建筑力学与结构基础下篇

1、建建 筑筑 力力 学学 与与 结结 构构 基基 础础 结构设计的目的结构设计的目的 要使所设计的结构满足安全性、适用性、 耐久性等可靠性要求。 作用作用 加在结构上的荷载直接作用； 引起结构变形的原因间接作用。 作用效应作用效应 作用使构件产生的内力（如轴力、弯矩、 剪力等）和变形（如挠度、裂缝宽度、转 角等）称为作用效应，用S表示。 结构的极限状态结构的极限状态 建筑结构设计应根据在使用过程中结 构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，取最不利值确定。 结构的抗力结构的抗力 结构或构件承受作用效应的能力，用 R表示。当RS时，结构处于可靠状态；

2、 当R=S时，结构处于极限状态；当R800mm时为60 ） 箍筋：主要作用是承担斜截面的剪力，还用 来固定纵向受力钢筋的位置，与其他钢筋绑扎或 焊接在一起形成一个空间的钢筋骨架。（一般梁 中采用封闭式） 二、板的构造二、板的构造 1、板的配筋 ： 梁式板中一般配置有两种钢筋受力钢筋 和分布钢筋。 受力钢筋：沿板跨方向配置于受拉区，承 担由弯矩作用而产生的拉力。（间距一般为 70200mm） 分布钢筋：它与受力钢筋垂直，设置在受 力钢筋的内侧，其作用是将荷载均匀地传给受 力钢筋，抵抗因混凝土收缩及温度变化而产生 的拉力，固定受力钢筋的位置。 h h0 c15mm d 分布钢筋 mmd126 三、

3、梁、板混凝土保护层厚度三、梁、板混凝土保护层厚度 规范规定的保护层厚度不小于受力钢筋 的公称直径，且与结构所处的环境类别有关， 具体数值见下表。 板、墙、壳中分布钢筋的保护层厚度不应小 于表中相应的数值减10毫米，且不应小于10毫 米，梁、柱中的箍筋和构造钢筋的保护层厚度 不应小于15毫米。 9-2 9-2 受弯构件正截面破坏过程受弯构件正截面破坏过程 一、受弯构件正截面各阶段的应力状态一、受弯构件正截面各阶段的应力状态 适筋梁加载全过程 ： 第阶段（弹性工作 阶段） 第阶段（带裂缝工 作阶段） 第阶段（破坏阶段） 二、受弯构件配筋率对正截面破坏性质的影响二、受弯构件配筋率对正截面破坏性质的影

4、响 受弯构件正截面的破坏形式： 适筋梁 超筋梁 少筋梁 9-3 9-3 单筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算单筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算 一、基本假设一、基本假设 1、截面应变保持平面（平截面假定）； 2、不考虑混凝土的抗拉强度； 3、采用理想化的混凝土应力-应变关系； 4、采用理想化的钢筋应力-应变关系。 仅在受拉区配置纵向受力钢筋的矩形截面受弯构件 o s c s c e 0 002.0 0 e0033.0 cu e AB fy ey 1 Es 0.01 二、基本计算公式及适用条件二、基本计算公式及适用条件 1、计算应力图 以等效矩形应力分布图来代替曲线应力 分布图，等效原则：等效

5、前后合力C 的大 小、作用点位置保持不变。 C T s Z M M = C z f c x n y c C T s Z M M = C z a a1 1 fc y c x=b b1 1 xn 2、基本计算公式 ) 2 ( ) 2 (0 0 01 0 1 x hbxfM x hAfMM Afbxfx cu syu syc a a 或 C=a a1 1 fcbx Ts = f yAs M a a1 1 fc x=b b1 1 xn xhz5 . 0 0 3、基本计算公式适用条件 max b 0 hx b 1)1)或或 意义：意义：为了防止发生超筋的脆性破坏。为了防止发生超筋的脆性破坏。 意义：意义

6、：为了防止发生少筋的脆性破坏。为了防止发生少筋的脆性破坏。 min bhAS 2) 9-4 9-4 受弯构件斜截面承载力计算受弯构件斜截面承载力计算 一、斜截面的破坏形式一、斜截面的破坏形式 1、斜压破坏 2、剪压破坏 3、斜拉破坏 10-1 10-1 受压构件的分类受压构件的分类 钢筋混凝土受压构件按其轴向力作 用线与构件截面形心轴线之间相互位置 的不同，可分为轴心受压构件和偏心受 压构件。 (a)轴心受压轴心受压 (b)单向偏心受压单向偏心受压 (c)双向偏心受压双向偏心受压 10-2 10-2 轴心受压构件承载力计算轴心受压构件承载力计算 一、基本计算公式一、基本计算公式 )(9.0 s

7、ycu AfAfNN ：钢筋混凝土轴心受压构件的稳定 系数。用来考虑长柱纵向弯曲使承载 力降低的影响，主要与柱子的长细比 有关。 10-3 10-3 矩形截面偏心受压构件正截面承载力计算矩形截面偏心受压构件正截面承载力计算 一、偏心受压构件的类型与判别一、偏心受压构件的类型与判别 钢筋混凝土偏心受压构件 的破坏形态可分为大偏心受压 破坏和小偏心受压破坏两类。 b 为大偏心受压 b 为小偏心受压 11-1 11-1 预应力混凝土概念预应力混凝土概念 1、能够充分利用高强度钢筋、高强度混凝土，减少钢筋 用量；构件截面小，减轻了结构自重。 2、预应力能使构件受拉区推迟或避免开裂，提高构件的 抗裂性能

8、。 3、由于预应力构件在使用阶段不带裂缝工作或裂缝很小， 所以构件的截面刚度较大；预应力使构件产生反拱，从 而减少了外荷载作用下构件的挠度。 4、由于预应力提高了构件的抗裂性能和刚度，减小了构 件的截面尺寸和自重，从而扩大了钢筋混凝土结构的应 用范围，使之适用于较大荷载和较大跨度情况。 5、预应力技术的采用，对装配式钢筋混凝土结构的发展 起到了重要的作用，通过施加预应力，可提高装配式结 构的整体性。 一、预应力混凝土结构特点一、预应力混凝土结构特点 11-2 11-2 施加预应力的方法施加预应力的方法 一、先张法一、先张法 先张法是指先在台座上或钢模内张拉 钢筋，然后浇筑混凝土的一种施工方法。

9、 二、后张法二、后张法 后张法是指先浇筑混凝土构件，然 后直接在构件上张拉预应力筋的一种施 工方法。 12-1 12-1 钢筋混凝土楼盖的结构形式钢筋混凝土楼盖的结构形式 一、现浇式楼盖一、现浇式楼盖 1、肋形楼盖 整体式肋形楼盖是由板、次梁、主 梁组成。 单向板：四边支承板，当板的长边l2 与短边l1之比l2/ l12时。 双向板：四边支承板，当板的长边l2 与短边l1之比l2/ l1 2时。 楼盖按施工方法分为现浇式和装配式两种 2、井式楼盖 3、无梁楼盖 12-2 12-2 整体式肋形楼盖的构造要求整体式肋形楼盖的构造要求 一、单向板的配筋形式一、单向板的配筋形式 1、弯起式 2、分离式

10、 13-1 13-1 现浇楼梯的类型现浇楼梯的类型 板式楼梯： 一般由梯段板、平台梁和平台板三 部分组成。 梁式楼梯： 由梯段板、斜梁、平台梁和平台板 组成。 现浇楼梯的类型主要为板式楼梯和 梁式楼梯。 14-1 14-1 砌体结构及其力学性能砌体结构及其力学性能 块材： 实心砖和空心砖（烧结普通砖、烧结多 孔砖、蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖）、 石材和砌块。 砌体结构是以砌体作为主要受力构 件的结构。其特点是抗压强度高，抗拉 强度低。 一、砌体材料一、砌体材料 14-1 14-1 砌体结构及其力学性能砌体结构及其力学性能 块材： 实心砖和空心砖（烧结普通砖、烧结多 孔砖、蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖

11、）、 石材和砌块。 砌体结构是以砌体作为主要受力构 件的结构。其特点是抗压强度高，抗拉 强度低。 一、砌体材料一、砌体材料 烧结普通砖：烧结普通砖： 由黏土、页岩、煤矸石或粉煤灰为主 要原料，经过焙烧而成的实心或空洞率不 大于规定值且外形尺寸符合规定的砖。 规格尺寸为240mmx115mmx53mm。 强度等级为MU30、 MU25、 MU20、 MU15和MU10。 蒸压灰砂砖：蒸压灰砂砖： 以石灰和砂为主要原料，经坯料 制备、压制成型、蒸压养护而成的实 心砖，简称灰砂砖。 砂浆： 分为水泥砂浆、混合砂浆、非水泥 砂浆、混凝土砌块砌筑砂浆。 砂浆的强度等级为：M15、 M10、 M7.5、

12、M5和 M2.5；砌块专用砂浆强度 等级用符号Mb表示。 砌体是由单块块材通过砂浆铺缝粘 结而成的，它的抗压强度一般低于单块 块材的抗压强度。 1、影响砌体抗压强度的因素 块材和砂浆的强度、块材的尺寸和 形状、砂浆的和易性及砌筑质量。 一、砌体强度一、砌体强度 14-2 14-2 混合结构房屋的承重体系与静力计算方案混合结构房屋的承重体系与静力计算方案 1、纵墙承重体系 荷载传递路线：板梁（或纵墙）纵墙 基础地基。 一、混合结构的承重体系一、混合结构的承重体系 2、横墙承重体系 荷载传递路线：板横墙基础地基。 有时为了建筑上的需要和结构上的 合理布置而采用纵横墙混合承重体系。 3、内框架承重体

13、系 荷载传递路线：板梁墙和柱 基础地基。 砌体规范规定：房屋的静力计 算，根据房屋的空间工作性能分为刚性 方案、刚弹性方案和弹性方案。 二、房屋计算方案二、房屋计算方案 14-3 14-3 墙、柱的高厚比验算墙、柱的高厚比验算 控制高厚比可以保证构件不会过于细长 而发生失稳破坏。 一、矩形截面墙、柱高厚比验算一、矩形截面墙、柱高厚比验算 bb 210 hH 式中H0墙、柱计算高度； h墙厚或矩形柱与H0相对应的边长； 允许高厚比； 1非承重墙允许高厚比的修正系数，可按下列规 定采用：对于240mm墙时，1=1.2；90mm时1=1.5； 当墙厚介于90mm和240mm之间，1可按内插取值。 2

14、开洞修正系数。 14-4 14-4 无筋砌体构件的承载力计算无筋砌体构件的承载力计算 一、受压构件的计算一、受压构件的计算 fAN ：高厚比和轴向力的偏心距e对受 压构件承载力的影响系数。 二、局部受压计算二、局部受压计算 压力只作用在砌体的部分面积上的受 力状态称为局部受压。 14-5 14-5 圈梁、过梁、和雨篷的一般构造要求圈梁、过梁、和雨篷的一般构造要求 圈梁的作用是加强房屋的空间刚度及 整体性，防止由于基础的不均匀沉降、振 动荷载等引起的墙体开裂。 一、圈梁一、圈梁 基础：建筑物埋在地面以下的部分。 地基：承受由基础传来荷载的土层。 一、地基与基础的概念一、地基与基础的概念 15-1 15-1 概概 述述 1、基础有足够的强度和耐久性； 2、地基有足够的强度； 3、地基不能产生