建设行业岗位培训-建筑结构（PPT）

1、公共基础理论知识-建筑结构主讲人：*1.建筑结构概述。2.钢筋砼结构。3.砌体结构。4.钢结构。5.建筑结构抗震知识。本章内容1.建筑结构的概念及分类。2.建筑结构荷载。1.1建筑结构的概念及分类建筑结构能够承受人为和自然界施加于建筑物中的各种作用的平面或空间体系，常见的建筑结构详见图1-1。1.1建筑结构的概念及分类砼结构，包括普通钢筋砼结构、预应力钢筋砼结构和素砼结构1.优点：易于就地取材；耐久性好；抗震性好。2.缺点：自重大，抗拉强度较低、易裂、费工、费模板、施工周期长。1.1建筑结构的概念及分类砼结构1.1建筑结构的概念及分类砌体结构，用砂浆砌筑砖、空心砌块、石的实体1.优点：取材方便

2、，造价低廉；良好的保温、隔热、隔音性，节能效果好；施工简单，技术易于掌握。2.缺点：自重大，强度低，整体性差，砌筑劳动强度大。1.1建筑结构的概念及分类砌体结构1.1建筑结构的概念及分类钢结构，以钢材为主的结构1.优点：强度高，自重轻，塑性和韧性好，材质均匀；便于工厂化生产和机械化施工，施工周期短；具有优越的抗震性能；无污染、可再生产、节能、安全、符合建筑可持续发展的原则。2.缺点：易于锈蚀，维护费用高。1.1建筑结构的概念及分类钢结构1.1建筑结构的概念及分类木结构，以木材为主的结构1.优点：就地取材；制作简单。2.缺点：易燃、易腐蚀，变形大。1.1建筑结构的概念及分类木结构1.2建筑结构荷

3、载作用使结构产生效应(结构或构件的应力、应变和裂缝等)的各种因素，称为作用。作用分为直接作用和间接作用。直接作用习惯上叫做荷载。1.2建筑结构荷载荷载分类1.永久荷载：也称恒载，在设计基准期内，荷载大小不随时间变化，或者变化的幅度可以忽略不计。如自重。2.可变荷载：也称活载，在设计基准期内，荷载大小随时间而变化。如楼面活荷载、风荷载、雪荷载、吊车荷载等。3.偶然荷载：在设计基准期内不一定发生，一旦发生，其值很大且持续时间短。如爆炸力，撞击力等。1.2建筑结构荷载作用效应S和结构抗力R1.作用效应S：结构上各种作用下使结构产生的内力和变形的总称。2.结构抗力R：结构能够承受内力和变形的能力1.2

4、建筑结构荷载结构极限状态在工程中，结构能够满足功能要求，称为结构“可靠”或“有效”，否则称为结构“不可靠”或“失效”。结构或构件满足安全性、适用性、耐久性三项功能中的一项的临界状态，称为结构极限状态。1.2建筑结构荷载结构极限状态分类1.承载力极限状态：结构或构件达到最大承载能力或不适于承载的变形的状态。2.正常使用极限状态：结构或构件达到正常使用或耐久性能的状体。1.2建筑结构荷载极限状态方程极限状态方程：Z=R-S0Z0，结构处于可靠状体。Z0，结构处于不可靠状体。Z=0，结构处于临界状态。1.2建筑结构荷载荷载代表值1.永久荷载：标准值(在正常情况下，可能出现的最大荷载值，荷载规范给定了

5、各种情况下)为代表值。2.可变荷载：标准值、组合值、准永久值机频遇值为代表值。1.2建筑结构荷载实用设计表达式1.承载力极限状态设计表达式：0SR。(下面的公式特别多，也繁琐。我们在实际工作中，遇到一些小型构件，所考虑的荷载种类并不多，我们可以简化为：永久荷载乘以1.2的分项系数，活荷载乘以1.4的分项系数即可)。P2612.正常使用极限状态设计表达式：SC。本章内容1.钢筋砼结构的材料。2.钢筋砼受弯构件。3.钢筋砼受压、受拉和受扭结构。4.钢筋砼楼盖及楼梯。5.多层与高层房屋结构。2.1钢筋砼结构的材料钢筋的种类柔性钢筋：一般钢筋。劲性钢筋：由型钢组成 。2.1钢筋砼结构的材料钢筋的种类(

6、按加工方法分)1.热轧钢筋，普通钢筋砼用的钢筋，也是我们学习的重点。2.冷拉钢筋。3.热处理钢筋。4.冷拔低碳钢丝。5.消除应力钢丝。6.钢绞丝。2.1钢筋砼结构的材料钢筋的种类(按外形分)1.园钢筋。2.变形钢筋。2.1钢筋砼结构的材料钢筋的力学性能1.钢筋的应力应变曲线及强度取值。2.钢筋的强度。3.选用钢筋的原则。在建筑材料课程里已讲了。2.1钢筋砼结构的材料砼在建筑材料课程里已讲了。2.1钢筋砼结构的材料钢筋与砼共同工作的原理1.钢筋表面与砼之间的粘接力(砼结硬时的收缩力、钢筋表面不平的机械咬合力、砼与钢筋接触表面间的胶结力)。2.钢筋与砼的温度线膨胀系数几乎相等，二者温度变形基本相同

7、。3.钢筋被砼包裹着，钢筋不会锈蚀。2.1钢筋砼结构的材料钢筋的锚固1.钢筋的有效长度为钢筋的实际长度减去锚固长度，换句话说，可以剪断钢筋时，必须向前延伸一个锚固长度。2.光面钢筋末端应做成弯钩。如图2-4，记住6.25d。2.1钢筋砼结构的材料钢筋的接头钢筋接头分为绑扎接头、焊接接头和机械接头。2.2钢筋砼受弯结构典型受弯构件图2-6。2.2钢筋砼受弯结构单跨静定梁计算简图图2-7。2.2钢筋砼受弯结构受弯构件的破坏形式1.正截面破坏。2.斜截面破坏。图2-82.2钢筋砼受弯结构截面形式截面形式图2-8。2.2钢筋砼受弯结构截面尺寸要求1.高跨比：不需进行绕度验算的高跨比1/81/12；肋形

8、楼盖主梁1/81/14，次梁1/121/18；独立梁不小于1/15(简支)和1/18(连续)。2.高宽比：矩形截面2.03.0；T形截面2.54.0；现浇板的高度以10的倍数。2.2钢筋砼受弯结构梁钢筋配置梁中配置的钢筋有受力纵向钢筋、弯起钢筋、箍筋、架立筋等。图2-10、2.2钢筋砼受弯结构梁钢筋配置要求1.纵向主筋：宜采用HRB400、RRB400、HRB335钢筋，直径为1032，常用的1225。2.架立筋：梁跨小于4m时，直径不宜小于8；梁跨为46m时，不宜小于10；梁跨大于6m时，不宜小于12。2.2钢筋砼受弯结构梁钢筋配置要求3.侧腰筋及拉筋：梁高等于或大于450时，梁侧应增加腰筋

9、。2.2钢筋砼受弯结构梁钢筋配置要求4.弯起钢筋：靠近支座处下端抗弯钢筋不需的，可以弯起做抗剪钢筋。弯起角度一般为45，梁高大于800时，弯起角度可以采用60。5.箍筋：起钢筋骨架作用，也是抗剪的主要钢筋。梁的箍筋一般采用HPB235，可以采用HRB335和HRB400钢筋，直径一般为610。2.2钢筋砼受弯结构板钢筋配置图2-13。2.2钢筋砼受弯结构板钢筋配置要求1.受力钢筋常用HPB235、HRB335和HRB400，直径常用612。间距一般为200，当板厚等于小于150时，间距不宜大于200；板厚大于150时，间距不宜大于1.5h。图2-13。2.分布钢筋：一般采用HPB235/HRB

10、335间距不宜大于250。2.2钢筋砼受弯结构配筋率(=AS/bh0)对构件破坏特性的影响1.适筋梁的破坏：分为三个阶段，一是弹性阶段，二是带裂工作阶段，三是破坏阶段，属正常破坏，应提倡。图a2.2钢筋砼受弯结构配筋率(=AS/bh0)对构件破坏特性的影响2.超筋梁的破坏：受压区先破坏，属脆性破坏，应避免。图b2.2钢筋砼受弯结构配筋率(=AS/bh0)对构件破坏特性的影响3.少筋梁的破坏：一旦出现裂缝即破坏，属脆性破坏，应避免。图c2.2钢筋砼受弯结构受弯构件正截面承载力计算的三个基本假定1. 截面应变保持平面。2.不考虑砼的抗拉强度。3.采用理想化的应力-应变关系。图2-17。2.2钢筋砼

11、受弯结构受弯构件正截面承载力计算的等效矩形应力图形受压区高度x=1x0。砼抗弯强度1fc。当fcu,k为50MPa时取1=1.0，1=0.8；fcu,k=50MPa取1=1.0，1=0.8；fcu,k80MPa取1=1.0，1=0.8；中间内插。2.2钢筋砼受弯结构受弯构件正截面承载力基本计算公式计算简图。2.2钢筋砼受弯结构受弯构件正截面承载力计算公式(单筋截面)1.基本公式1fcbx=fyAs M 1fcbx(h0-x/2)。M fyAs(h0-/2)1-系数，一般取1.0；fc-砼轴心抗压强度；fy-钢筋抗拉强度；As-钢筋截面面积；x-砼受压区高度；h0-梁的有效高度；M-计算弯矩。2

12、.2钢筋砼受弯结构受弯构件正截面承载力计算公式(单筋截面)2.简化公式令s=(1-0.5)，=x/h0s= M/1fcbh02=1-(1-2 s)As=1bh0fc/fy2.2钢筋砼受弯结构受弯构件主应力迹线图2-222.2钢筋砼受弯结构受弯构件斜裂缝形式图2-232.2钢筋砼受弯结构受弯构件斜截面破坏形态图2-262.2钢筋砼受弯结构受弯构件斜截面承载力计算公式1.截面校核：V (0.200.25)cfcbh02.基本公式(矩形、T型、I型截面)不需配置箍筋和弯起钢筋时：V0.7hfcbh0 1）配置箍筋：VVcs+Vp Vcs=0.7ftbh0+1.25fyvh0Asw/s ；Vp=0.0

13、5Np02）配置箍筋和弯起钢筋时：VVcs+Vp+0.8fyAsbsins+0.8fpyApbsinp2.3钢筋砼受压、受力和受扭结构受压构件图2-272.3钢筋砼受压、受力和受扭结构钢筋砼受压构件图2-282.3钢筋砼受压、受力和受扭结构钢筋砼受压构件一般构造要求1.砼强度等级：C20C40。2.截面尺寸：柱截面一般不小于250250。3.长细比：控制在30。4.纵向受力钢筋通常选用HRB335、HRB400、RRB800，直径不宜小于12；配筋率控制在0.65.0%之间；钢筋根数不少于4根；搭接长度见图2-29。2.3钢筋砼受压、受力和受扭结构钢筋砼受压构件一般构造要求图2-29。2.3钢

14、筋砼受压、受力和受扭结构钢筋砼受压构件一般构造要求5.箍筋应采用封闭式；直径不小于6，且不小于1/4主筋直径；间距不应大于400及构件短边尺寸；箍筋形式详见图2-30。2.3钢筋砼受压、受力和受扭结构轴心受压短柱的破坏特征图2-31。中部砼先破坏。2.3钢筋砼受压、受力和受扭结构轴心受压长柱的破坏特征图2-32。2.3钢筋砼受压、受力和受扭结构偏心受压的破坏特征图2-33。图b，大偏心受拉破坏。图a，小偏心受压破坏。注两图相反。2.3钢筋砼受压、受力和受扭结构钢筋砼受拉分类分为轴心受拉和偏心受拉，图2-34。2.3钢筋砼受压、受力和受扭结构钢筋砼常见的受扭构件图2-35。2.3钢筋砼受压、受力

15、和受扭结构受扭构件的配筋形式图2-36。2.3钢筋砼受压、受力和受扭结构受扭构件的配筋构造图2-37。2.4钢筋砼楼盖及楼梯楼盖分类(按施工方法分)1.现浇式。2.装配式。3.装配整体式。2.4钢筋砼楼盖及楼梯楼盖分类(按受力和支承条件分)图2-38。2.4钢筋砼楼盖及楼梯现浇肋形楼盖由板、次梁、主梁组成的楼盖。2.4钢筋砼楼盖及楼梯单向和双向板的划分1.单向板：两边支承的板；四边支承的板，长宽等于或比大于3。2.双向板：四边支承的板，长宽比等于或小于2.3.四边支承的板，长宽比在23之间，宜按双向板考虑，也可以按单向板考虑。2.4钢筋砼楼盖及楼梯单向板肋形楼盖平面布置板的跨度1.72.5m；

16、次梁跨度46m；主梁跨度58m。图2-40。2.4钢筋砼楼盖及楼梯连续单向板的配筋方式图2-41。2.4钢筋砼楼盖及楼梯单向板墙边和角部附加负筋图2-43。2.4钢筋砼楼盖及楼梯次梁钢筋布置图2-44。2.4钢筋砼楼盖及楼梯主梁支座截面钢筋的位置图2-45。2.4钢筋砼楼盖及楼梯主梁支座附加横向钢筋布置图2-46。2.4钢筋砼楼盖及楼梯双向板的板带划分图2-48。2.4钢筋砼楼盖及楼梯钢筋砼楼梯的类型现浇整体式和装配式。2.4钢筋砼楼盖及楼梯现浇钢筋砼楼梯的形式图2-49。2.5多层与高层房屋结构常用的结构体系(框架结构)图2-50。2.5多层与高层房屋结构常用的结构体系(剪力墙结构)图2-5

17、1。2.5多层与高层房屋结构常用的结构体系(框架-剪力墙结构)图2-52。2.5多层与高层房屋结构常用的结构体系(筒体结构)图2-53。2.5多层与高层房屋结构框架结构类型1.全现浇框架。2.装配式框架。3.装配整体式框架。2.5多层与高层房屋结构现浇框架结构节点构造图2-57。本章内容1.砌体的种类。2.砌体结构的布置及构造。3.1砌体的种类无筋砌体1.砖砌体：常见的厚度120、180、240、370；组砌方式在第一篇中已经讲了。图3-1。3.1砌体的种类无筋砌体2.砌块砌体。3.石砌体，图3-2。3.1砌体的种类配筋砌体1.网状配筋砌体，图3-3。3.1砌体的种类配筋砌体2.组合配筋砌体，

18、图3-4。3.2砌体结构的布置及构造砌体结构的特点1.优点：就地取材；结构刚度大；施工简单。2.缺点：强度低，建造房屋高度受到限制，一般为7层；脆性材料，抗拉差，结构整体性差；房间布置的空间受到限制。3.2砌体结构的布置及构造砌体结构的横墙承重方案1.优点：横墙较多，房屋刚度大整体性较好；外纵墙不承重墙，利于布置门窗和造型。2.缺点：横墙较密，房间布置灵活性较差。3.2砌体结构的布置及构造砌体结构的纵横墙承重方案图3-7。3.2砌体结构的布置及构造砌体结构的内框架结构图3-8。3.2砌体结构的布置及构造砌体结构的构造要求1.高厚比：=H0/h。2.材料强度：五层及五层以上房屋的墙，以及受振动或

19、层高大于6m的墙、柱所用材最低强度，砖MU10、砌块MU7.5、石材MU30、砂浆M5；地面及以下防潮层所用材料的最低强度值详见P303表3-1。3.最小截面要求：承重的独立砖柱最小截面为240370；毛石墙最小厚度350。3.2砌体结构的布置及构造砌体结构开裂的原因1.温度变化和墙体干缩变形引起的变形。2.地基产生不均匀沉降产生的变形。3.2砌体结构的布置及构造防止砌体结构开裂的措施1.设置伸缩缝。2.屋面设置保温隔热层。3.其他措施。本章内容1.钢结构的概念。2.钢结构的链接。4.1钢结构的概念钢结构的特点1. 强度高，结构自重轻。2.塑性韧性好，对动荷载的适应性强。3.材质均匀，可靠性高

20、。4.具有可焊性，适应于建筑各种复杂形状的结构。5.制作、安装工业化程度高。6.密封性好4.1钢结构的概念钢结构的应用范围1. 大跨度结构。2.重型工业厂房。3.受动荷载影响的结构。4.高层建筑和高耸结构。5.可拆卸的移动结构。6.容器和其他构筑物。7.轻型钢结构。4.1钢结构的概念钢结构的常用钢材1. 钢板。2.型钢。图4-1。4.1钢结构的概念钢结构的常用钢材3.薄壁型钢及压型钢板。图4-2。4.2钢结构的链接钢结构的连接方法1.焊接。2.螺栓连接。3.铆钉连接。4.2钢结构的链接焊接连接形式对焊、搭接焊、T型焊、角接。4.2钢结构的链接焊接标注图4-6。4.2钢结构的链接对接焊坡口形式图

21、4-7。4.2钢结构的链接不同宽度和厚度构件的对接图4-8。4.2钢结构的链接角焊缝的截面形式图4-10。4.2钢结构的链接直角角焊缝的截面外形图4-11。4.2钢结构的链接焊缝的外形图4-12。4.2钢结构的链接焊缝的计算厚度图4-13。4.2钢结构的链接杆件与节点板的焊接连接图4-14。4.2钢结构的链接螺栓等级1.螺栓有不同的性能等级，如4.6级、8.8级、10.9级，表示最低抗拉强度值分别为400、800、1000MPa和屈强比分别为0.6、0.8、0.9(小数点前面的数值表示螺栓的最低抗拉强度值，小数点后数值表示材料的屈强比。2.螺栓的代号用M和公称直径表示，M16表示公称直径为16

22、。4.2钢结构的链接螺栓的排列图4-16。本章内容1.地震的基本知识。2.建筑抗震设防与设计。3.钢筋砼房屋的抗震规定及构造措施。4.多层砌体房屋抗震规定及构造措施。5.1地震的基本知识地球地球是一个半径约6400公里的椭圆体，由地核、地幔和地壳三部分组成。地壳是地球上厚度540公里的外层。5.1地震的基本知识地震的成因当地壳中的岩石破裂、错动、地表塌陷、火山爆发时，产生剧烈的震动，并以波的形式传到地球表面，而引起破坏，这就是地震。也有人工诱发地震，就是人类在地球上修建一些大型工程而诱发的地震。5.1地震的基本知识地震的种类根据地震的成因分为构造地震、火山地震、塌落地震和人工诱发地震。根据统计

23、构造地震约占地震总数的90%以上。5.1地震的基本知识常用的地震术语震源、震源深度、震中、震中区、震中矩、等震线。图5-1。5.1地震的基本知识地震等级地震等级是衡量一次地震释放能量的大小的等级。小于M2的地震称为无感地震；M2M4的地震称为有感地震，大于M5的称为破坏地震；大于M7的地震称为强烈地震或大地震；大于M8的地震为特大地震。地震等级增加一级，振幅增加10倍，释放的能量增加32倍。5.1地震的基本知识地震烈度地震烈度是地震对地面造成影响的程度。我国现行的中国地震烈度表(1990)，用I表示。如石柱地震烈度为6度。5.1地震的基本知识地震等级与烈度的关系1.地震等级大，地震烈度高。2.

24、地震震源浅，地震烈度高。3.距离地震震中近，地震烈度高。4.每次地震的震级相同，在不同的位置的地震烈度不一致。5.两次地震震级相同，震源深度不同，地震烈度不一致。5.1地震的基本知识地震的震害现象1.地表破坏：裂缝、喷砂冒水、地面下沉、滑坡塌方等。2.建筑物破坏：结构丧失整体性，房屋倒塌；结构承载力不足，造成房屋破坏或倒塌；地基地基失效造成房屋破坏或倒塌。3.次生灾害：地震造成火灾、水灾、有害物质污染、传染病等次生灾害。5.2建筑抗震设防与设计建筑抗震设防依据1.基本烈度：一个地区的基本烈度是该地区50年内，在一般条件下可能遭遇到超越概率为10%的地震烈度。2.设防烈度：一个地区建筑抗震设防依

25、据的烈度称为设防烈度。5.2建筑抗震设防与设计建筑抗震设防目标1. 小震不坏：称为第一水准，当遭受到多遇的低于本地区设防烈度的地震(小震)影响时，建筑物不坏，可继续使用。2.中震可修：称为第二水准，当遭受到相等于本地区设防烈度的地震(中震)影响时，建筑物可能破坏，经修理后，可继续使用。3.大震不倒：称为第三水准，当遭受到罕遇的高于本地区设防烈度的地震(大震)影响时，建筑物不倒塌或发生危及生命的严重破坏。5.2建筑抗震设防与设计建筑抗震设防分类1. 甲类建筑：有特殊要求的建筑。2.乙类建筑：国家重点抗震城市的生命线工程。新规范将中小学教室和宿舍也纳入乙类建筑。3.丙类建筑：除甲乙丙类建筑，即一般

26、的工业民用建筑。4.丙类建筑：次要建筑。5.2建筑抗震设防与设计抗震概念设计根据地震灾害和工程经验等所形成的基本设计原则和设计思想进行总体布局并确定细部构造的过程。避免平面不规则，竖向不规则。5.2建筑抗震设防与设计抗震设计的基本要求1.场地选择。2.地基和基础设计。3.建筑与构造的规定。4.结构体系。5.材料与施工。5.3钢筋砼房屋的抗震规定与构造措施震害特点1.框架梁：破坏发生在梁端。梁端纵筋屈服，出现上下贯通垂直裂缝和交叉裂缝。在梁端负弯矩钢筋剪断处由于抗弯能力的削弱也容易产出裂缝而破坏。2.框架柱：破坏发生在接近节点处。在水平地震荷载作用下，每层柱的上下端产生较大的弯矩，当柱的正截面抗

27、弯强度不足时，在柱的上下端产生水平裂缝而破坏。5.3钢筋砼房屋的抗震规定与构造措施震害特点3.框架节点：核心区产生斜向的X裂缝，当节点区剪压比较大时，钢筋为屈服砼就被剪压破坏。4.抗震墙(剪力墙)：在地震反复作用下，在连梁的两侧形成X形裂缝。抗震墙的破坏，一般不会导致房屋倒塌，可消耗地震能量。5.填充墙：与梁柱连接不当，容易倒塌伤人。5.3钢筋砼房屋的抗震规定与构造措施抗震等级抗震等级是确定结构和构件抗震计算和采取抗震措施的标准。抗震规范将结构分为四个抗震等级，即一级、二级、三级、四级，高层建筑增加了特级。5.3钢筋砼房屋的抗震规定与构造措施房屋高度及高宽比的限制抗震规范对房屋的高度给定了明确

28、的限制。如现浇钢筋砼框架结构，在6度设防区高度不得超过60米；砖混结构(240墙)，在 6度设防区高度不得超过24米；底部框架结构（240墙），在 6度设防区高度不得超过22米。5.3钢筋砼房屋的抗震规定与构造措施框架填充墙的构造要求1.填充墙在平面和竖向的布置宜均匀对称，避免形成薄弱层和短柱。2.砌体砂浆强度等级不应小于M5，墙顶应用框架梁密切结合。3.应沿框架柱全高每隔500设置26的拉筋，其伸入墙内的长度，6、7度时不应小于柱长的1/5，且不小于700。墙长大于5米时，墙顶与梁或板有拉结钢筋；墙长超过层高2倍时，宜设置构造柱；墙高超过4米时，应增设圈梁。5.3钢筋砼房屋的抗震规定与构造措施框架梁的构造要求1.截面尺寸：宽度不宜小于200，高度不应小于柱宽的1/2和梁高的1/4。2.纵向配筋：受拉配筋率不应大于2.5%。5.3钢筋砼房屋的抗震规定与构造措施框架柱的构造要求1.截面尺寸：不宜小于300，柱净高与柱截面长边的比值不应小于4，否则形成短柱，产生脆性破坏。5.3钢筋砼房屋的抗震规定与构造措施框架柱的构造要