建筑結(jié)構(gòu)復(fù)習(xí)提綱

1、建筑結(jié)構(gòu) 復(fù)習(xí)提綱第一章 緒論第二節(jié) 建筑結(jié)構(gòu)的基本要求1平衡 保證結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)的任一部分不發(fā)生運(yùn)動，力的平衡得到滿足。2穩(wěn)定 結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的任一部分作為剛體不允許發(fā)生危險(xiǎn)運(yùn)動。3承載能力 結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的任一部分在預(yù)計(jì)的荷載作用下安全可靠。4使用 結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)滿足建筑物的使用目的， 不出現(xiàn)影響使用的變形、 裂縫、局部損壞、 震動。 5經(jīng)濟(jì) 結(jié)構(gòu)造價(jià)通常占整體 30%，應(yīng)當(dāng)是最經(jīng)濟(jì)的。6美觀 有時(shí)沒學(xué)重要性大于承載能力和經(jīng)濟(jì)，象征性和紀(jì)念性建筑尤甚。 第三節(jié) 建筑結(jié)構(gòu)的分類一按材料分類1混凝土結(jié)構(gòu) 優(yōu)點(diǎn)：省鋼、就地取材、耐火耐久、可模性好、整體性好。 缺點(diǎn)：自重大 抗裂性差。2砌體結(jié)構(gòu) 優(yōu)點(diǎn)：就地取材、成

2、本低，耐久耐腐蝕性好。 缺點(diǎn)：材料強(qiáng)度低、自重大施 工慢、現(xiàn)場作業(yè)量大，燒磚占用土地。3鋼結(jié)構(gòu) 優(yōu)點(diǎn)：質(zhì)量均勻、強(qiáng)度高、構(gòu)件截面小、重量輕，可焊性好，制造工藝簡單，便 于工業(yè)化施工。 缺點(diǎn)：易腐蝕耐火差價(jià)格高。4木結(jié)構(gòu) 優(yōu)點(diǎn)：制作簡單、自重輕、加工容易。 缺點(diǎn)：易燃易腐易受蟲蛀。 5（補(bǔ)充）鋼 - 混凝土結(jié)構(gòu)二按受力和構(gòu)造特點(diǎn)分1混合結(jié)構(gòu) 樓屋蓋一般用鋼砼結(jié)構(gòu)構(gòu)件，墻體及基礎(chǔ)采用砌體結(jié)構(gòu)。2排架結(jié)構(gòu) 承重體系是屋面橫梁和柱及基礎(chǔ)， 主要用于單層工業(yè)廠房， 橫梁與柱的頂端鉸 接，柱的下端與基礎(chǔ)固接。3框架結(jié)構(gòu) 橫梁和柱及基礎(chǔ)組成主要承重體系，橫梁與框架柱剛性連接形成整體鋼架， 底層柱腳與基礎(chǔ)頂面

3、固接。4剪力墻結(jié)構(gòu) 縱橫布置成片鋼砼墻體叫剪力墻，高從基礎(chǔ)到屋頂，寬度是房屋全寬， 與鋼砼樓屋蓋整體連接。5其他形式結(jié)構(gòu)第四節(jié) 建筑結(jié)構(gòu)選型 一、多層和高層房屋結(jié)構(gòu)（ 10 層及 10 層以上高度大于 28m）1. 混合結(jié)構(gòu)體系 2. 框架結(jié)構(gòu)體系 3. 剪力墻結(jié)構(gòu) 4. 高層房屋結(jié)構(gòu)的布置特點(diǎn)：見書本 P9 二、單層大跨度房屋結(jié)構(gòu)1. 鋼筋混凝土單層廠房結(jié)構(gòu)O 1排架結(jié)構(gòu)O剛架結(jié)構(gòu)C3拱結(jié)構(gòu)2. 其他型式的結(jié)構(gòu)C1薄殼結(jié)構(gòu)C2網(wǎng)架結(jié)構(gòu)C3懸索結(jié)構(gòu)C4折板結(jié)構(gòu)第二章 建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)方法第一節(jié) 設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期和設(shè)計(jì)使用年限一設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)所采用的荷載統(tǒng)計(jì)參數(shù)、 與實(shí)踐有關(guān)的材料性能取

4、值， 需要選定 一個(gè)時(shí)間參數(shù)，即設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期。我國采用 50 年。二設(shè)計(jì)使用年限 設(shè)計(jì)規(guī)定的一個(gè)時(shí)期。在這個(gè)時(shí)期內(nèi)，房屋在正常設(shè)計(jì)，正常施工，正 常使用和維護(hù)下不需要進(jìn)行大修就能按其預(yù)訂目的使用。1 類 5 年 臨時(shí)性結(jié)構(gòu) 2 類 25年 已于替換的結(jié)構(gòu)構(gòu)件 3 類 50 年 普通房屋和構(gòu)筑物 4 類 100 年 紀(jì)念性和特別重要的 建筑結(jié)構(gòu)第二節(jié) 結(jié)構(gòu)的功能要求、作用和抗力 結(jié)構(gòu)的功能要求 1 結(jié)構(gòu)安全性要求 1 ）正常施工和正常使用時(shí)，能承受可能出現(xiàn)的各種問題。 2 ）再設(shè)計(jì)規(guī)定的偶然時(shí)間發(fā)生時(shí)及發(fā)生后，仍能保持必須的整體為穩(wěn)定。2 結(jié)構(gòu)的適用性要求 結(jié)構(gòu)在正常時(shí)具有良好的工作性能。 3 結(jié)

5、構(gòu)的耐久性要求 結(jié)構(gòu)在正常維 護(hù)下具有足夠的耐久性能。第三節(jié) 建筑的可靠度理論和極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法一結(jié)構(gòu)的可靠性和可靠度 可靠性： 結(jié)構(gòu)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)、 在規(guī)定的條件下完成預(yù)定功能 的能力。 可靠度：對結(jié)構(gòu)可靠性的定量描述，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)（設(shè)計(jì)使用年限）規(guī)定的條件 下（正常設(shè)計(jì)、施工、使用條件，不考慮人為過失）完成預(yù)定功能的概率。二概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法 1極限狀態(tài)定義：整個(gè)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分超過某一特定狀態(tài)就不能滿足設(shè)計(jì)規(guī)定的某一 功能要求，該狀態(tài)即極限狀態(tài)。2極限狀態(tài)分類： 1 ）承載能力極限狀態(tài) a 、整個(gè)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分作為剛體失去平衡。b、結(jié)構(gòu)構(gòu)件或連接因超過強(qiáng)度而破壞。c、結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)動體

6、系。d、結(jié)構(gòu)或構(gòu)件喪失穩(wěn)定。e、地基喪失承載能力而破壞。2 ）正常使用極限狀態(tài) 結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)到正常使用或耐久行的某項(xiàng)規(guī)定限值。A影響正常使用或外觀變形。B影響正常使用或耐久性能的局部損壞。 C影響正常使用的震動。D影響正常使用的其他特定狀態(tài)。第三章 建筑材料的力學(xué)性能第一節(jié) 建筑鋼材一鋼材的力學(xué)性能1應(yīng)力 - 應(yīng)變曲線 詳見書 P342強(qiáng)度 屈服強(qiáng)度 和抗拉強(qiáng)度兩項(xiàng)，比之不大于 0.8 。3塑性 破壞前產(chǎn)生變形的能力。伸長率和冷彎性能。伸長率大的鋼材塑性好， 拉斷前有明顯預(yù)兆， 伸長率小的塑型材， 破壞突然發(fā)生，呈脆性特征。 有明顯屈服點(diǎn)的鋼材都有較大 的伸長率。 冷彎性能指鋼材在常溫下承

7、受彎曲時(shí)產(chǎn)生塑性形變的能力。反應(yīng)鋼材塑性性能和內(nèi)在質(zhì)量。 需要驗(yàn)算疲勞的焊接結(jié)構(gòu)鋼材，需要具有常溫沖擊韌性的合格保證。 二型鋼和鋼板： 1角鋼、槽鋼、工字鋼等 2 厚板 4.5-60mm 薄板 0.35-4mm3. Q235 Q345 Q390 Q420厚度w 16mm屈服強(qiáng)度分別為其 數(shù)值N/mn2 ,> 16越厚越低。 三鋼筋和砼共同工作 1 砼結(jié)硬后能與鋼筋牢固粘結(jié)互相傳遞應(yīng)力和變形，粘結(jié)力是共 同工作的基礎(chǔ)。 2.鋼筋和砼具有相近的溫度曲線膨脹系數(shù)。 3 .砼提供堿性環(huán)境可以保護(hù) 鋼筋免受銹蝕。第三節(jié) 鋼筋與混凝土的相互作用粘結(jié)力一.粘結(jié)力 鋼筋和砼共同工作的基礎(chǔ)是粘結(jié)力， 粘結(jié)

8、力是存在于鋼筋與砼界面上的作用力。 三部分組成 1 .砼收縮將鋼筋緊固的摩擦力。 2.砼顆粒化學(xué)作用的膠合力。 3. 鋼筋表面凹凸 不平與砼之間的機(jī)械咬合力。第五章 鋼筋混凝土軸心受力構(gòu)件第一節(jié) 軸心受力構(gòu)件的受力特點(diǎn)一.板的構(gòu)造規(guī)定 單向現(xiàn)澆板最小厚度 60mm民用60工業(yè)70,雙向80,無梁樓板150。 受力鋼筋一般為 ？ 6-10HPB235級鋼筋間距 70-200mm當(dāng)板厚h> 150mm間距w 1.5h且w 250mm 受力鋼筋外邊緣算起的砼保護(hù)層最小厚度：一般韓靜嫻15-20mm（ C20）預(yù)制板砼保護(hù)層可相應(yīng)減少 5mm。第二節(jié) 受彎構(gòu)件正截面性能的試驗(yàn)研究梁受力三個(gè)階段

9、1. 彈性工作階段 2.帶裂縫工作階段 3.破壞階段梁的正截面破獲特征1. 適筋破壞 受拉鋼筋首先屈服,隨著受拉鋼筋塑性變形發(fā)展,受壓砼邊緣纖維達(dá)到極限壓應(yīng)變被壓碎,破壞前又明顯預(yù)兆,破壞前裂縫和變形急劇發(fā)展,延性破壞。2. 超筋破 壞 破壞時(shí)因鋼筋量高未屈服， 砼受壓邊緣達(dá)到極限被壓碎。 受拉區(qū)砼裂縫不 明顯無明顯預(yù) 兆，脆性破壞。 3. 少筋破壞 配筋量少受拉砼一旦開裂鋼筋迅速屈服甚至拉斷，受拉區(qū) 砼裂縫寬撓度大 而受壓區(qū)砼未達(dá)到極限。脆性破壞，一裂即壞，不允許設(shè)計(jì)少筋梁。 雙筋截面 1 截面承受彎矩較大且截面尺寸受限制不能調(diào)整。 2 同一截面在不同荷載效 應(yīng)組合下受到變號彎矩作用。 3

10、在抗震設(shè)計(jì)中， 需要配置受壓鋼筋以增加構(gòu)件的截面延性。T型截面判別1 .當(dāng)砼受壓區(qū)高度 x < hf '（即EW hf ' /hO），第一類截面。2 .當(dāng)x > hf ' （即E> hf' /hO ）,第二類截面。為了避免截面破壞應(yīng)當(dāng)使用合理的截面尺寸和合理的配筋構(gòu)造。當(dāng)梁承受的剪力較大時(shí)， 在優(yōu)先采用箍筋的前提下， 還可以利用梁內(nèi)跨中的部分受拉鋼筋在 支座附近彎起已承擔(dān)部分剪力，稱之為彎起鋼筋，箍筋和彎起鋼筋統(tǒng)稱為腹筋。斜截面破壞主要形態(tài) 1 .斜拉破壞 2 .剪壓破壞 3 .斜壓破壞最小剛度原則 在計(jì)算撓度時(shí)， 假定個(gè)同號彎矩區(qū)段內(nèi)的剛度相

11、等， 并采用該區(qū)段內(nèi)最大彎 矩處的剛度（即最小剛度） 。第八章 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的一般知識 預(yù)應(yīng)力砼構(gòu)件：在砼構(gòu)件承受使用荷載前的制作階段，預(yù)先對使用階段的受拉區(qū)施加應(yīng)力。 受力特征： 1 .構(gòu)件的抗裂性得到提高。 2 .預(yù)應(yīng)力的大小可以調(diào)節(jié)。 3 .在使用荷載作用 下，預(yù)應(yīng)力砼構(gòu)件基本上處于彈性工作階段。 4 .施加預(yù)應(yīng)力對構(gòu)件正截面承載力無明顯影 響。施加預(yù)應(yīng)力方法： 1 .先張法：鋼筋先在臺座上張拉并錨固，然后支模和澆搗混凝土。鋼筋 放松后將產(chǎn)生彈性回縮， 但鋼筋和砼之間的粘結(jié)力阻止其回縮，因而獲得預(yù)應(yīng)力。2 .后張法：先制作構(gòu)件并留孔道， 等砼到達(dá)一定強(qiáng)度后在孔道內(nèi)穿入預(yù)應(yīng)力鋼筋， 在

12、構(gòu)件上張拉并 錨固，從而施加預(yù)應(yīng)力。第九章 砌體和砌體構(gòu)件一砌體的受壓性能 1 .受壓破壞的三個(gè)階段：A單磚內(nèi)出現(xiàn)裂縫。B裂縫通過若干皮磚形成連續(xù)縫。C形成貫通裂縫砌體完全破壞。2 .影響砌體抗壓強(qiáng)度的主要因素：A塊體和砂漿的強(qiáng)度。B塊體尺寸和幾何形狀的影響。C砂漿性能的影響。D砌筑質(zhì)量的影響。二.強(qiáng)度調(diào)整系數(shù)丫 a 1 .無筋砌體構(gòu)件截面面積 A小于0.3怦時(shí)，丫 a=A+0.7 （A單位怦）2 .當(dāng) 施工質(zhì)量控制等級為 C級時(shí)，丫 a為0.89。三局部抗壓強(qiáng)度提高的原因 1 未直接承受壓力的外圍砌體對直接受壓的內(nèi)部砌體有約 束作用，使直接受壓的內(nèi)部砌體處于三向受壓狀態(tài)，套箍強(qiáng)化作用。2.由

13、于砌體搭縫砌筑局部壓力迅速向?yàn)橹苯邮軌旱钠鲶w擴(kuò)散， 使單位面積上的應(yīng)力很快變小， 使局部受壓強(qiáng)度得 到提高，成為力的擴(kuò)散作用。第十章 混合結(jié)構(gòu)房屋 房屋的靜力計(jì)算方案：剛性方案、剛彈性方案、彈性方案。 主要劃分依據(jù)是考慮樓蓋或屋蓋剛度及橫墻間距 （包括橫墻剛度） 兩個(gè)主要因素的影響。 剛 性及剛彈性應(yīng)符合：1.橫墻厚度180mm 2.洞口面積橫墻中不超過 50% 3.橫墻高度單層 不宜大于長度，多層不宜大于橫墻長度 2 倍。房屋結(jié)構(gòu)布置方案 1 .縱墻承重方案 2 .橫墻承重方案 3 .縱橫墻混合承重方案 4 .內(nèi)框架 承重方案墻柱允許高厚比及驗(yàn)算： 為保證墻柱穩(wěn)定性， 其計(jì)算高度與墻體厚度的

14、壁紙不應(yīng)超過某一限 值，該限制3 成為允許高厚比。圈梁 概念：在墻體內(nèi)沿水平方向同一標(biāo)高設(shè)置的封閉的鋼筋砼梁或鋼筋磚帶稱為圈梁。 作用：增強(qiáng)房屋的整體剛度防止由于地基的的不均勻沉降或較大的震動荷載等對房屋引起的 不利影響。布置： 1.宿舍辦公樓 3-4 層應(yīng)在檐口標(biāo)高出設(shè)置圈梁一道， 當(dāng)層數(shù)超過 4 層時(shí)，應(yīng)在所有縱 橫墻上隔層設(shè)置。東曾砌體工業(yè)房屋，每層應(yīng)設(shè)置鋼筋砼現(xiàn)澆圈梁。2. 車間倉庫食堂等空曠單層房屋，A對砌體房屋檐口標(biāo)高為 5-8m時(shí)，應(yīng)在檐口設(shè)置一道圈梁。大于8m時(shí)適當(dāng)增設(shè)。B對有電動橋式吊車或較大震動設(shè)備的單層工業(yè)房屋，除在檐口 或窗頂標(biāo)高出設(shè)置鋼筋砼圈梁外，并宜在吊車梁標(biāo)高處或

15、其他適當(dāng)位置增設(shè)。3. 對軟弱地基上的砌體承重結(jié)構(gòu)房屋。 A在多層房屋的基礎(chǔ)和頂層處宜各設(shè)一道，其他各層 隔層設(shè)置，必要時(shí)也可層層。 B 圈梁應(yīng)設(shè)置在外墻，內(nèi)縱墻和主要內(nèi)橫墻上，并在平面內(nèi)聯(lián) 成封閉系統(tǒng)。圈梁構(gòu)造： 圈梁宜連續(xù)的設(shè)在同一平面上并形成封閉狀， 當(dāng)圈梁被洞口截?cái)鄷r(shí)， 應(yīng)在洞口上 部增設(shè)相同截面的附加圈梁。附加圈梁與圈梁的搭接長度不應(yīng)小于im且不應(yīng)小于其垂直間距的 2 倍。構(gòu)造柱：為了提高多層砌體結(jié)構(gòu)的抗震性能，在砌體內(nèi)部設(shè)置的鋼砼柱，加強(qiáng)穩(wěn)定性。作用：主要位置樓梯間平臺，主要抗剪力與抗震，起橫向作用。第十一章 鋼結(jié)構(gòu)鋼梁喪失整體穩(wěn)定性： 鋼梁的截面高而窄， 承受荷載后在彎矩平面內(nèi)產(chǎn)

16、生彎曲變形， 側(cè)向保 持平直，但當(dāng)荷載達(dá)到某一數(shù)值后，連載擾力作用下可能突然發(fā)生側(cè)向彎曲和扭轉(zhuǎn)?？梢圆挥?jì)算梁的穩(wěn)定性的情況： 1 有鋪板密鋪在亮的受壓翼緣上并與其牢固相連，能阻 止梁受壓翼緣側(cè)向位移。2 H 型鋼或等截面工字鋼簡支梁受壓翼緣的自由長度 l1 與其寬度 b1 之比不超過表 11-4 。防止局部失穩(wěn)： 1 保證梁受壓翼緣的局部穩(wěn)定，可限制翼緣的寬厚比。2 為保證梁腹板的局部穩(wěn)定， 可在腹板兩側(cè)成對的設(shè)置橫向加勁肋， 有時(shí)還在彎曲應(yīng)力大的區(qū)段的受壓區(qū) 設(shè)置縱向加勁肋。實(shí)腹式軸心受壓構(gòu)件的截面設(shè)計(jì)原則 1. 肢寬臂薄 2. 等穩(wěn)定性 3. 制造省工構(gòu)造簡單 設(shè)計(jì)步驟1 初步選擇截面 2

17、 進(jìn)行截面驗(yàn)算 3 滿足構(gòu)造規(guī)定連接所采用的焊縫形式主要有對接焊縫和角焊縫，還有透焊的t形焊縫。螺栓連接： 螺栓連接也簡稱栓接， 通過螺栓產(chǎn)生的緊固力是被連接構(gòu)件成為整體。 分普通螺 栓連接和高強(qiáng)度螺栓連接。第十二章 鋼筋混凝土梁板結(jié)構(gòu) 單向板：沿單方向傳遞荷載，受單向玩去的板成為單向板。雙向板：板的長度和短邊比值接近(12/11 V 2),在承受和傳遞荷載時(shí)，板在兩個(gè)方向的內(nèi) 力和變形都不能忽略。塑性鉸和塑性內(nèi)力重分布的概念。按彈性理論計(jì)算時(shí)， 結(jié)構(gòu)構(gòu)件內(nèi)的剛度始終不變， 內(nèi)力與荷載成正比。 而鋼筋砼受彎構(gòu)件在 荷載作用下會產(chǎn)生裂縫， 且材料也非勻質(zhì)彈性材料， 因而結(jié)構(gòu)構(gòu)件各截面的剛度相對值

18、會發(fā) 生變化， 而超靜定結(jié)構(gòu)構(gòu)件的內(nèi)力是與構(gòu)件剛度有關(guān)的， 剛度的變化意味著截面內(nèi)力分布會 發(fā)生不同于彈性理論的分布。現(xiàn)澆梁式樓梯， 由梯段與休息平臺組成， 梯段包括踏步板和梯段梁， 休息平臺包括休息板和 平臺梁。荷載用踏步板傳至梯段梁再傳至平臺梁然后傳至墻體或柱最后傳至基礎(chǔ)和地基上。 現(xiàn)澆板式樓梯，梯段板和平臺梁組成，梯段板為沿跑方向受彎構(gòu)件，支撐在上下平臺梁上。荷載通過梯段板直接傳到平臺梁上在再傳至墻體和柱最后傳至基礎(chǔ)和地基上。第十三章 多層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)變形縫伸縮縫： 為避免溫度應(yīng)力和砼收縮應(yīng)力是房屋產(chǎn)生裂縫而設(shè)置的，在伸縮縫處， 基礎(chǔ)頂面以上的結(jié)構(gòu)和建筑全部分開。 沉降縫：為避免地

19、基不均勻沉降在房屋結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生裂縫而設(shè)置的，沉降縫一般發(fā)生部位 A 土層變化較大處B地基基礎(chǔ)處理方法不同出 C房屋平面形狀變化的凹角處D房屋高度、重量、剛度、有較大變化處 E 新建部分與原有建筑結(jié)合處。 必要時(shí)沉降縫將建筑從屋頂?shù)交A(chǔ)全部 斷開。兩縫均需時(shí)進(jìn)行合并設(shè)置， 以減少整個(gè)房屋縫數(shù)。 其縫寬與地質(zhì)條件和房屋高度有關(guān)， 一 般不小于50mm房屋高度超過 10m時(shí)不小于70mm第十四章 建筑地基基礎(chǔ) 柱下鋼筋砼獨(dú)立基礎(chǔ)，常用于多層框架柱和單層工業(yè)廠房柱，設(shè)計(jì)時(shí)，需確定基礎(chǔ)底面積， 基礎(chǔ)高度及基礎(chǔ)配筋。第十五章 地震作用和結(jié)構(gòu)的抗震驗(yàn)算地震， 就是由于地面運(yùn)動而引起的震動， 原因是地殼板塊的構(gòu)造運(yùn)動， 局部巖層變形應(yīng)力過 大，超過巖石強(qiáng)度是，突然斷裂錯動釋放出的能量。除了一小部分轉(zhuǎn)換為熱能外，大部分以地震波形式傳遞到地面引起震動。成為構(gòu)造地震，簡稱地震。兩大地震帶：環(huán)太平洋地震帶，地中海南亞地震帶。 底層深處發(fā)生巖石斷裂錯動釋放能量產(chǎn)生震動的地方稱為震源，震源正上放地面稱為震中， 震中附近的地區(qū)震中區(qū)。地震釋放的能量以波的形式傳播。 在地球內(nèi)部傳播的波稱為體波， 在地球表面?zhèn)鞑サ牟ǚQ為 面波。 體波包括縱波和橫波，縱波是一種壓縮波， 也稱 P 波， 介質(zhì)振動方向與波傳播方向一 致，縱波周期短振幅小波速最快，引起地面豎向震動。橫波是一種剪切波，也