度在 90 以上的标准养护室中 下养护 28 天 并用标准实验方法确定 用符号 fcu表示 表示 混凝土的强度等级符号用 C 表示 如 C30 即表示 fcu 30MPa 2 混凝土轴心抗压强度 fc 3 混凝土轴心抗拉强度 ft 二 混凝土的计算指标 混凝土强度标准值 详见附表 2 7 混凝土强度设计值 设计值为标准值除以分项系数 s s 1 4 详见附表 2 8 三 混凝土的收缩和徐变 1 混凝土的收缩 混凝土在空气中硬化 其体积缩小的现象 2 混凝土的徐变 混凝土在长期不变荷载作用下应变随时间继续增长的现象 第五讲 第三章 钢筋混凝土受弯构件承载力计算 第一节 受弯构件的一般构造 教学目的通过本讲学习 对板 梁的有关构造有一定的理解 教学难点板 梁的构造要求 教学重点对梁中各种钢筋的理解 教学形式讲授 教 学 内 容 新课新课 建筑结构中 最常见的受弯构件有 梁和板 一 板 1 板的截面形式 板的截面形式有 矩形 空心板 槽型板等 2 板的尺寸 厚度 厚度尺寸 h 取 10mm 为模数 h 一般取 其中 35 1 l 30 1 为板的跨度 l 同时板的厚度不应小于附表 3 1 的规定 3 板的配筋 板的配筋一般采用 级钢筋 端部弯成 180 弯钩 板中配有 受力筋和分布钢筋 图 3 2 所示 受力筋 直径 一般 8 18mm 间距 当板厚 h 150mm 时 70mm d 200mm 当板厚 h 150mm 时 d 250mm 或 1 5h 分布筋 直径 一般 6 8mm 间距 d 250mm 受集中荷载较大时 d 200mm 二 梁 1 梁的截面形式 梁的截面形式有 矩形 T 行 工字行等 2 梁的截面尺寸 高度尺寸 h 一般取 其中 为板的跨度 宽度尺寸 8 1 l 12 1 l 板书 文中加粗部分 文字 按高宽比 h b 确定 对于矩形截面 一般为 h b 2 0 3 5 对于 T 行截面 一般为 h b 2 5 4 0 3 梁的配筋 梁中的钢筋有纵向受力钢筋 弯起钢筋 箍筋 架立钢筋等 见图 3 3 所示 1 纵向受力钢筋 作用 布置在梁的受拉区 承受由弯矩在梁内产生的拉力 直径 10mm 32mm 间距 上部纵向钢筋净距不小于 30mm 和 1 5d 下部纵向钢筋净距不小于 25mm 和 d 如图 3 4 所示 各 层钢筋净距不小于 25mm 和 d 2 箍筋 作用 承受由剪力和弯矩在梁内引起的主拉应力 固定纵 向受力钢筋 直径 6mm 8mm 形式 开口式和封闭式 如图 3 5a 肢数 单肢 双肢 四肢 如图 3 5b 其中各种适用范围见 图 间距 箍筋的最大间距宜符合附表 3 2 max S 3 弯起钢筋 作用 承受弯矩和剪力产生的主拉应力 形式 一般由纵向受力钢筋弯起而成 也可单独设置 弯起角度 当梁高 h 800mm 时 采用 45 当梁高 h 800mm 时 采用 60 4 架立钢筋 作用 设置在梁的受压区外缘两侧 用来固定箍筋和形成 钢筋骨架 间距 当梁的腹板高度450mm 时 在梁的两侧沿高 w h 度配置纵向构造钢筋 其间距不宜大于 200mm 三 混凝土保护层和截面的有效高度 1 混凝土保护层 为防止钢筋锈蚀 防火和保证钢筋与混凝土的粘结 梁 板的受力钢筋均应有足够的混凝土保护层 见附表 3 3 且不 小于受力钢筋直径 d 混凝土保护层厚度从钢筋的外缘算起 2 截面的有效高度 0 h 其中 c 指保护层厚度 d 指钢筋直径 2 0 d chh 一般可按下列方法取 梁 一排钢筋时 h 40mm 混凝土 C20 0 h h 35mm 混凝土 C25 C45 0 h 二排钢筋时 h 60mm 混凝土 C20 0 h h 20mm 混凝土 C25 C45 0 h 板 h 20mm 0 h 第六讲第二节 受弯构件正截面承载力计算的基本概念 教学目的 通过本讲学习 对受弯构件的正截面的破坏形式有一定 的理解 教学难点 1 受弯构件正截面的破坏形式 2 等效矩形应力图形的理解 教学重点等效矩形应力图形的理解 教学形式讲授 教 学 内 容 新课新课 一 受弯构件正截面的破坏形式 受弯构件以梁为实验研究对象 如图 3 6 所示 梁受弯后其正截面的破坏形式主要与梁内纵向受拉钢筋的 配筋率有 关 配筋率表达式为 根据配筋率的不同 bh AS 钢筋混凝土梁可分为 适筋梁 超筋梁和少筋梁三种 1 适筋梁 其破坏过程比较缓慢 破坏前有明显的征兆 为塑性破坏 且充分发挥了材料的强度 故适筋梁作为设 计的依据 超筋梁 破坏前没有明显的征兆 为脆性破坏 且不能充 分发挥钢筋的强度 工程中不允许产生超筋梁 2 少筋梁 破坏前没有明显的征兆 为脆性破坏 工程中 不允许采用 板书 文中加粗部分 文字 二 适筋梁工作的三个阶段 自承受荷载起到破坏为止可分为三个阶段 如图 3 9 所示 第七讲第三节 受弯构件斜截面承载力的计算 一 教学目的通过本讲学习 学会对斜截面承载力的计算 教学难点斜截面承载力的计算方法 教学重点斜截面承载力的计算方法 教学形式讲授 教 学 内 容 新课新课 一 斜裂缝的形成 1 产生部位 2 形成原因 3 解决方法 主要有两类 箍筋和弯起钢筋 但工程设计中首选箍筋 二 梁沿斜截面破坏的三种形态 斜压破坏 超筋破坏 剪压破坏 适筋破坏 斜拉破坏 少筋破坏 故 斜截面承载力计算主要以 剪压破坏 为设计模型 三 斜截面受剪承载力的计算 一 计算公式 SCCS VVV 其中 为混凝土的抗剪承载力 C V 为箍筋的抗剪承载力 S V 具体详细公式如下 0 1 0 25 1 7 0h S nA fbhfV V yvt 二 公式适用条件 板书 文中加粗部分 文字 为防止斜压破坏 当 时 一般梁 4 b hw 0 25 0 bhfV cc 当 时 一般梁 6 b hw 0 20 0 bhfV cc 中间按线性内插法取用 为防止斜拉破坏 yv t sv sv sv f f bs A 24 0 min 练习 例题 3 5 第八讲 第三节 受弯构件斜截面受弯承载力的构造措施 第四节 工程质量事故案例 教学目的 通过本讲学习 了解保证斜截面受弯承载力的构造措施 和通过对案例的分析加强知识的理解 教学难点保证斜截面受弯承载力的构造措施 教学重点保证斜截面受弯承载力的构造措施 教学形式讲授 教 学 内 容 新课新课 四 保证斜截面受弯承载力的构造措施 为保证斜截面具有足够的承载力 必须满足 抗剪 和 抗弯 两个条件 其中抗剪条件已由配置箍筋和弯起钢筋来 保证 而抗弯条件则由构造措施来保证 在受弯构件中 为了节约钢材 可根据设计弯矩图的变化 将钢筋 截断 和 弯起 其依据都是根据抵抗弯矩图 五 其他构造规定 一 钢筋的锚固长度 1 基本锚固长度 d f f al t y s 2 纵向受力钢筋在支座内的锚固 dlbhfV st 57 0 0 时 板书 文中加粗部分 文字 dldlbhfV sst 15127 0 0 光面钢筋 时 带勒钢筋 二 钢筋的连接 1 连接方式 绑扎搭接 机械连接或焊接 工程质量事故案例分析 案例一 案例二 第九讲 第四章 钢筋混凝土受压构件承载力计算 第一节 受压构件的构造要求 教学目的通过本讲学习 了解受压构件的构造措施有哪些 教学难点钢筋混凝土受压构件的构造要求 教学重点钢筋混凝土受压构件的构造要求 教学形式讲授 教 学 内 容 新课新课 一 受压构件的分类 按纵向力与截面形心位置的不同分为 轴心受压构件 偏心受压构件 如图 4 1 所示 二 钢筋混凝土受压构件的构造要求 1 截面形式及尺寸 截面形式有 正方形 矩形 圆形 多边行 工字行 如图 4 3 所示 尺寸 柱的截面尺寸一般不宜小于 250mm 250mm 长细比控 制在 30 0 b l 25 0 h l 25 0 d l 2 混凝土强调等级 一般设计中常用的混凝土强度等级为 C20 C40 3 纵向钢筋 不宜采用高强度钢筋受压 板书 文中加粗部分 文字 纵向钢筋直径不宜小于 12mm 一般在 12mm 32mm 范围 内选用 矩形截面钢筋不得少于 4 根 圆形截面钢筋不得少于 8 根 且要沿周边均匀配置 全部纵向钢筋的配筋率不宜大于 5 也不应小于 0 6 柱内纵向钢筋的净距不应小于 50mm 彼此间的中距不宜大 于 300mm 钢筋的混凝土保护层厚度见附表 3 3 纵向钢筋的搭接位置和搭接长度见图 4 4 所示 4 箍筋 采用封闭式 其直径不应小于 d 4 且不应小于 6mm 箍筋间距不应大于 400mm 及构件截面的短边尺寸 且不 应大于 15d 截面形状复杂的柱 不允许采用有内折角的箍筋 柱内纵向钢筋搭接长度范围内的箍筋应加密 第十讲 第六章 多层及高层结构 第一节 多层及高层房屋的结构体系 教学目的 通过本讲学习 了解多层及高层房屋的结构体系有哪些 种类 教学难点对多层及高层房屋的结构体系的认识与理解 教学重点对多层及高层房屋的结构体系的认识与理解 教学形式讲授 教 学 内 容 新课新课 一 概述 1 高层建筑的定义 我国将 8 层以上的民用建筑或高度超过 22m 的工业建筑定 义为高层建筑 高规 将 10 层和 10 层以上的民用建筑定义为高层建筑 2 高层和多层建筑的结构体系 多层建筑的结构型式一般为 钢筋混凝土框架结构或砖混 结构 高层建筑的结构型式 按组成高层建筑结构材料分 钢结构 混凝土结构 钢 混凝土混结构三种形式 按结构承重体系分 框架结构 剪力墙结构 框架 剪力墙结构 筒体结 构 巨型框架结构和悬挂结构等 举例 见表 6 1 表 6 2 二 高层建筑结构体系 结构体系的定义 指结构抵抗外部作用的构件的组成方式 板书 文中加粗部分 文字 1 框架结构体系 优点 缺点 2 剪力墙结构 优点 缺点 3 框架 剪力墙结构 4 筒中筒结构 筒体的基本形式有三种 实腹筒 框筒及桁架筒 5 多筒体系 成束筒及巨型框架结构 第十一讲第二节 钢筋混凝土楼盖 一 教学目的 通过本讲学习 了解钢筋混凝土楼盖的形式以及单向板 肋形楼盖相关构造 教学难点 了解钢筋混凝土楼盖的形式和对单向板的计算简图确定 方法 教学重点对单向板的计算简图确定方法 教学形式讲授 教 学 内 容 新课新课 一 概述 1 钢筋混凝土平面楼盖结构的形式主要有 如图 6 12 所示 肋形楼盖 由梁和板组成的楼盖 井式楼盖 板下的梁无主次梁之分的楼盖 无梁楼盖 楼板直接支承在柱上而不设梁的楼盖 其中肋形楼盖又可分为 单向板肋形楼盖和双向板肋形楼盖 2 楼盖按施工方法分为 现浇楼盖 特点 优点是刚度大 整体性好 抗震性能好 缺点 是模板用量多 现场工作量大 施工工期长 装配式楼盖 特点 优点是便于工业化生产 施工速度快 工期短 缺点 是整体性 抗震性 防水性差 不便于开设孔洞 且 焊接工程量大等 装配整体式楼盖 特点 优点是介于以上两者之间 且节省了大量的支模 板书 文中加粗部分 文字 缺点 介于以上两者之间 二 单向板肋形楼盖 1 单向板肋形楼盖的组成及相互关系 一般由 板 次梁 主梁组成 如图 6 13 所示 其相互关系为 板的四边支承在梁 或墙 上 次梁支承 在主梁上 2 单向板的定义 板上荷载主要沿单方向 短向 传递而受单向弯曲的板称 为单向板 3 单向板的配筋 受力筋将与短边平行 跨中正弯矩钢筋位于板底 支座负 弯矩钢筋置于板面与次梁垂直 长方向也需配置一定数量的构 造分布钢筋 一 单向板的结构平面布置 在进行结构平面布置时 在满足建筑使用要求的前提下 应尽量使结构布置合理 造价比较经济 1 跨度 主梁的跨度一般为 5 8m 次梁的跨度一般为 4 6m 板 的跨度一般为 1 7 2 7m 2 梁板布置 为了增强房屋横向刚度 主梁一般沿房屋横向布置 而次 梁则纵向布置 主梁必须避开门窗洞口 梁格布置应力求规整 构件截面尽量统一 柱网宜为正方 形或矩形 梁 板尽量布置成等跨式 边跨跨长可略小于中间跨跨长 二 单向板的计算简图 单向板肋形楼盖的荷载传递路线是 板次梁主梁 1 对于承受均布荷载的楼盖 板可取 1m 宽板带作为计算单元 如图 6 13 所示 2 次梁承受由板传来的荷载以及主梁自重 也是均布荷载 支座按不动铰支座考虑 次梁按多跨连续梁计算 3 主梁是承受次梁传下的荷载以及自重 当主梁支承在砖柱 或墙 上时 按铰支座考虑 当主梁与钢筋混凝土柱整浇时 支座按不动铰支座考虑 4 对于各跨荷载相同 且跨数超过五跨的等截面连续梁 板 我们按五跨来计算设计 第十二讲第二节 钢筋混凝土楼盖 二 教学目的 通过本讲学习 对单向板肋形楼盖相关构造要求有一定 了解 教学难点单向板的构造要求 教学重点单向板的构造要求的理解 教学形式讲授 教 学 内 容 新课新课 单向板肋形楼盖配筋构造 四 连续单向板的计算及构造 1 连续板的计算 连续板的计算包括 跨中及支座并且注意纵向受力钢筋应 配在截面受拉区 即跨中的配在板的下部 支座的配在板的上 部 2 板的构造要求 1 板的厚度及支承长度 板的最小厚度 一般屋盖为 60mm 一般楼盖为 70mm 工业房屋楼盖为 80mm 为了保证板的刚度 单向板的厚度尚不应小于跨度的 1 40 连续板 或 1 35 简支板 板在砖墙上的支承长度一般不小于板厚 亦不小于 120mm 板书 文中加粗部分 文字 2 板的受力钢筋 板内的受力钢筋由计算确定 但配置时仍需考虑构造简单 施工方便 连续板中的受力钢筋布置有两种形式 弯起式和分离式 如图 6 17 所示 板中受力钢筋一般采用 HPB235 级钢筋 常用直径为 6 8 10 12 等 板中受力钢筋的间距不应小于 70mm 一般在 200mm 250mm 之间 3 构造钢筋 a 分布钢筋 分布钢筋置于受力钢筋内侧 与受力钢筋垂直放 置并互相绑扎 或焊接 b 板面附加钢筋 为抵抗支座处的负弯矩和温度应力 应在板 面配置构造钢筋 如图 6 18 所示 c 与梁肋垂直的构造钢筋 如图 6 19 所示 五 次梁的配筋 1 次梁的配筋计算 正截面计算中 跨中正弯矩作用下按 T 形截面计算配筋 支座附近的负弯矩区段 按矩形截面计算配筋 斜截面计算抗剪腹筋时 一般只用箍筋抗剪 当荷载 跨 度较大时 可采用弯起钢筋和箍筋一起做腹筋抗剪 2 次梁的构造要求 次梁的支承长度一般不应小于 240mm 其它构造要求与普 通受弯构件相同 六 主梁的构造要求 主梁承受荷载较大 一般支承长度不小于 370mm 在主梁支座处 主梁 次梁及板三者支座负钢筋的位置关 系如图 6 21 所示 在次梁与主梁相交处 应设置附加横向钢筋 箍筋或吊筋 如图 6 22 所示 第十三讲第二节 钢筋混凝土楼盖 二 教学目的通过本讲学习 对双向板肋形楼盖相关构造要求有一定了解 教学难点双向板的构造要求 教学重点双向板的构造要求的理解 教学形式讲授 教 学 内 容 新课新课 双向板肋形楼盖配筋构造 三 双向板肋形楼盖 若四边支承板的长跨与短跨之比不大于 2 按弹性理论计 算 或不大于 3 按塑性理论计算 时 按荷载向板的两个方 向传递 受力钢筋也沿板的两个方向布置 这就称为双向板 一 单区格板的计算 单区格板的计算与支座情况有关 可直接利用不同边界条 件下通过附表四查出有关内力系数即可进行配筋设计 常遇到 的六种不同支承情况如图 6 32 所示 二 多区格双向板的实用计算 如图 6 33 所示 三 双向板的配筋构造 板书 文中加粗部分 文字 由于板内上 下钢筋都是纵横叠置的 同一截面处通常有 四层钢筋 且短跨方向的钢筋配置与外侧 长跨方向的钢筋与 短跨方向的钢筋垂直且置于内侧 构造规定 双向板的厚度不宜小于 80mm 通常在 80 160mm 范围内 板的配筋方式有分离式和弯起式两种 分离式配筋见图 6 35 及图 6 36 所示 当采用分离式钢筋时 跨中正弯矩钢筋宜全部伸入支座 第十四讲第三节 钢筋混凝土楼梯 教学目的通过本讲学习 对楼梯的种类以及相关构造有一定地了解 教学难点楼梯的种类以及相关构造要求 教学重点楼梯的构造要求 教学形式讲授 教 学 内 容 新课新课 楼梯的分类 按照施工方法不同分为 现浇楼梯和装配式楼梯 一 现浇楼梯的结构选型 按照结构类型 现浇楼梯一般分为 板式楼梯 如图 6 39a 所示 梁式楼梯 如图 6 39b 所示 一般在梯段跨度较小 通常 3m 且荷载不大的情况下采 用板式楼梯 当梯段跨度和使用荷载较大时 采用梁式楼梯比 较经济 当建筑上不允许设置平台梁和平台板的支承时 常采用悬 挑楼梯或剪式楼梯或者螺旋楼梯 如图 6 40 所示 二 板式楼梯的计算及构造 板书 文中加粗部分 文字 1 梯段斜板 梯段斜板承受自重 栏杆重量及活荷载 为 统一起见 将恒荷载和活荷载都换算成沿水平方 向单位长度分布 梯段斜板跨中弯矩可近似取 斜板厚度一般取左右 为梯段斜跨度 斜板的受力钢筋 30 l l 沿板长度方向布置 在每个踏步下应配置一根分布钢筋 并在 斜板上部适量配筋 如图 6 41 所示 2 平台板和平台梁 三 梁式楼梯的构造 梁式楼梯的配筋如图 6 44 所示 第十五讲第四节 框架结构 教学目的 通过本讲学习 对框架结构的种类以及相关构造要求有 一定的理解 教学难点框架结构的种类以及相关构造要求 教学重点框架结构的构造要求 教学形式讲授 教 学 内 容 新课新课 一 框架结构类型 钢筋混凝土框架结构按施工方式的不同 可分为 现浇框架 装配整体式框架 装配式框架 二 结构布置 一 柱网和层高 1 工业厂房 柱距一般都采用 6m 在横向常见的有 内廊式柱网和等跨 式柱网两种 如图 6 45 所示 2 民用房屋 板书 文中加粗部分 文字 2 0 10 1 qlM 民用建筑的柱网及层高变化较大 级差为 300mm 层高常 采用 3m 3 6m 3 9m 4 2m 二 结构布置 结构布置方案有下列几种 1 横向框架承重方案 2 纵向框架承重方案 3 纵 横向框架承重方案 如图 6 46 所示 三 框架节点构造 如图 6 47 6 48 6 49 所示 第十六讲第五节 结构施工图平面整体表示方法 一 教学目的通过本讲学习 学会看柱结构施工平面整体表示图 教学难点对柱结构施工图平面整体表示方法制图规则的理解 教学重点学习柱结构施工图平面整体表示方法制图规则 教学形式讲授 教 学 内 容 新课新课 1 平法的定义 概述为 把结构构件的尺寸和配筋等 整体直接地表达在 各类构件的结构平面布置图上 2 在平面布置图上表示各个构件尺寸和配筋的方式有 平面注写方式 列表注写方式 截面注写方式 3 在平法施工图上 应对所有构件进行编号 编号中含有类 型代号和序号等 4 在平法施工图上 还应当用表格或其它方式注明包括地下 和地上各层的结构层楼 地 面标高 结构层高及相应的结构 层号 板书 文中加粗部分 文字 5 结构楼面标高指 建筑图中的各层地面和楼面标高值扣除 建筑面层及垫层做法厚度后的标高 一 柱平面施工图制图规则 柱平面施工图系在柱平面布置图上采用 列表注写方式或 截面注写方式表达 1 列表注写方式 如图 6 50 所示 注写柱编号 柱编号由类型代号和序号组成 应符合表 6 12 的规定 注写各段柱的起止高度 注写柱截面尺寸 b h 及轴线关系的几何参数代号 b1 b2和 h1 h2的具体数值 注写柱纵筋 分角筋 截面 b 边中部筋和 h 边中部筋三项 当采用圆柱时 表中角筋一栏注写圆柱全部纵筋 注写箍筋类型号及箍筋肢数 在箍筋类型栏内注写 注写柱箍筋 包括钢筋级别 直径与间距 2 截面注写方式 如图 6 51 所示 截面注写方式指在标注层绘制的柱平面布置图的柱截面上 分别在同一编号的柱 中选择一个截面 以直接注写截面尺寸 和配筋具体数值方式来表达柱平法施工图 第十七讲第五节 结构施工图平面整体表示方法 二 教学目的通过本讲学习 学会看梁结构施工平面整体表示图 教学难点对梁结构施工图平面整体表示方法制图规则的理解 教学重点学习梁结构施工图平面整体表示方法制图规则 教学形式讲授 教 学 内 容 新课新课 二 梁平法施工图 梁平法施工图系在梁平面布置图上采用 平面注写方式或 截面注写方式表达 一 平面注写方式 概述为 在不同编号的梁中各选一根梁 在其上注写截面 尺寸和配筋具体数值的方式来表达梁平法施工图 平面注写包括 集中标注与原位标注 施工时原位标注优 先于集中标注 如图 6 52 梁的编号由梁类型代号 序号 跨数及有无悬挑代号几项 组成 应符合表 6 13 的规定 1 梁集中标注 梁集中标注的内容 有四项必注值及一项选注值 梁编号为必注值 板书 文中加粗部分 文字 梁截面尺寸为必注值 梁箍筋 包括钢筋级别 直径 加密区与非加密区间距及肢 数为必注值 梁上部贯通筋或架立筋根数为必注值 梁顶面标高为选注值 2 梁原为标注的内容规定 梁支座上部纵筋 该部位含贯通筋在内的所有纵筋 梁的下部纵筋 当多于一排时 用斜线 自上而下分开 当同排纵筋有两种直径时 用 将两种直径相连 当梁下部的纵筋有不伸入支座的则将减少的量注写在括号内 当梁高大于 700mm 时 需在侧面设置抗扭纵筋 并在总配 筋值前加 号 附加箍筋或吊筋 将其直接画在平面图中的主梁上 用线引 注总配筋值 当在梁上的集中标注不适用于某个部位时 怎采用原位标注 并下划细实线以示强调 梁平法施工图平面注写方式示例见图 6 55 所示 二 截面注写方式 截面注写方式 指在标准层绘制的梁平面布置图上 分 别在不同编号的梁中各选择一根梁用剖面号引出配筋图 并在 其上注写截面尺寸和配筋具体数值的方式来表达梁平法施工图 梁平法施工图截面注写方式示例见图 6 56 所示 练习 实例一 某框架结构施工图 第十八讲 第七章 砌体材料及砌体的力学性能 第一节 砌体材料 教学目的 通过本讲学习 了解砌筑工程中常用到的砌体材料种类 教学难点对砌体材料的认识 教学重点砌体材料的强度表示方法 教学形式讲授 教 学 内 容 新课新课 砌体的定义 砌体是由块材和砌筑砂浆构成 一 块材 块材分为 砖 砌块及石材三种 其强度等级符号是 MU 一 砖 1 烧结普通砖和烧结多孔砖 烧结普通砖 其尺寸为 240mm 115mm 53mm 如图 7 1a 板书 文中加粗部分 文字 烧结多孔砖 目前多孔砖分为 P 型砖和 M 型砖 P 型砖的尺 寸为 240mm 115mm 90mm M 型砖的尺寸为 190mm 190mm 90mm 如图 7 1b c 2 蒸压灰砂砖和蒸压粉煤灰砖 二 砌块 砌块由普通混凝土或轻骨料混凝土制成 其尺寸规格为 390mm 190mm 190mm 如图 7 2 所示 三 石材 石材按加工后的外形规则程度分为 料石和毛石 二 砂浆 砂浆的强度等级符号为 M 混凝土砌块砌筑砂浆的强度等 级符号为 Mb 砂浆的作用是 将块材粘结成整体并使砌体受力均匀 同 时因砂浆填满块材间的缝隙 还能减少砌体的透气性 提高其 保温性和抗冻性 砌体中常用的砂浆有以下四类 水泥砂浆 特点是强度高和耐久性好 但和易性差 保水 性不好 主要用于基础部分 混合砂浆 特点是强度较高和耐久性较好 且具备较好的 和易性 保水性 砌筑工程中常用此种砂浆 石灰砂浆 特点是保水性和流动性较好 但强度低 耐久 性差 适用于砌筑简易建筑和临时建筑 砌块专用砂浆 特点是专门用于砌筑混凝土砌块的砌筑砂 浆 第十九讲 第二节 砌体的种类及力学性能 教学目的了解砌体的种类并理解其相关力学性能 教学难点对砌体的抗压强度的理解 教学重点砌体的抗压强度设计值的使用方法 教学形式讲授 教 学 内 容 引入引入 砌体的定义 砌体是由不同尺寸和形状的块材用砂浆砌成的整体 新课新课 一 砌体的种类 1 砖砌体 板书 文中加粗部分 文字 由砖和砂浆砌筑成的砌体 如图 7 3 所示 2 砌块砌体 由砌块和砂浆砌筑成的砌体 特点是结构自重轻 减轻体力 劳动 砌块砌体包括混凝土 轻骨料混凝土砌块砌体 3 石砌体 由石材和砂浆砌筑成的砌体 其优点是就地取材 造价低 其缺点是自重较大 隔热性能差 4 配筋砌体 为了提高砌体的受压承载力和减小构件的截面尺寸 采用配 筋砌体 有以下四类 网状配筋砖砌体 如图 7 4 所示 组合砖砌体 如图 7 5 所示 砖砌体和钢筋混凝土构造柱组合墙 如图 7 6 所示 配筋砌块砌体 如图 7 7 所示 二 砌体的抗压强度 1 砌体轴心受压破坏特点 如图 7 8 所示砖砌体轴心受压破坏的过程大致经历三个阶段 2 砌体应力状态分析 砌体内的块材和砂浆都处在复杂的应力状态下 原因主要有 以下两个方面 灰缝中砂浆层的不均匀性 即砂浆的表面凹凸不平 使得 砖在砌体中处于受弯 受剪和局部受压的复杂应力状态中 如 图 7 9a b 所示 砖和砂浆横向变形的不同 于是砖受到砂浆横向拉伸力的 作用 如图 7 9c 所示 由于以上原因砌体在远小于砖的抗压强度时就会出现裂缝 砖块的抗压强度并没有真正发挥出来 3 影响砌体抗压强度的主要因素 块材和砂浆的强度等级 块材的尺寸和形状 砂浆的和易性和保水性 砌筑质量和灰缝厚度 4 施工质量控制等级 砌体工程施工质量验收规范 规定将施工质量分为 A B C 三个控制等级 5 砌体的抗压强度设计值 砌体的抗压强度设计值 f 当施工质量控制等级为 B 级时 根据块材和砂浆的强度等级查附录五确定 对于符合下列情况 的各类砌体 其强度设计值应乘以调整系数 有吊车的房屋砌体 跨度较大时 0 9 对无筋砖体 当构件截面面积 A 0 3 时 0 7 A 对于 配筋砌体 当构件截面面积 A 0 2 时 0 8 A 用水泥砂浆砌筑的各类受压砌体 0 9 当施工质量控制等级为 A 级时 1 05 当施工质量控制 等级为 C 级时 0 89 验收施工中的房屋构件 1 10 备注 本讲为备注 本讲为 2 2 学时 学时 第二十讲 第九章 混合结构房屋 第一节 墙体承重体系及房屋的静力计算方案 教学目的通过本讲学习 了解砌体结构中墙体的承重体系的种类 教学难点对各种墙体承重体系的理解 教学重点墙体承重体系的种类 教学形式讲授 教 学 内 容 新课新课 混合结构房屋的定义 楼盖和屋盖用钢筋混凝土结构 而墙体及基础采用砌体结构 建造的房屋 板书 墙体是混合结构房屋中的主要构件 如图 9 1 所示 一 墙体承重体系 根据结构的承重体系及荷载传递路线的不同 房屋承重墙 体的布置一般有以下四种方案 横墙承重方案 如图 9 2a 所示 纵墙承重方案 如图 9 2b 所示 纵横墙承重方案 如图 9 2c 所示 内框架承重方案 如图 9 2d 所示 二 房屋的静力计算方案 混合结构房屋的静力计算方案分为以下三种类型 如图 9 3 所示 刚性方案 弹性方案 刚弹性方案 文中加粗部分 文字 第二十一 讲 第四节 混合结构房屋的构造要求 一 教学目的通过本讲学习 了解混合结构房屋相关构件的构造要求 教学难点对相关构件构造要求的理解 教学重点对相关构件构造要求的理解 教学形式讲授 教 学 内 容 新课新课 一 过梁 过梁的定义 设置在门窗洞口上的梁叫过梁 过梁的种类 有砖砌过梁 图 9 13 和钢筋混凝土过梁 板书 图 9 14 两大类 一 砖砌过梁 1 钢筋砖过梁 钢筋砖过梁的计算 钢筋砖过梁需进行受弯承载力和受剪承载力计算 钢筋砖过梁的构造要求 钢筋砖过梁的跨度不应超过 1 5m 砂浆强度等级不宜低于 M5 其中钢筋每边伸入砌体支座内的长度不宜小于 240mm 2 砖砌平拱过梁 砖砌平拱过梁的计算 钢筋砖过梁需进行受弯承载力和受剪承载力计算 砖平拱过梁的构造要求 砖砌平拱过梁的跨度不应超过 1 2m 砂浆的强度等级不宜 低于 M5 二 钢筋混凝土过梁 代号 GL 对于有较大振动荷载或可能产生不均匀沉降的房屋 或当 门窗宽度较大时 应采用钢筋混凝土过梁 1 钢筋混凝土过梁的计算 钢筋混凝土过梁的计算按照受弯构件计算 2 过梁的构造 钢筋混凝土过梁截面高度一般不小于 180mm 截面宽度与 墙体厚度相同 端部支承长度不应小于 240mm 二 挑梁 代号 TL 如图 9 15 所示 挑梁是一种悬挑构件 1 挑梁的计算 挑梁的计算包括抗倾覆验算 挑梁下砌体局部受压承重力 计算和挑梁配筋计算 2 挑梁的构造要求 挑梁埋入墙体内的长度 与挑出长度 之比宜大于 1 2 当挑 1 l l 梁上无砌体时 与 之比宜大于 2 1 l l 挑梁中的纵向受力钢筋配置在梁的上部 至少应有一半伸入 梁尾端 施工阶段悬挑构件的稳定性应按施工荷载进行抗倾覆验算 必要时可加设临时支撑 文中加粗部分 文字 备注 本讲为备注 本讲为 2 2 学时 学时 第二十二 讲 第四节 混合结构房屋的构造要求 二 教学目的通过本讲学习 了解混合结构房屋相关构件的构造要求 教学难点对相关构件构造要求的理解 教学重点对相关构件构造要求的理解 教学形式讲授 教 学 内 容 新课新课 三 雨篷 雨篷是建筑工程中常见的悬挑构件 雨篷由雨篷板和雨篷 板书 梁两部分组成 如图 9 16 1 构造要求 雨篷板板端厚度一般不小于 60mm 根部厚度不小于 12 n l 且大于 70mm 雨篷 板的受力钢筋配置在板的上部 同时必须伸入雨篷梁中锚 固 此外还须按构造要求设置分布钢筋 如图 9 16 所示 雨篷梁截面宽度一般与墙厚相同 截面高度为砖厚的整数 倍 雨篷梁每端伸入墙内的支承长度不应小于 370mm 2 计算要点 雨篷的破坏有三种情况 雨篷板在支座处断裂 如图 9 17a 所示 雨篷梁受弯受扭破坏 如图 9 17b 所示 整个雨篷倾覆 如图 9 17c 所示 3 雨篷折断事故分析 原因 受拉钢筋放置位置不对 由于支承不牢固 在 浇注混凝土时因混凝土的浇注压力 甚至施工人员站在上面施 工把主筋踩到了下面 四 圈梁 代号 QL 在混合结构房屋中 为了增强房屋的整体性和空间刚度 防止由于地基不均匀沉降或较大振动荷载等对房屋引起的不利 影响 应在墙中设置钢筋混凝土圈梁 为了防止地基不均匀沉降 以设置在基础顶面和檐口部位 的圈梁最为有效 一 设置原则 1 空旷的单层房屋 2 多层房屋 二 圈梁的构造要求 圈梁宜连续地设在同一水平面上并应封闭 当有洞口必须断 开时 需按图 9 19 设置附加圈梁 纵横墙交接处的圈梁应有可靠的连接 如图 9 20 所示 钢筋混凝土圈梁的宽度宜与墙厚相同 当墙厚大于 240mm 时 圈梁宽度不宜小于三分之二倍的墙厚 高度不应小于 120mm 纵向钢筋不应少于 4 10 如图 9 21 箍筋间距不宜 大于 300mm 采用现浇钢筋混凝土楼 屋 盖的多层砌体结构房屋 当层 数超过 5 层时 除在檐口标高处设置一道圈梁外 可隔层设置 圈梁 并与楼 屋 面板一起现浇 五 构造柱 代号 GZ 构造柱可增强房屋的整体工作性能 由于构造柱不作为承 重柱对待 因而无需计算而仅按构造要求设置 构造柱截面尺 寸不小于 240mm 180mm 纵向钢筋宜采用 4 12 箍筋间距 不宜大于 250mm 构造柱混凝土等级不宜低于 C15 构造柱与 墙体连接处宜砌成马牙槎 且应与圈梁连接 文中加粗部分 文字 备注 本讲为备注 本讲为 2 2 学时 学时 第二十三 讲 第五节 砌体结构常见裂缝及倒塌事故原因分析 教学目的通过本讲学习 了解砌体结构常见裂缝的形式及其防治措施 教学难点砌体结构裂缝的形式和防治措施 教学重点砌体结构裂缝产生的原因 教学形式讲授 教 学 内 容 新课新课 一 墙体常见裂缝的种类及防治措施 一 地基不均匀沉降引起的墙体裂缝 1 现象 斜裂缝 如图 9 23a 所示 窗间墙水平裂缝 如图 9 23b 所示 2 防治措施 以上裂缝主要发生在不均匀地基上 其防治措施有 设置沉降缝 加强上部结构的刚度 增大基础圈梁的刚度 重视砌筑质量 加强地基验槽工作 二 温度变化和砌体干缩变形引起的顶层墙体裂缝 1 现象 八字裂缝 如图 9 24a 所示 水平裂缝 如图 9 24b 所示 2 防治措施 屋面设置保温层 隔热层 并设置分隔缝 在钢筋混凝土屋面板与墙体圈梁的接触面处设置水平滑动层 顶层挑梁末端下墙体灰缝内设置 3 道焊接钢筋网片或 2 6 钢筋 如图 9 25 所示 顶层墙体有门窗洞口 在过梁上的水平灰缝内设置 2 至 3 道 焊接钢筋网片或 2 6 钢筋 顶层及女儿墙砂浆强度等级不低于 M5 女儿墙应设置构造柱 并与现浇的钢筋混凝土压顶整浇在一 起 墙体转角处和纵横墙交接处宜沿竖向设拉结筋 三 温差和砌体干缩引起的墙体竖向裂缝 1 现象 在一栋很长的建筑物没有设置变形缝 那么在房屋构造薄 弱部位会发生竖向裂缝 如图 9 24c 所示 2 防治措施 在规定的最大长度墙体中设置伸缩缝 四 砌体局部受压引起的墙体裂缝 1 现象 如图 9 26 所示 这些裂缝都是由于砌体局部承受较大的压 力 使砌体产生过大的局部压缩变形而致 2 防治措施 设置梁垫 重视砌筑质量 五 窗台的竖向裂缝 1 现象 如图 9 27 所示 2 防治措施 在底层的窗台下墙体灰缝内设置钢筋 并伸入两边窗间墙内 板书 文中加粗部分 文字 不小于 600mm 采用钢筋混凝土窗台板 窗台板嵌入窗间墙内不小于 600mm 六 地基冻胀引起的裂缝 1 现象 如图 9 28 所示 2 防治措施 将基础埋置到冰冻线以下 采取换土 用独立基础 基础 梁承担墙体重量时 基础梁下面留有一定缝隙 七 因承载力不足引起的裂缝 如图 9 29 所示 二 砌体结构倒塌事故原因综述 1 砌体承载力不足造成的倒塌 2 梁端支撑处未设梁垫造成的倒塌 3 墙 柱高厚比过大造成的破坏 4 施工质量低劣造成的倒塌 5 建筑加层不当造成的倒塌 6 墙 柱在施工中失稳倒塌 备注 本讲为备注 本讲为 2 2 学时 学时 第二十四 讲 第六节 混合结构施工图的识读 一 教学目的 通过本讲学习 了解混合结构施工图的识读内容以及对其能基本 独立识读 教学难点混合结构施工图识读内容 教学重点对实例二混合结构施工图的识读 教学形式讲授 教 学 内 容 新课新课 一 结构施工图的内容与作用 1