工程結構總復習

1、工程結構總復習工程結構總復習同濟大學出版社同濟大學出版社工程結構同濟大學電子音像出版社工程結構總復習工程結構總復習普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”國家級規(guī)劃教材國家級規(guī)劃教材工工 程程 結結 構（第三版）構（第三版）工程結構總復習工程結構總復習同濟大學出版社同濟大學出版社工程結構試卷題型及分數(shù)填空題：20個空白處，總共40分，每空格2分名詞解釋 ：4道題，總共16分，每小題4分簡答題：3道題，總共24分，每小題8分計算題：2道題，總共20分，每小題10分工程結構總復習工程結構總復習同濟大學出版社同濟大學出版社工程結構一、結構的基本知識一、結構的基本知識1、結構的組成 ：由若干個單元所組

2、成的結構骨架。2、基本(單元)構件 板：提供活動面，直接承受并傳遞荷載； 梁：板的支撐構件，承受板傳來的荷載并傳遞； 柱：承受樓面體系（梁、板）傳來的荷載并傳遞； 墻：承受樓面體系（梁、板）傳來的荷載并傳遞； 基礎：將柱及墻等傳來的上部結構荷載傳給地基； 索：懸掛構件或結構體系的主要傳力單元； 桿：組成空間構件，如屋架等。 工程結構總復習工程結構總復習同濟大學出版社同濟大學出版社工程結構 一、結構的基本知識一、結構的基本知識按受力體系分類 框架結構：主要(豎向)受力體系由梁和柱組成； 剪力墻結構：主要(豎向)受力體系由墻組成； 筒體結構：四周封閉的墻形成筒； 塔式結構：下端固定、上端自由的高聳

3、構筑物； 桅式結構：豎立的細長桅桿和纖繩所組成的構筑物； 懸索、懸吊結構：由拉索及邊緣構件組成的承重結構； 殼體結構:由曲面形板與邊緣構件組成的空間結構； 網(wǎng)架結構：由多根桿件通過節(jié)點連結形成的空間結構；工程結構總復習工程結構總復習同濟大學出版社同濟大學出版社工程結構鋼筋和混凝土共同工作的原因 1）鋼筋表面與混凝土之間存在粘結作用。 2）變形協(xié)調作用）變形協(xié)調作用3）混凝土對鋼筋的保護作用）混凝土對鋼筋的保護作用 在以上各種作用中，鋼筋與混凝土之間存在粘結作用在以上各種作用中，鋼筋與混凝土之間存在粘結作用是鋼筋與混凝土能夠一起共同工作的最主要原因。是鋼筋與混凝土能夠一起共同工作的最主要原因。摩

4、擦力摩擦力機械咬合力機械咬合力膠結力膠結力粘結作用粘結作用工程結構總復習工程結構總復習同濟大學出版社同濟大學出版社工程結構鋼筋混凝土鋼筋混凝土鋼筋與混凝土有較好的共同工作基礎的原因。（1）鋼筋與混凝土之間存在較好的傳遞應力的能力，在荷載作用下，不產(chǎn)生相對滑移，保證兩種材料協(xié)調變形、共同受力。（2）鋼筋與混凝土兩種材料的溫度線膨脹系數(shù)相近，當溫度發(fā)生變化時，兩者不會產(chǎn)生過大的不協(xié)調變化而導致破壞。（3）混凝土對鋼筋起良好的保護作用，結構的抗火能力和耐久性大大提高。工程結構總復習工程結構總復習同濟大學出版社同濟大學出版社工程結構1）就地取材；2）耐久性好；3）整體性好；4）可模性好；5）耐火性好。

5、1）自重大；）自重大；2）抗裂性能差；）抗裂性能差；3）現(xiàn)澆結構模板用量大；）現(xiàn)澆結構模板用量大；4）工期長等等。）工期長等等。鋼筋混凝土結構的特點鋼筋混凝土結構的特點主要優(yōu)點：主要優(yōu)點：主要缺點：主要缺點：工程結構總復習工程結構總復習同濟大學出版社同濟大學出版社工程結構鋼筋混凝土結構 的缺點（1）鋼筋混凝土結構構件的截面尺寸大，其自重較大，對于建造大跨度結構、高層結構，減少地震反應不理。（2）混凝土材料抗拉性能差，加之在硬化過程和使用過程中產(chǎn)生收縮，因此其抗裂性能差。（3）混凝土結構的建造需要經(jīng)過綁扎鋼筋、支模版、澆筑、養(yǎng)護等多道施工工序，生產(chǎn)周期較長，施工質量和進度等易受環(huán)境條件的影響。（

6、4）混凝土是通過內部水泥的水化反應形成一體，混凝土硬化后強度很高，因此鋼筋混凝土結構的拆除和改造難度較大。工程結構總復習工程結構總復習同濟大學出版社同濟大學出版社工程結構砌體結構砌體結構1、砌體結構的組成 砌體結構是用磚、石或砌塊， 用砂漿等膠結材料砌筑的結構。2、優(yōu)缺點 優(yōu) 點：耐久性好； 耐火性好； 就地取材； 施工技術要求低； 造價低廉。 缺 點： 強度低，砂漿與磚石之間的粘接力較弱； 自重大；砌筑工作量大，勞動強度高。 粘土用量大，不利于持續(xù)發(fā)展。 工程結構總復習工程結構總復習同濟大學出版社同濟大學出版社工程結構鋼結構鋼結構1、鋼結構的構成 是用鋼板、角鋼、工字鋼、槽鋼、鋼管和圓鋼等鋼

7、材 通過焊接等有效的連接方式，所形成的結構。2、優(yōu)缺點 優(yōu) 點： 強度和強度質量比高； 材質均勻、性能好，結構可靠性高。 施工簡便、工期短。 延性好、抗震能力強。 易于改造和加固。 缺 點：耐腐蝕性差；耐火性差；鋼材價格相對較高。工程結構總復習工程結構總復習同濟大學出版社同濟大學出版社工程結構混凝土的徐變混凝土的徐變混凝土的徐變混凝土的徐變概念：混凝土在荷載長期作用下產(chǎn)生隨時間而增長的變形即概念：混凝土在荷載長期作用下產(chǎn)生隨時間而增長的變形即在應力不變的情況下，混凝土的應變隨時間繼續(xù)增大的變在應力不變的情況下，混凝土的應變隨時間繼續(xù)增大的變形稱為徐變。形稱為徐變。v 影響：徐變會造成結構的內力

8、重分布，會使變形增大，會影響：徐變會造成結構的內力重分布，會使變形增大，會引起預應力損失，在高應力作用下，還會導致構件破壞。引起預應力損失，在高應力作用下，還會導致構件破壞。v 過程：過程：隨荷載作用時間的延續(xù)，變形不斷增長，前隨荷載作用時間的延續(xù)，變形不斷增長，前4個月個月徐變增長較快，徐變增長較快，6個月可達最終徐變的（個月可達最終徐變的（7080）%，以后，以后增長逐漸緩慢，增長逐漸緩慢，23年后趨于穩(wěn)定。年后趨于穩(wěn)定。工程結構總復習工程結構總復習同濟大學出版社同濟大學出版社工程結構可變荷載(活荷載)永久荷載(恒荷載)在結構設計基準期內，其作用量值隨時間而變化，其變化幅度與平均值相比不可

9、忽略不計的荷載 在結構設計基準期內，其作用量值不隨時間變化，或其變化幅度與平均值相比可以忽略不計的荷載. (隨時間的變異性分類)荷載的分類偶然荷載在結構設計基準期內不一定出現(xiàn)，而一旦出現(xiàn)其量值很大且持續(xù)時間很短的荷載， 工程結構總復習工程結構總復習同濟大學出版社同濟大學出版社工程結構適用性安全性結構在正常使用期間應具有良好的工作性能。例如，不發(fā)生過大的變形、振幅、過寬的裂縫等，以免影響正常使用。 結構應能承受在正常施工和正常使用的情況下可能出現(xiàn)的各種作用，在設計規(guī)定的偶然事件發(fā)生時及發(fā)生后，結構仍能保持必需的整體穩(wěn)定性，不致發(fā)生倒塌。 結構的功能要求耐久性結構在正常使用和正常維護條件下應具有足

10、夠的耐久性能，以保證結構能夠正常使用到預定的設計使用期限。 結構設計的目的就是使所設計的結構在規(guī)定的設計使用年限結構設計的目的就是使所設計的結構在規(guī)定的設計使用年限內，用最經(jīng)濟的手段獲得預定條件下滿足設計所預期的各種內，用最經(jīng)濟的手段獲得預定條件下滿足設計所預期的各種功能的要求。功能的要求。 工程結構總復習工程結構總復習同濟大學出版社同濟大學出版社工程結構結構功能的極限狀態(tài)結構功能的極限狀態(tài) 能夠滿足功能要求能夠滿足功能要求不能滿足功能要求不能滿足功能要求特定狀態(tài)特定狀態(tài)可靠度可靠度可靠失效極限狀態(tài)極限狀態(tài)承載能力極限狀態(tài)承載能力極限狀態(tài)正常使用極限狀態(tài)正常使用極限狀態(tài) 結構或結構結構或結構構

11、件達到最構件達到最大承載能力大承載能力或不適于繼或不適于繼續(xù)承載的變續(xù)承載的變形時的狀態(tài)形時的狀態(tài) 結構或結構結構或結構構件達到正構件達到正常使用或耐常使用或耐久性的某項久性的某項規(guī)定限值時規(guī)定限值時的狀態(tài)的狀態(tài) 工程結構總復習工程結構總復習同濟大學出版社同濟大學出版社工程結構超筋梁的破壞始于受壓混凝土的破壞，它的破壞特超筋梁的破壞始于受壓混凝土的破壞，它的破壞特征屬于征屬于 脆性脆性 破壞。破壞。 適筋梁的破壞始于縱向受力鋼筋的屈服，它的破壞適筋梁的破壞始于縱向受力鋼筋的屈服，它的破壞特征屬于特征屬于 延性延性 破壞。破壞。鋼筋混凝土梁和板要滿足正常使用極限狀態(tài)要求，鋼筋混凝土梁和板要滿足正

12、常使用極限狀態(tài)要求，需要進行變形需要進行變形 和和 裂縫寬度驗算。裂縫寬度驗算。 在連續(xù)反復荷載作用下，即使鋼材的應力低于抗拉在連續(xù)反復荷載作用下，即使鋼材的應力低于抗拉強度，甚至遠低于屈服強度，構件也有可能發(fā)生強度，甚至遠低于屈服強度，構件也有可能發(fā)生破壞，這種破壞現(xiàn)象稱為破壞，這種破壞現(xiàn)象稱為 疲勞破壞。疲勞破壞。 鋼筋混凝土梁和板要滿足承載能力極限狀態(tài)要求，鋼筋混凝土梁和板要滿足承載能力極限狀態(tài)要求，需要進行正截面需要進行正截面 受彎承載力受彎承載力 計算、斜截面受計算、斜截面受 剪承載力計算以及受扭承載力計算剪承載力計算以及受扭承載力計算 工程結構總復習工程結構總復習同濟大學出版社同濟

13、大學出版社工程結構根據(jù)施工方法的不同，鋼筋混凝土樓蓋可分根據(jù)施工方法的不同，鋼筋混凝土樓蓋可分為為裝配式裝配式、裝配整體式裝配整體式和和現(xiàn)澆式現(xiàn)澆式三種。三種。裝配式混凝土樓蓋裝配式混凝土樓蓋造價較低，施工進度快，造價較低，施工進度快，預制構件質量穩(wěn)定，便于工業(yè)化生產(chǎn)和機械化施預制構件質量穩(wěn)定，便于工業(yè)化生產(chǎn)和機械化施工，故在建筑中應用非常廣泛。工，故在建筑中應用非常廣泛。為了提高裝配式樓蓋的整體性，可采用為了提高裝配式樓蓋的整體性，可采用裝配裝配整體式樓蓋整體式樓蓋。這種樓蓋是將各種預制構件吊裝就。這種樓蓋是將各種預制構件吊裝就位后，通過整結方法，使之構成整體。位后，通過整結方法，使之構成整

14、體。 由于由于現(xiàn)澆式樓蓋現(xiàn)澆式樓蓋整體剛性好，抗震性強，防整體剛性好，抗震性強，防水性能好，故適用于各種有特殊布局的樓蓋。水性能好，故適用于各種有特殊布局的樓蓋。 工程結構總復習工程結構總復習同濟大學出版社同濟大學出版社工程結構現(xiàn)澆式樓蓋按樓板受力和支承條件不同，可分為肋形樓蓋和無梁樓蓋。肋形樓蓋又可分為單向板肋形樓蓋、雙向板肋形樓蓋和井式樓蓋。無梁樓蓋是指將板直接支承在柱頂?shù)闹鄙?，不設主、次梁，因而天棚平坦，凈空較高，通風與采光較好，主要用于倉庫、商場等建筑中，如圖6.1所示。 工程結構總復習工程結構總復習同濟大學出版社同濟大學出版社工程結構肋形樓蓋肋形樓蓋是由板、次梁、主梁等構件組成的，

15、板的是由板、次梁、主梁等構件組成的，板的四周可支承于次梁、主梁或磚墻上。四周可支承于次梁、主梁或磚墻上。 這種彎曲后短向曲率比長向曲率大很多的板這種彎曲后短向曲率比長向曲率大很多的板叫叫單向板單向板。當板的長邊與短邊相差不大時，由于沿長向傳當板的長邊與短邊相差不大時，由于沿長向傳遞的荷載也較大，不可忽略，板彎曲后長向曲率遞的荷載也較大，不可忽略，板彎曲后長向曲率與短向曲率相差不大，這種板叫與短向曲率相差不大，這種板叫雙向板雙向板。工程結構總復習工程結構總復習同濟大學出版社同濟大學出版社工程結構根據(jù)不同使用要求，工業(yè)廠房可設計為單層根據(jù)不同使用要求，工業(yè)廠房可設計為單層廠房和多層廠房。按承重結構

16、材料的不同，工廠房和多層廠房。按承重結構材料的不同，工業(yè)廠房可分為業(yè)廠房可分為鋼筋混凝土結構廠房、鋼結構廠鋼筋混凝土結構廠房、鋼結構廠房、混合結構廠房房、混合結構廠房。鋼筋混凝土結構單層廠房按主要承重結構形鋼筋混凝土結構單層廠房按主要承重結構形式分為式分為排架結構排架結構和和剛架結構剛架結構。排架結構排架結構由屋架（或屋面梁）、柱、基礎組由屋架（或屋面梁）、柱、基礎組成，其中柱與基礎剛接，而屋架（或屋面梁）成，其中柱與基礎剛接，而屋架（或屋面梁）與柱鉸接。與柱鉸接。 工程結構總復習工程結構總復習同濟大學出版社同濟大學出版社工程結構(3)縱向排架縱向排架縱向排架一方面承受著縱向水平荷載（屋蓋結構

17、縱向排架一方面承受著縱向水平荷載（屋蓋結構傳來縱向風荷載、吊車縱向制動力、縱向水平傳來縱向風荷載、吊車縱向制動力、縱向水平地震力等），另一方面還起著保證結構縱向剛地震力等），另一方面還起著保證結構縱向剛度和穩(wěn)定的作用。度和穩(wěn)定的作用。(4)吊車梁吊車梁主要承受吊車荷載（包括豎向荷載、橫向和縱向主要承受吊車荷載（包括豎向荷載、橫向和縱向水平荷載），并通過牛腿把它傳給橫向排架或水平荷載），并通過牛腿把它傳給橫向排架或縱向排架，同時起著連系縱向柱列的作用?？v向排架，同時起著連系縱向柱列的作用。工程結構總復習工程結構總復習同濟大學出版社同濟大學出版社工程結構鋼筋混凝土排架結構單層廠房鋼筋混凝土排架結構

18、單層廠房通常由屋面板、通常由屋面板、屋架（或屋面梁）、吊車梁、連系梁、柱和基屋架（或屋面梁）、吊車梁、連系梁、柱和基礎等構件組成。礎等構件組成。其中，橫向柱列、屋架（或屋面梁）、柱基其中，橫向柱列、屋架（或屋面梁）、柱基等構件組成橫向承重體系，稱為等構件組成橫向承重體系，稱為橫向排架橫向排架；縱向柱列、吊車梁、連系梁、柱間支撐、柱縱向柱列、吊車梁、連系梁、柱間支撐、柱基等構件組成縱向承重體系，稱為基等構件組成縱向承重體系，稱為縱向排架縱向排架。 支撐支撐包括柱間支撐和屋蓋支撐，其主要作用是加包括柱間支撐和屋蓋支撐，其主要作用是加強結構的空間剛度和穩(wěn)定性，同時傳遞風荷載、強結構的空間剛度和穩(wěn)定性

19、，同時傳遞風荷載、吊車縱向水平荷載。吊車縱向水平荷載。連系梁、基礎梁和抗風柱連系梁、基礎梁和抗風柱連系梁和基礎梁一方面承受外墻的荷載，另連系梁和基礎梁一方面承受外墻的荷載，另一方面也起著形成縱向排架的作用。設置在山一方面也起著形成縱向排架的作用。設置在山墻的抗風柱主要作用是將山墻上的風荷載傳遞墻的抗風柱主要作用是將山墻上的風荷載傳遞給屋蓋和基礎。給屋蓋和基礎。工程結構總復習工程結構總復習同濟大學出版社同濟大學出版社工程結構樓梯一般由樓梯一般由梯段梯段和和平臺平臺兩部分組成。兩部分組成。鋼筋混凝土樓梯根據(jù)施工方法的不同可分為鋼筋混凝土樓梯根據(jù)施工方法的不同可分為現(xiàn)澆樓梯、預制樓梯現(xiàn)澆樓梯、預制樓

20、梯；根據(jù)受力狀態(tài)的不同可分；根據(jù)受力狀態(tài)的不同可分為為梁式、板式、螺旋式、剪刀式樓梯梁式、板式、螺旋式、剪刀式樓梯，其中前兩，其中前兩種屬于平面受力體系，后兩種屬于空間受力體系。種屬于平面受力體系，后兩種屬于空間受力體系。工程結構總復習工程結構總復習同濟大學出版社同濟大學出版社工程結構多層及高層鋼筋混凝土房屋的常用結構體系可分為四種類型：框架結構、剪力墻結構、框架剪力墻結構和筒體結構，各有不同的適用高度和優(yōu)缺點。由梁、柱構件通過結點連接組成的結構稱為框架，由梁、柱構件通過結點連接組成的結構稱為框架，框架結構是多層房屋的主要結構形式，也是高層框架結構是多層房屋的主要結構形式，也是高層建筑的基本結

21、構單元。建筑的基本結構單元。工程結構總復習工程結構總復習同濟大學出版社同濟大學出版社工程結構剪力墻結構體系剪力墻結構體系 將房屋的內、外墻都做成實體的鋼筋混凝土結構，這種體系為剪力墻結構體系。 剪力墻的間距受到樓板跨度的限制，一般為38m，因而剪力墻結構適用于具有小房間的住宅、旅館等建筑，此時可省去大量砌筑填充墻的工序及材料，如果采用滑升模板及大模板等先進的施工方法，施工速度很快。工程結構總復習工程結構總復習同濟大學出版社同濟大學出版社工程結構1. 縱墻承重體系 2. 橫墻承重體系3. 縱橫墻承重體系 4. 內框架承重體系承重墻體的布置承重墻體的布置橫墻承重體系縱墻承重體系縱橫墻承重體系內框架

22、承重體系工程結構總復習工程結構總復習同濟大學出版社同濟大學出版社工程結構橫墻承重體系：房屋的每個開間都設置橫墻，樓板橫墻承重體系：房屋的每個開間都設置橫墻，樓板和屋面板沿房屋縱向擱置在墻上，樓（屋）面荷和屋面板沿房屋縱向擱置在墻上，樓（屋）面荷載主要由橫墻承受的房屋，并由橫墻傳至基礎和載主要由橫墻承受的房屋，并由橫墻傳至基礎和地基。地基。 縱墻承重體系：房間進深相對較小而寬度相對較大縱墻承重體系：房間進深相對較小而寬度相對較大時，將樓板橫向布置，直接擱置在縱向承重墻上，時，將樓板橫向布置，直接擱置在縱向承重墻上，縱墻直接承受屋面、樓面荷載的結構方案?？v墻直接承受屋面、樓面荷載的結構方案。工程結

23、構總復習工程結構總復習同濟大學出版社同濟大學出版社工程結構房屋靜力計算方案的分類房屋靜力計算方案的分類1. 剛性方案 當房屋的橫墻壁間距較小、屋蓋和樓蓋的水平剛度較大時，房屋的空間剛度也較大，可假定墻、柱頂端的水平位移為零。2. 彈性方案 當房屋的橫墻間距較大，或無橫墻（山墻），房屋的空間剛度較小，按不考慮空間工作的平面排架來計算。工程結構總復習工程結構總復習同濟大學出版社同濟大學出版社工程結構作為作為剛性和剛彈性方案房屋的橫墻剛性和剛彈性方案房屋的橫墻，應符合下列，應符合下列要求要求： 1. 橫墻中開有洞口時，洞口的水平截面面積不應超過橫 墻截面面積的50%。 2. 橫墻的厚度不宜小于180

24、mm。 3. 單層房屋的橫墻長度不宜小于其高度，多層房屋的橫 墻長度，不宜小于H/2(H為橫墻總高度)。 4. 當橫墻不能同時符合上述要求時，應對橫墻的剛度進 行驗算。如橫墻的最大水平位移值umaxH/4000時(H 為橫墻總高度)，仍可視作剛性或剛彈性方案房屋的 橫墻。工程結構總復習工程結構總復習同濟大學出版社同濟大學出版社工程結構按砌體基本力學性質試驗方法進行的磚砌體軸壓試驗，其破壞過程的三個階段。 （1）第一階段：從加載開始至個別磚塊出現(xiàn)初始裂縫為止。）第一階段：從加載開始至個別磚塊出現(xiàn)初始裂縫為止。此時，荷載為極限荷載的此時，荷載為極限荷載的50%-70%，如不繼續(xù)加載，如不繼續(xù)加載，

25、裂縫不會繼續(xù)擴展。裂縫不會繼續(xù)擴展。（2）第二階段：繼續(xù)加載后個別磚塊的裂縫陸續(xù)發(fā)展，并）第二階段：繼續(xù)加載后個別磚塊的裂縫陸續(xù)發(fā)展，并上下貫通若干皮磚，試件變形增加較快，及時荷載不再增上下貫通若干皮磚，試件變形增加較快，及時荷載不再增加，裂縫仍持續(xù)發(fā)展。此時，荷載為極限荷載的加，裂縫仍持續(xù)發(fā)展。此時，荷載為極限荷載的80%-90%。（3）第三階段：繼續(xù)加載時小段裂縫會較快沿豎向發(fā)展成）第三階段：繼續(xù)加載時小段裂縫會較快沿豎向發(fā)展成上下貫通整個試件的縱向裂縫，試件被分割成若干個小的上下貫通整個試件的縱向裂縫，試件被分割成若干個小的磚柱，直至小磚柱因橫向變形過大發(fā)生失穩(wěn)，體積膨脹，磚柱，直至小磚

26、柱因橫向變形過大發(fā)生失穩(wěn)，體積膨脹，小磚柱失穩(wěn)或壓碎，導致整個砌體試件破壞。該階段荷載小磚柱失穩(wěn)或壓碎，導致整個砌體試件破壞。該階段荷載-變形關系極不穩(wěn)定。變形關系極不穩(wěn)定。工程結構總復習工程結構總復習同濟大學出版社同濟大學出版社工程結構圈梁是磚墻承重房屋的一種經(jīng)濟有效的抗震措施，其功能體現(xiàn)。 （1）. 增強房屋的整體性。由于圈梁的約束，預制板散開增強房屋的整體性。由于圈梁的約束，預制板散開以及磚墻出平面倒塌的危險性大大減小了。使縱、橫墻能以及磚墻出平面倒塌的危險性大大減小了。使縱、橫墻能保持一個整體的箱形結構，充分地發(fā)揮各片磚墻的平面內保持一個整體的箱形結構，充分地發(fā)揮各片磚墻的平面內抗剪強度，有效地抵抗來自任何方向的水平地震作用?？辜魪姸?，有效地抵抗來自任何方向的水平地震作用。（2）. 作為樓蓋的邊緣構件，提高了樓蓋的水平剛度，使作