泰州職業(yè)技術學院 建筑結構

1.建筑結構課程介紹；2.建筑結構的類型，各類結構的優(yōu)缺點及其應用和發(fā)展簡況；3.本課程的學習方法與要求。緒論本章主要內容

第一講教學目標：1.了解建筑結構的類型及適用范圍；2.理解《建筑結構》課程的學習方法。重點1.建筑結構的類型及適用范圍；2.《建筑結構》課程的學習方法。難點鋼筋混凝土結構的基本概念。一、課程功能課程性質：建筑工程技術專業(yè)的主干專業(yè)基礎課

課程任務：1.為后續(xù)課程建筑施工、施工項目管理、建筑地基與基礎、建筑工程計量與計價等奠定基礎；2.為將來的職業(yè)工作——建筑施工技術與管理奠定結構方面的知識和能力。

建筑結構課程介紹二、課程教學目標知識目標：掌握建筑結構常用材料的種類和材性；掌握建筑結構及結構構件的構造知識，包括抗震構造知識；掌握一般建筑結構構件（或連接）的設計方法；掌握現(xiàn)澆鋼筋砼肋形樓蓋和多層砌體結構的設計方法。

能力目標：具有進行一般建筑結構構件（受彎、軸向受壓構件）截面設計與承載力復核的能力；具有一般多層砌體結構設計的能力；具有分析和處理實際施工過程中遇到的一般結構問題的能力；具有正確識讀建筑結構施工圖的能力。

德育目標：運用各種教學手段密切聯(lián)系工程實際，激發(fā)學生的求知欲望，培養(yǎng)學生科學嚴謹?shù)墓ぷ鲬B(tài)度和創(chuàng)造性工作能力；培養(yǎng)學生熱愛專業(yè)，熱愛本職工作的精神；培養(yǎng)學生一絲不茍的學習態(tài)度和工作作風。三、教學環(huán)節(jié)安排

理論教學136學時，分2學期，內容包括混凝土結構、砌體結構、建筑抗震設計基礎、建筑結構施工圖四部分。

實踐教學2周，第三各安排2周，內容為現(xiàn)澆鋼筋砼肋形樓蓋設計和樓梯設計。0.1.1建筑結構的定義建筑結構（結構）——建筑中由若干構件連接而成的能承受作用的平面或空間體系。

注：“作用”——能使結構或構件產(chǎn)生效應（內力、變形、裂縫等）的各種原因的總稱。作用分為：（1）直接作用即荷載：如結構自重、人群荷載、風荷載等；

§0.1建筑結構的概念*建筑結構的組成1.水平構件：梁、板等，用以承受豎向荷載。2.豎向構件：柱、墻等，其作用是支承水平構件或承受水平荷載。3.基礎：其作用是將建筑物承受的荷載傳至地基。（2）間接作用：如地震、基礎沉降、溫度變化等。0.1.2建筑結構的類型

建筑結構按承重結構所用的材料不同分類木結構鋼結構砌體結構混凝土結構混合結構

1.混凝土結構

（1）混凝土結構的概念素混凝土結構混凝土結構鋼筋混凝土結構預應力混凝土結構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。1）自重大；2）抗裂性能差；3）現(xiàn)澆結構模板用量大；4）工期長等等。（2）鋼筋混凝土結構的特點主要優(yōu)點：主要缺點：13

鋼筋混凝土梁與素混凝土梁的破壞情況對比（2）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3）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是鋼筋與混凝土能夠一起共同工作的最主要原因。摩擦力機械咬合力膠結力粘結作用2.砌體結構（1）概念由塊體（磚、石材、砌塊）和砂漿砌筑而成的墻、柱作為建筑物主要受力構件的結構稱為砌體結構。

（2）特點

主要優(yōu)點：

1）取材方便，造價低廉；2）具有良好的耐火性及耐久性；3）具有良好的保溫、隔熱、隔音性能，節(jié)能效果好；4）施工簡單，技術容易掌握和普及，也不需要特殊的設備。

主要缺點：自重大，強度低，整體性差，砌筑勞動強度大。以鋼材為主制作的結構。3.鋼結構（1）概念（2）特點主要優(yōu)點：1）材料強度高，自重輕，塑性和韌性好，材質均勻；2）便于工廠生產(chǎn)和機械化施工，便于拆卸，施工工期短；3）具有優(yōu)越的抗震性能；4）無污染、可再生、節(jié)能、安全，符合建筑可持續(xù)發(fā)展的原則，可以說鋼結構的發(fā)展是21世紀建筑文明的體現(xiàn)。

主要缺點：易腐蝕，需經(jīng)常油漆維護，故維護費用較高；鋼結構的耐火性差，當溫度達到250℃時，鋼結構的材質將會發(fā)生較大變化；當溫度達到500℃時，結構會瞬間崩潰，完全喪失承載能力。4.木結構（1）概念指全部或大部分

用木材制作的結構。

（2）特點

主要優(yōu)點：易于就地取材，制作簡單。

主要缺點：易燃、易腐蝕、變形大，并且木材使用受到國家嚴格限制。

5.混合結構（1）概念由兩種及兩種以上材料作為主要承重結構的房屋稱為混合結構。（2）特點不僅具有鋼結構建筑自重輕、截面尺寸小、施工進度快、抗震性能好的特點，還兼有鋼筋混凝土結構剛度大、防火性能好、成本低的優(yōu)點。建筑結構按承重結構類型分類剪力墻結構框架-剪力墻結構框架結構磚混結構筒體結構大跨結構排架結構大跨結構桁架結構拱結構四角錐體網(wǎng)架三角錐體網(wǎng)架網(wǎng)架結構大跨結構平面桁架系網(wǎng)架兩向正交三向殼體圓頂筒殼折板雙曲扁殼雙曲拋物面殼大跨結構大跨結構索、膜結構上海東方明珠游船碼頭虹口足球場上海體育館昆明寶海公園0.2.1建筑結構的發(fā)展狀況

Q鋼結構：19世紀初開始使用熟鐵建造橋梁和房屋。目前，世界上最高的鋼結構房屋—馬來西亞吉隆坡石油大廈的高度達450m。

0.2建筑結構的歷史與發(fā)展趨勢

Q混凝土結構：1850年，法國人郎波特（L﹒Lambot）制成了鐵絲網(wǎng)水泥砂漿的小船。1861年，法國人莫尼埃（Joseph﹒Monier）獲得了制造鋼筋混凝土構件的專利。20世紀30年代預應力混凝土結構出現(xiàn)。目前，世界上最高的鋼筋混凝土結構房屋為朝鮮平壤柳京飯店，高度達305.4m。Q砌體結構磚的生產(chǎn)：西周（前1134～前771）最偉大的石砌體結構建筑：趙州橋最偉大的磚石結構建筑：萬里長城水泥的發(fā)明：19世紀20年代統(tǒng)一粘土磚規(guī)格：1952年配筋砌體的應用：20世紀60年代輕質、高強塊材的應用：20世紀80年代

0.2.2建筑結構的發(fā)展趨勢1.理論方面l全過程可靠度理論;l模糊可靠度的概念正在建立;l結構的非線性分析;l全概率極限狀態(tài)設計方法。2.材料方面

l混凝土結構的材料將向輕質、高強、新型、復合方向發(fā)展;

l高強鋼筋快速發(fā)展;

l砌體結構材料向輕質高強的方向發(fā)展;

l鋼結構材料向高效能方向發(fā)展。

3.結構方面

l大跨度結構向空間鋼網(wǎng)架、懸索結構、薄殼結構方向發(fā)展;

l高層砌體結構開始應用;

l組合結構成為結構發(fā)展的方向。

小結：1.建筑結構的定義及組成;2.建筑結構的類型。作業(yè)布置：預習:§1.1、§1.2；思考題:0.1、0.2

。結束！謝謝大家！?資料

趙州橋

趙州橋又名安濟橋，位于河北省趙縣洨水上，是一座弧形單孔石拱橋。公元590—608年石匠李春所建，是世界上現(xiàn)存最早、跨度最大的空腹單孔圓弧石拱橋。

趙州橋橋長50.82m，凈跨30.02m，拱圈矢高7.23m，寬9.6m，由28券并列組成。在橋兩端的石拱上，辟有兩個券洞，這種結構叫“敞肩拱”，是世界橋梁中的首創(chuàng)。返回?資料萬里長城中國萬里長城是世界上修建時間最長，工程量最大的冷兵器戰(zhàn)爭時代的國家軍事性防御工程，凝聚著我們祖先的血汗和智慧，是中華民族的象征和驕傲。

雄偉的萬里長城是中國古代人民創(chuàng)造的世界奇跡之一，也是人類文明史上的一座豐碑。根據(jù)歷史記載，從戰(zhàn)國以來，有20多個諸侯國和封建王朝修筑過長城。最早是楚國，為防御北方游牧民族或敵國，開始營建長城，隨后，齊、燕、魏、趙、秦等國基于相同的目的也開始修筑自己的長城。秦統(tǒng)一六國后，秦始皇派著名大將蒙恬北伐匈奴，把各國長城連起來，西起臨姚，東至遼東，綿延萬余里，遂稱萬里長城，這就是“萬里長城”名字的由來。但今天我們所見到的主要是明長城。

秦長城只有遺跡殘存。秦始皇為了修筑長城動用了30萬人，創(chuàng)造了人類建筑史上的奇跡。長城的修建客觀上起到了防止匈奴南侵，保護中原經(jīng)濟文化發(fā)展的積極作用。

漢代繼續(xù)對長城進行修建。從文帝到宣帝，修成了一條西起大宛貳師城，東至黑龍江北岸，全長近一萬公里，是歷史上最長的長城。到了明代，從洪武至萬歷，其間經(jīng)過20次大規(guī)模的修建，筑起了一條西起甘肅的嘉峪關，東到遼東虎山，全長6350公里的邊墻。如今，長城與埃及的金字塔，羅馬的斗獸場，意大利的比薩斜塔等同被譽為世界七大奇跡，是中華民族古老文化的豐碑和智慧結晶，象征著中華民族的血脈相承和民族精神。據(jù)說，飛向太空的宇航員曾經(jīng)報告說，從遙遠的月球觀察地球，能夠辨認出的人類工程只有兩個，其中一個就是中國的萬里長城。返回1.荷載分類；2.荷載代表值；3.結構的功能；4.結構功能的極限狀態(tài)；5.結構上的作用、作用效應和結構抗力；6.概率極限狀態(tài)設計法實用設計表達式。第一章建筑結構計算基本理論本章主要內容1.了解掌握荷載分類、荷載代表值的概念及種類；2.理解結構的功能及其極限狀態(tài)的含義；3.能確定永久荷載、可變荷載的代表值。

第一講教學目標：重點1、荷載分類；荷載代表值；2、結構的功能；結構功能的極限狀態(tài)；3、結構上的作用、作用效應和結構抗力。難點結構上的作用、作用效應和結構抗力。1.1.1荷載分類按隨時間的變異，結構上的荷載可分為以下三類：

1.永久荷載永久荷載亦稱恒荷載，是指在結構使用期間，其值不隨時間變化，或者其變化與平均值相比可忽略不計的荷載。如結構自重、土壓力、預應力等。

§1.1建筑結構荷載2.可變荷載可變荷載也稱為活荷載，是指在結構使用期間，其值隨時間變化，且其變化值與平均值相比不可忽略的荷載。3.偶然荷載在結構使用期間不一定出現(xiàn)，而一旦出現(xiàn)，其量值很大且持續(xù)時間很短的荷載稱為偶然荷載。1.1.2荷載代表值1.荷載代表值定義：結構設計時，對于不同的荷載和不同的設計情況，應賦予荷載不同的量值，該量值即荷載代表值。2.荷載標準值定義：荷載標準值就是結構在設計基準期內具有一定概率的最大荷載值,它是荷載的基本代表值。設計基準期——為確定可變荷載代表值而選定的時間參數(shù)，一般取為50年。（1）永久荷載標準值永久荷載主要是結構自重及粉刷、裝修，固定設備的重量。一般可按結構構件的設計尺寸和材料或結構構件單位體積（或面積）的自重標準值確定。對于自重變異性較大的材料，在設計中應根據(jù)其對結構有利或不利的情況，分別取其自重的下限值或上限值。[例]取鋼筋混凝土單位體積自重標準值為25kN/m3，則截面尺寸為200×500mm的鋼筋混凝土矩形截面梁的自重標準值為0.2×0.5×25=2.5kN/m。（2）可變荷載標準值民用建筑樓面均布活荷載標準值及其組合值、頻偶值和永久值系數(shù)按表1.1.1采用。1）可變荷載準永久值定義：在設計基準期內經(jīng)常達到或超過的那部份荷載值（總的持續(xù)時間不低于25年），稱為可變荷載準永久值。可變荷載準永久值可表示為ψqＱk，其中Ｑk為可變荷載標準值，ψq為可變荷載準永久值系數(shù)。ψq值見表1.1.1。2）可變荷載組合值定義：兩種或兩種以上可變荷載同時作用于結構上時，除主導荷載（產(chǎn)生最大效應的荷載）仍可以其標準值為代表值外，其他伴隨荷載均應以小于標準值的荷載值為代表值，此即可變荷載組合值?？勺兒奢d組合值可表示為ψcＱk。其中ψc為可變荷載組合值系數(shù)，其值按表1.1.1查取。3）可變荷載頻遇值 定義：對可變荷載，在設計基準期內，其超越的總時間為規(guī)定的較小比率或超越頻率為規(guī)定頻率的荷載值（總的持續(xù)時間不低于50年），稱為可變荷載頻遇值。可變荷載頻遇值可表示為ψfＱk。其中ψf為可變荷載頻遇值系數(shù)，其值按表1.1.1查取。§1.2建筑結構極限狀態(tài)設計法1.2.1極限狀態(tài)1.結構的功能要求（1）結構的安全等級

建筑結構設計時，應根據(jù)結構破壞可能產(chǎn)生的后果（危及人的生命、造成經(jīng)濟損失、產(chǎn)生社會影響等）的嚴重性，采用不同的安全等級。根據(jù)破壞后果的嚴重程度，建筑結構劃分為三個安全等級。

表1.2.1建筑結構的安全等級安全等級破壞后果建筑物類型一級很嚴重重要的房屋二級嚴重一般的房屋三級不嚴重次要的房屋（2）結構的設計使用年限

定義：房屋建筑在正常設計、正常施工、正常使用和維護下所應達到的持久年限。結構的設計使用年限應按下表采用。類別設計使用年限（年）示例15臨時性結構225易于替換的結構構件350普通房屋和構筑物4100紀念性建筑和特別重要的建筑結構（3）結構的功能要求1）結構的功能要求

功能要求適用性耐久性安全性

安全性——結構在正常施工和正常使用的條件下，能承受可能出現(xiàn)的各種作用；在設計規(guī)定的偶然事件（如強烈地震、爆炸、車輛撞擊等）發(fā)生時和發(fā)生后，仍能保持必需的整體穩(wěn)定性，即結構僅產(chǎn)生局部的損壞而不致發(fā)生連續(xù)倒塌。

適用性——結構在正常使用時具有良好的工作性能。例如，不會出現(xiàn)影響正常使用的過大變形或振動；不會產(chǎn)生使使用者感到不安的裂縫寬度等。耐久性——結構在正常維護條件下具有足夠的耐久性能，即在正常維護條件下結構能夠正常使用到規(guī)定的設計使用年限。例如，結構材料不致出現(xiàn)影響功能的損壞，鋼筋混凝土構件的鋼筋不致因保護層過薄或裂縫過寬而銹蝕等。2）結構的可靠性和可靠度的概念

結構可靠性——結構的安全性、適用性和耐久性的總稱。結構可靠度——結構在規(guī)定時間內，在規(guī)定條件下，完成預定功能的概率。規(guī)定時間指設計使用年限；規(guī)定條件指正常設計、正常施工、正常使用和正常維護，不包括錯誤設計、錯誤施工和違反原來規(guī)定的使用情況。結構的可靠度是結構可靠性的概率度量，即對結構可靠性的定量描述。注意1：結構可靠度與結構使用年限長短有關?！督y(tǒng)一標準》以結構的設計使用年限為計算結構可靠度的時間基準。注意2：結構的設計使用年限雖與結構使用壽命有聯(lián)系，但不等同。當結構的使用年限超過設計使用年限后，并不意味著結構就要報廢，但其可靠度將逐漸降低。2.結構功能的極限狀態(tài)（1）定義整個結構或結構的一部份，超過某一特定狀態(tài)就不能滿足設計規(guī)定的某一功能（安全性、適用性、耐久性）要求，該特定狀態(tài)稱為該功能的極限狀態(tài)。極限狀態(tài)承載力極限狀態(tài)正常使用極限狀態(tài)（2）分類1）承載能力極限狀態(tài)——這種極限狀態(tài)對應于結構或結構構件達到最大承載能力或不適于繼續(xù)承載的變形。承載能力極限狀態(tài)主要考慮關于結構安全性的功能。當結構或結構構件出現(xiàn)下列狀態(tài)之一時，即認為超過了承載能力極限狀態(tài)：●結構構件或連接因材料強度不夠而破壞；●整個結構或結構的一部分作為剛體失去平衡（如傾覆等）；●結構轉變?yōu)闄C動體系；●結構或結構構件喪失穩(wěn)定（如柱子被壓曲等）。2）正常使用極限狀態(tài)——正常使用極限狀態(tài)對應于結構或結構構件達到正常使用或耐久性能的某項規(guī)定限值。這一狀態(tài)對應于適用性或耐久性的功能。當結構或結構構件出現(xiàn)下列狀態(tài)之一時，即認為超過了正常使用極限狀態(tài)：●影響正常使用或外觀的變形；●影響正常使用或耐久性能的局部損壞（包括裂縫）；●影響正常使用的振動；●影響正常使用的其他特定狀態(tài)等。3.結構的功能函數(shù)（1）作用效應和結構抗力的概念

作用效應——結構上的各種作用，在結構內產(chǎn)生的內力（軸力、彎矩、剪力、扭矩等）和變形（如撓度、轉角、裂縫等）的總稱，用S表示。由直接作用產(chǎn)生的效應，通常稱為荷載效應。（2）結構的功能函數(shù)

(1.2.1)結構抗力——結構或構件承受作用效應的能力，如構件的承載力、剛度、抗裂度等，用R表示。結構抗力是結構內部固有的，其大小主要取決于材料性能、構件幾何參數(shù)及計算模式的精確性等。實際工程中，可能出現(xiàn)以下三種情況小結：1.荷載分類、荷載代表值的概念及種類；2.永久荷載、可變荷載的代表值；3.作用效應、結構抗力的概念；4.結構的功能及其極限狀態(tài)的含義。作業(yè)布置：

預習：思考題1.4、1.5；思考題：1.1、1.2

。能正確應用極限狀態(tài)實用設計表達式。第一章建筑結構計算基本理論

第二講教學目標：重點概率極限狀態(tài)設計法實用設計表達式。難點概率極限狀態(tài)設計法實用設計表達式。1.2.5實用設計表達式1.按承載能力極限狀態(tài)設計的實用表達式(1)基本表達式§1.2建筑結構概率極限狀態(tài)設計法

（2）荷載效應基本組合設計值S對于基本組合，荷載效應組合的設計值S應從由可變荷載效應控制的組合和由永久荷載效應控制的組合中取最不利值確定。1）由可變荷載效應控制的組合：結構構件的重要性系數(shù)，對安全等級為一級或設計使用年限為100年及以上的結構構件，不應小于1.1；對安全等級為二級或設計使用年限為50年的結構構件，不應小于1.0；對安全等級為三級或設計使用年限為5年及以下的結構構件，不應小于0.9；在抗震設計中，不考慮結構構件的重要性系數(shù)。γG

：永久荷載分項系數(shù)，按表1.2.3◆采用；

SGk：永久荷載標準值Gk計算的荷載效應值；γQi

：第i個可變荷載的分項系數(shù)；按表1.2.3◆采用；

SQik

：按可變荷載標準值Qi計算的荷載效應值;ψci

：可變荷載Qi的組合值系數(shù)，民用建筑樓面均布活荷載、屋面均布活荷載的組合值系數(shù)；表1.2.3荷載分項系數(shù)的取值荷載特性荷載分項系數(shù)永久荷載永久荷載效應對結構不利由可變荷載效應控制的組合1.2由永久荷載效應控制的組合1.35永久荷載效應對結構有利1.0傾覆、滑移或飄浮驗算0.9可變荷載一般情況1.4對標準值大于4kN/m2的工業(yè)房屋樓面結構的活荷載取1.3返回當考慮以豎向的永久荷載效應控制的組合時，參與組合的可變荷載僅限于豎向荷載。

2）由永久荷載效應控制的組合(1.2.4)應用（1.2.3）、式（1.2.4）時應注意以下問題：

混凝土結構和砌體結構設計采用內力表達式。此時，式（1.2.3）、式（1.2.4）實質上就是永久荷載和可變荷載同時作用時，在結構上產(chǎn)生的內力（軸力、彎矩、剪力、扭矩等）的組合，其目標是求出結構可能的最大內力。例如跨度為l0的簡支梁，在跨中集中荷載F作用下的跨中最大彎矩M=Fl0/4，在均布荷載q作用下的跨中最大彎矩M=ql02/8。彎矩

，這也就是式中的計算方法。

鋼結構設計采用應力表達，式（1.2.3）、式（1.2.4）實質上就是永久荷載和可變荷載同時作用時，在構件截面上產(chǎn)生的最大應力。

【例1.2.1】

某辦公樓鋼筋混凝土矩形截面簡支梁，安全等級為二級，截面尺寸b×h=200mm×400mm，計算跨度=

5m，凈跨度=4.86m。承受均布線荷載：活荷載標準值7kN/m，恒荷載標準值10kN/m（不包括自重）。試計算按承載能力極限狀態(tài)設計時的跨中彎矩設計值和支座邊緣截面剪力設計值?！窘狻坑杀?.1.1查得活荷載組合值系數(shù)=0.7。安全等級為二級，則結構重要性系數(shù)=1.0。鋼筋混凝土的重度標準值為25kN/m3，故梁自重標準值為25×0.2×0.4=2kN/m?？偤愫奢d標準值gk=10+2=12kN/m恒載產(chǎn)生的跨中彎矩標準值和支座邊緣截面剪力設計值分別為：Mgk=gkl02/8

=12×52/8=37.5kN·

m

Vgk=gkln/2=

12×4.86/2=29.16kN活荷載產(chǎn)生的跨中彎矩標準值和支座邊緣截面剪力標準值分別為：Mqk=qkl02/8

=7×52/8=21.875kN·mVgk=qkln/2=7×4.86/2=17.01kN本例只有一個活荷載，即為第一可變荷載。故計算由活載彎矩控制的跨中彎矩設計值時，=1.2，=1.4。由式（1.2.3）得由活荷載彎矩控制的跨中彎矩設計值和支座邊緣截面剪力標準值分別為：=

=1.0×（1.2×37.5+1.4×21.875）=75.625kN·m

==1.0×（1.2×29.16+1.4×17.01）=58.806kN計算由恒載彎矩控制的跨中彎矩設計值時，=1.35，

=1.4，=0.7。由式（1.2.4）得由恒載彎矩控制的跨中彎矩設計值和支座邊緣截面剪力標準值分別為：=1.0×（1.35×37.5+0.7×1.4×21.875）=72.063kN·m=1.0×（1.35×29.16+0.7×1.4×17.01）=56.036kN

取較大值得跨中彎矩設計值M=75.625kN·m，支座邊緣截面剪力設計值V=58.806kN。3）一般排架、框架結構的簡化表達式對一般排架、框架結構，可不區(qū)分第一可變荷載和第i個可變荷載，并采用相同的組合值系數(shù)，其荷載效應組合設計值取由可變荷載效應控制和由永久荷載效應控制的組合值中的最不利值。由可變荷載效應控制的組合按下式計算：

（1.2.5）由永久荷載效應控制的組合仍按式（1.2.4）采用。(1.2.6)

2.按正常使用極限狀態(tài)設計的實用表達式（1）實用表達式對于正常使用極限狀態(tài)，應根據(jù)不同的設計要求，采用荷載效應的標準組合、頻遇組合或準永久組合，按下列設計表達式進行設計：

S≤C(1.2.7)式中S—變形、裂縫等荷載效應的設計值；C—結構構件達到正常使用要求所規(guī)定的限值，如變形、裂縫寬度等。

混凝土結構的正常使用極限狀態(tài)主要是驗算構件的變形、抗裂度或裂縫寬度，使其不超過相應的規(guī)定限值；

鋼結構通過構件的變形（剛度）驗算保證；

砌體結構一般情況下不做驗算，由相應的構造措施保證。

（2）荷載效應組合設計值1）對于標準組合，其荷載效應組合的表達式為

(1.2.8)

2)對于頻遇組合，其荷載效應組合的表達式為(1.2.9)可變荷載的頻遇系數(shù)可變荷載的準永久值系數(shù)3）對于準永久組合，荷載效應組合的表達式為

(1.2.10)

注意：與承載能力極限狀態(tài)設計相同，對式（1.2.8）~式（1.2.10），混凝土結構采用內力表達，而鋼結構采用應力表達。小結：

極限狀態(tài)時用設計表達式。作業(yè)布置：

預習：§2.1；思考題：1.7、1.8

；習題：1.1、1.2。第二章建筑結構材料1.鋼筋的品種、規(guī)格、力學性能及強度設計指標；2.鋼結構用鋼材的品種、規(guī)格、力學性能及強度設計指標；3.混凝土的強度、變形指標；混凝土結構耐久性規(guī)定；4.砌體材料種類及強度等級；5.砌體的力學性能。本章主要內容1041.了解建筑鋼材的品種、規(guī)格及選用要求；2.理解建筑鋼材的力學性能。

第一講教學目標：重點建筑鋼材的力學性能。難點建筑鋼材的力學性能。2.1.1建筑鋼材的品種和規(guī)格1.混凝土結構對鋼筋的要求①應具有較高的強度和良好的塑性；②便于加工和焊接；③并應與混凝土之間具有足夠的粘接力?！?.1建筑鋼材熱軋鋼筋冷拉鋼筋熱處理鋼筋冷軋鋼筋（冷軋帶肋鋼筋、冷軋扭鋼筋）冷拔低碳消除應力鋼絲鋼絞線鋼筋按加工方法不同分類（2）鋼筋的種類鋼筋按在結構中是否施加預應力分類普通鋼筋鋼絲鋼筋按外形分類光面鋼筋變形鋼筋

1）普通鋼筋普通鋼筋指用于鋼筋混凝土結構中的鋼筋和預應力混凝土結構中的非預應力鋼筋。用于鋼筋混凝土結構的熱軋鋼筋分為HPB235、HRB335、HRB400和RRB400四個級別?！痘炷烈?guī)范》規(guī)定，普通鋼筋宜采用HRB400級和HRB335級鋼筋。

HPB235級鋼筋：光圓鋼筋，公稱直徑范圍為8～20mm，推薦直徑為8、10、12、16、20mm。實際工程中只用作板、基礎和荷載不大的梁、柱的受力主筋、箍筋以及其他構造鋼筋。HRB335級鋼筋：月牙紋鋼筋，公稱直徑范圍為6～50mm，推薦直徑為6、8、10、12、16、20、25、32、40和50mm。是混凝土結構的輔助鋼筋，實際工程中也主要用作結構構件中的受力主筋。

HRB400級鋼筋：月牙紋鋼筋，公稱直徑范圍和推薦直徑同HRB335鋼筋。是混凝土結構的主導鋼筋，實際工程中主要用作結構構件中的受力主筋。RRB400級鋼筋：月牙紋鋼筋，公稱直徑范圍為8～40mm，推薦直徑為8、10、12、16、20、25、32和40mm。強度雖高，但疲勞性能、冷彎性能以及可焊性均較差，其應用受到一定限制。

2）預應力鋼筋預應力鋼筋應優(yōu)先采用鋼絞線和鋼絲，也可采用熱處理鋼筋。

鋼絞線：由多根高強鋼絲絞織在一起而形成的，有3股和7股兩種，多用于后張法大型構件。預應力鋼絲：主要是消除應力鋼絲，其外形有光面、螺旋肋、三面刻痕三種。熱處理鋼筋：包括40Si2Mn、48Si2Mn及45Si2Cr幾種牌號，它們都以盤條形式供應，無需焊接、冷拉，施工方便。

2.鋼結構用鋼材

（1）鋼種和鋼號

建筑工程常用碳素結構鋼和低合金高強度結構鋼

1）碳素結構鋼碳素結構鋼的牌號：質量等級代號：A、B、C、D屈服點數(shù)值（N/mm2）：195、215、235、255、275鋼材屈服點代號：Q脫氧程度代號：F、b、Z、TZ，其中Z、TZ可以省略

碳素結構鋼牌號舉例：Q235A2）低合金高強度結構鋼

低合金高強度結構鋼的牌號：質量等級代號：A、B、C、D、E屈服點數(shù)值（N/mm2）：295、345、390、420、460

鋼材屈服點代號：Q注：低合金高強度結構鋼的A、B級屬于鎮(zhèn)靜鋼，C、D、E級屬于特殊鎮(zhèn)靜鋼。3）鋼材的選用《鋼結構規(guī)范》規(guī)定，承重結構的鋼材宜采用Q235鋼、Q345鋼、Q390鋼和Q420鋼。承重結構采用的鋼材應具有抗拉強度、伸長率、屈服強度和硫、磷含量的合格保證，對焊接結構尚應具有碳含量的合格保證。

焊接承重結構以及重要的非焊接承重結構采用的鋼材還應具有冷彎試驗的合格保證。

（2）品種及規(guī)格1）熱軋鋼板熱軋鋼板

厚度為4.5～60mm，寬0.7~3m，長4~12m。廣泛用來組成焊接構件和連接鋼板。厚度為0.35～4mm，寬0.5~1.5m，長0.5~4m。薄鋼板是冷彎薄壁型鋼的原料厚度為4～60mm，寬度為30～200mm，長3~9m。

鋼板用符號“-”后加“厚×寬×長（單位為mm）”的方法表示，如-12×800×2100。薄板厚板扁鋼2）熱軋型鋼（圖2.1.2）

①角鋼

有等邊和不等邊兩種。等邊角鋼：“L”后加“邊寬×厚度”（單位為mm），如L100×10。不等邊角鋼：“L”后加“長邊寬×短邊寬×厚度”，如L100×80×8。

②槽鋼熱軋普通槽鋼與熱軋輕型槽鋼。普通槽鋼：“［”后加截面高度（單位為cm），并以a、b、c區(qū)分同一截面高度中的不同腹板厚度，［30a。輕型槽鋼：“Q［”后加截面高度（單位為cm）

③工字鋼

分普通工字鋼和輕型工字鋼。普通工字鋼：“I”后加截面高度（單位為cm。20號以上的工字鋼，同一截面高度有3種腹板厚度，以a、b、c區(qū)分（其中a類腹板最薄），如I30b。輕型工字鋼：“QI”后加截面高度（單位為cm），如QI25。

④H型鋼

熱軋H型鋼分為寬翼緣H型鋼、中翼緣H型鋼和窄翼緣H型鋼三類，此外還有H型鋼柱，其代號分別為HW、HM、HN、HP。表示方法：代號后加“高度×寬度×腹板厚度×翼緣厚度”(單位為mm)，如HW340×250×9×14。

⑤剖分T型鋼代號與H型鋼相對應，采用TW、TM、TN分別表示寬翼緣T型鋼、中翼緣T型鋼和窄翼緣T型鋼，其表示方法亦與H型鋼相同，如TN225×200×12。⑥鋼管分為無縫鋼管和焊接鋼管。表示方法：“”后加“外徑×厚度”（單位為mm）

3）冷彎薄壁型材（圖2.1.3）

冷彎薄壁型鋼：由2～6mm的薄鋼板經(jīng)冷彎或模壓而成型的高效經(jīng)濟的截面；缺點是因為壁薄，對銹蝕影響較為敏感，故多于跨度小，荷載輕的輕型鋼結構中。壓型鋼板：所用鋼板厚度為0.4～2mm。其優(yōu)缺點同冷彎薄壁型鋼，主要用于圍護結構、屋面、樓板等。

2.1.2建筑鋼材的力學性能1.影響鋼材力學性能的主要因素

影響鋼材力學性能的因素有很多，本節(jié)主要討論化學成分、冶金缺陷、鋼材硬化、應力集中、殘余應力、溫度變化及疲勞對鋼材性能的影響。

（1）化學成分

碳：形成鋼材強度的主要成分。碳含量提高，則鋼材強度提高，但同時鋼材的塑性、韌性、冷彎性能、可焊性及抗銹蝕能力下降，尤其是低溫下的沖擊韌性也會降低。錳和硅：鋼中的有益元素，都是脫氧劑，可提高強度，又不會過多降低塑性和沖擊韌性。

釩、鈮、鈦：鋼中的合金元素，既可以提高鋼材強度，又可保持良好的塑性、韌性。鋁：強脫氧劑，用鋁進行補充脫氧，能進一步減少鋼中的有害氧化物。鉻和鎳：提高鋼材強度的合金元素。硫和磷：冶煉過程中留在鋼中的雜質，有害元素。它們降低鋼材的塑性、韌性、可焊性和疲勞強度。硫能使鋼材“熱脆”，磷使鋼材“冷脆”?！盁岽唷保毫蚰苌梢子谌刍牧蚧F，當熱加工及焊接使溫度達800～1000℃時，使鋼材出現(xiàn)裂紋、變脆的現(xiàn)象。“冷脆”：在低溫時，磷使鋼材的沖擊韌性大幅度下降的現(xiàn)象。氧和氮：鋼中的有害雜質。氧能使鋼熱脆，氮能使鋼冷脆。（2）冶金缺陷的影響常見的冶金缺陷有偏析、非金屬夾雜、氣孔、裂紋、分層等，都會使鋼材性能變差。（3）鋼材硬化冷拉、冷彎、沖孔、機械剪切等冷加工使鋼材產(chǎn)生很大塑性變形，從而提高了鋼的屈服點，同時降低了鋼的塑性和韌性，這種現(xiàn)象稱為冷作硬化或應變硬化。

（4）溫度影響

鋼材對溫度相當敏感，溫度升高與降低都使鋼材性能發(fā)生變化。相比之下，鋼材的低溫性能更重要。

在正溫范圍，總的趨勢是隨著溫度的升高，鋼材強度降低，變形增大。約在200℃以內鋼材性能沒有很大變化，430～540℃之間則強度（屈服強度和抗拉強度）急劇下降；到600℃時強度很低不能承擔荷載。此外，250℃附近有藍脆現(xiàn)象，約260～320℃時有徐變現(xiàn)象。

（5）應力集中（圖2.1.4）應力集中系數(shù)愈大，變脆的傾向愈嚴重。在負溫下或動力荷載作用下工作的結構，應力集中的不利影響將十分突出。（6）反復荷載作用

鋼材在反復荷載作用下，結構的抗力及性能都會發(fā)生重要變化，甚至發(fā)生疲勞破壞。2.鋼材的力學性能

建筑鋼材的力學性能是衡量鋼材質量的重要指標，它包括強度、塑性、冷彎性能、沖擊韌性。（1）強度1）有明顯屈服點的鋼材se

有明顯屈服點的鋼筋a’abcdefua′為比例極限oa為彈性階段de為強化階段b為屈服上限c為屈服下限，即屈服強度fycd為屈服臺階e為極限抗拉強度fufyfef為頸縮階段o低碳鋼和低合金鋼（含碳量和低碳鋼相同）一次拉伸時的應力-應變曲線見圖2.1.5。

把?y取為計算構件的強度標準，以?u作為材料的強度儲備。

2）無明顯屈服點的鋼材沒有明顯的屈服點和屈服臺階鋼材的應力-應變曲線見圖2.16。

對于沒有明顯屈服點的鋼材，以殘余變形為0.2%時的應力作為名義屈服點，其值約等于極限強度85%。注意：鋼材在一次壓縮或剪切所表現(xiàn)出來的應力-應變變化規(guī)律基本上與一次拉伸試驗時相似，壓縮時的各強度指標也取用拉伸時的數(shù)據(jù)，只是剪切時的強度指標數(shù)值比拉伸時的小。鋼筋冷拉試驗

(點擊播放視頻)（2）塑性性能斷裂前試件的永久變形與原標定長度的百分比稱為伸長率，它是衡量鋼材塑性的重要指標。

屈服點、抗拉強度和伸長率，是鋼材的三個重要力學性能指標。

（3）冷彎性能

鋼筋冷彎試驗

（點擊播放視頻）冷彎性能合格是鑒定鋼材在彎曲狀態(tài)下的塑性應變能力和鋼材質量的綜合指標。冷彎試驗不僅能直接檢驗鋼材的彎曲變形能力或塑性性能，還能暴露鋼材內部的冶金缺陷，如硫、磷偏析和硫化物與氧化物的摻雜情況，這些都將降低鋼材的冷彎性能。（4）沖擊韌性

韌性是鋼材抵抗沖擊荷載的能力。韌性是鋼材強度和塑性的綜合指標。沖擊韌性隨溫度的降低而下降。其規(guī)律是開始下降緩慢，當達到臨界溫度時，突然呈脆性，這種性質稱為鋼材的冷脆性。鋼材的脆性臨界溫度越低，低溫沖擊韌性越好。對于直接承受動荷載而且可能在負溫下工作的重要結構，應有沖擊韌性保證。3.建筑鋼材的設計指標

（1）鋼筋的強度標準值和強度設計值材料強度標準值：正常情況下可能出現(xiàn)的最小材料強度值。材料強度設計值：強度標準值除以材料分項系數(shù)。鋼筋的材料分項系數(shù)為:熱軋鋼筋1.10，預應力鋼筋1.20。

（2）鋼筋的彈性模量

（3）鋼材的強度設計值鋼材的強度設計值：鋼材的屈服點除以鋼材的抗力分項系數(shù)。鋼材的抗力分項系數(shù)取為，Q235鋼為1.087，Q345、Q390、Q420鋼為1.111。鋼材強度設計值根據(jù)鋼材厚度或直徑按規(guī)范采用。小結：1.建筑鋼材的品種、規(guī)格及選用要求；2.建筑鋼材的力學性能。作業(yè)布置：

預習：§2.2；思考題：2.1、2.2

。第二章建筑結構材料1.理解混凝土結構的耐久性規(guī)定；2.掌握混凝土的各項力學指標及變形性能。

第二講教學目標：重點1.混凝土的強度指標；2.混凝土的變形；3.混凝土結構耐久性規(guī)定。難點1.混凝土的強度指標；2.混凝土的變形。2.2.1混凝土的強度1.混凝土的立方抗壓強度fcu及強度等級。（1）混凝土的立方抗壓強度確定方法：用邊長為150mm的標準立方體試件，在標準養(yǎng)護條件下（溫度20±3℃，相對濕度不小于90%）養(yǎng)護28天后，按照標準試驗方法（試件的承壓面不涂潤滑劑，加荷速度約每秒0.15～0.3N/mm2）測得的具有95%保證率的抗壓強度，作為混凝土的立方抗壓強度標準值，用符號fcu,k表示?！?.2混凝土砼立方體抗壓試驗

(點擊播放視頻)（2）混凝土的強度等級根據(jù)立方體抗壓強度標準值fcu,k的大小，混凝土強度等級分C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75、C80共14級。其中，C60~C80屬高強混凝土。（3）結構混凝土強度等級的要求鋼筋混凝土結構的混凝土強度等級不應低于Ｃ15；當采用HRB335級鋼筋時，混凝土強度等級不宜低于Ｃ20；當采用HRB400和RRB400級鋼筋以及承受重復荷載的構件，混凝土強度等級不得低于Ｃ20。預應力混凝土結構的混凝土強度等級不應低于Ｃ30；當采用鋼絲、鋼絞線、熱處理鋼筋作為預應力鋼筋時，混凝土強度等級不宜低于Ｃ40。

2.混凝土的軸心抗壓強度fc砼軸心抗壓試驗

(點擊播放視頻)我國采用150×150×300mm棱柱體試件測得的強度作為混凝土的軸心抗壓強度?；炷恋妮S心抗壓強度標準值按下式計算：（2.2.1）式中—棱柱強度與立方強度之比，對C50及以下取=0.76，對C80取=0.82，中間按線形規(guī)律變化；—考慮C40以上混凝土脆性的折減系數(shù)，對C40取=1.0，對C80取=0.87，中間按線形規(guī)律變化。3.軸心抗拉強度ft砼抗拉試驗

(點擊播放視頻)

混凝土的抗拉強度可采用尺寸為100×100×500mm的柱體試件進行直接軸心受拉試驗，但其準確性較差。故國內為多采用圓柱體或立方體的劈裂試驗來間接測定。混凝土軸心抗拉強度標準值按下式計算：

2.2.2混凝土的變形

混凝土的變形有兩類：一類是受力變形；另一類是體積變形，包括收縮、膨脹和溫度變形。1.混凝土在長期荷載作用下的變形——徐變定義：混凝土在長期不變荷載作用下，應變隨時間繼續(xù)增長的現(xiàn)象，叫做混凝土的徐變。對結構構件的不利影響：增大混凝土構件的變形；在預應力混凝土構件中引起預應力損失等。

影響因素：混凝土的徐變除與構件截面的應力大小和時間長短有關外，還與混凝土所處環(huán)境條件和混凝土的組成有關。養(yǎng)護條件越好，周圍環(huán)境的濕度越大，構件加載前混凝土的強度愈高，水泥用量愈少，混凝土越密實，集料含量越大，集料剛度越大，則徐變越小。

對結構構件的不利影響：當構件受到約束時，混凝土的收縮就會使構件中產(chǎn)生收縮應力，收縮應力過大，就會使構件產(chǎn)生裂縫，以致影響結構的正常使用；在預應力混凝土構件中混凝土收縮將引起鋼筋預應力值損失，等等。

2.2.3混凝土的設計指標1.混凝土的強度混凝土的強度標準值應具有不小于95%的保證率。混凝土強度設計值：等于混凝土強度標準值除以混凝土材料分項系數(shù)（rs

=1.4)。各種強度等級的混凝土強度標準值、強度設計值規(guī)范規(guī)定采用。2.混凝土的彈性模量

但是，混凝土不是彈性材料，其應力和應變不呈線性關系，在不同應力階段的變形模量（應力與應變之比）不同，原點切線很難準確地作出。實用中，采用應力上限為（0.4~0.5）fc循環(huán)5~10次后的應力-應變曲線，應力為（0.4~0.5）fc時的割線模量作為混凝土的彈性模量的近似值?；炷恋氖芾蚴軌簭椥阅Ａ浚∟/mm2）的經(jīng)驗計算公式：

（2.2.3）kcu,57.342.210fEc+=式中fcu,k—混凝土的立方抗壓強度標準值（N/mm2）。2.2.4混凝土結構的耐久性規(guī)定耐久性對混凝土質量的主要要求如下：1.設計使用年限為50年的一般結構混凝土對于設計使用年限為50年的一般結構，混凝土質量應符合規(guī)范的規(guī)定。

2.設計使用年限為100年的結構混凝土：（1）結構混凝土強度等級不應低于C30；預應力混凝土結構的最低強度等級為C40。（2）混凝土中氯離子含量不得超過水泥重量的0.06%。（3）宜使用非堿活性骨料；當使用堿活性骨料時，混凝土中的堿含量不得超過3.0kg/m3。（4）混凝土保護層厚度應按相應的規(guī)定增加40%；當采取有效的表面防護措施時，厚度可適當減少。（5）在使用過程中應有定期維護措施。對于設計壽命為100年且處于二類和三類環(huán)境中的混凝土結構應采取專門有效的措施。3.臨時性結構混凝土對臨時性混凝土結構，可不考慮耐久性要求。

有關標準的要求：三類環(huán)境中的結構構件，其受力鋼筋宜采用環(huán)氧涂層帶肋鋼筋；對預應力錨具及連接器應有專門防護措施。四類和五類環(huán)境中的混凝土結構，其耐久性要求應符合有關標準的規(guī)定。小結：1.混凝土的強度等級；2.收縮與徐變的概念；3.混凝土結構的耐久性規(guī)定。作業(yè)布置：

預習：§2.3；思考題：2.3、2.4

。第二章建筑結構材料1.了解砌體的種類，砌體的受壓性能；2.理解影響砌體抗壓強度的因素；3.掌握砌體的強度設計指標。

第三講教學目標：重點1.砌體材料種類及強度等級；2.砌體的力學性能。

難點砌體的力學性能。

2.3.1砌體材料種類及強度等級1.塊材（1）磚①燒結普通磚定義：燒結普通磚簡稱普通磚，指以粘土、頁巖、煤矸石、粉煤灰為主要原料，經(jīng)過焙燒而成的實心的或孔洞率不大于規(guī)定值且外形尺寸符合規(guī)定的磚，分§2.3砌體材料燒結黏土磚、燒結頁巖磚、燒結煤矸石磚、燒結粉煤灰磚等。強度等級：MU30、MU25、MU20、MU15和MU10。②非燒結硅酸鹽磚定義：以硅酸鹽材料、石灰、砂石、礦渣、粉煤灰等為主要材料壓制成型后經(jīng)蒸汽養(yǎng)護制成的實心磚。常用的有蒸壓灰砂磚、蒸壓粉煤灰磚、爐渣磚、礦渣磚等。

蒸壓灰砂磚簡稱灰砂磚，是以石灰和砂為主要原料，經(jīng)坯料置備、壓制成型、蒸壓養(yǎng)護而成的實心磚。注意：灰砂磚不能用于長期超過200℃、受急冷急熱或有酸性介質侵蝕的部位。MU25、MU20、MU15的灰砂磚可用于建筑基礎及其部位，MU10僅用于防潮層以上。

蒸壓粉煤灰磚簡稱粉煤灰磚，又稱煙灰磚，是以粉煤灰、石灰為主要原料，摻配適量的石膏和集料，經(jīng)坯料制備、壓制成型、高壓蒸汽養(yǎng)護而成的實心磚。粉煤灰磚的強度等級：與灰砂磚相同。注意：粉煤灰磚用于基礎或易受凍融和干濕交替作用的建筑部位時，必須使用一等磚與優(yōu)等磚。不得用于長期超過200℃、受急冷急熱或有酸性介質侵蝕的建筑部位。

爐渣磚亦稱煤渣磚，以爐渣為主要原料，摻配適量的石灰、石膏或其它集料制成。

礦渣磚以未經(jīng)水淬處理的高爐爐渣為主要原料，摻配適量的石灰、粉煤灰或爐渣制成。

③燒結多孔磚定義：燒結多孔磚簡稱多孔磚，是指以粘土、頁巖、煤矸石或粉煤灰為主要原料，經(jīng)焙燒而成的具有豎向孔洞（孔洞率不小于25％，孔的尺寸小而數(shù)量多）的磚。其外形尺寸，長度290、240、190mm，寬度240、190、180、175、140、115mm，高度90mm。型號有KM1、KP1、KP2三種（圖2.3.1）。

強度等級：MU30、MU25、MU20、MU15和MU10。它主要用于承重部位。

（2）砌塊按尺寸可分為小型、中型、大型三類。小型砌塊：高度在180～350mm的砌塊，便于手工砌筑，使用上也較靈活。中型砌塊：高度為350～900mm。大型砌塊：高度大于900mm。

砌塊一般用混凝土或水泥爐渣澆制而成，也可用粉煤灰蒸養(yǎng)而成。主要有混凝土空心砌塊、加氣混凝土砌塊、水泥爐渣空心砌塊、粉煤灰硅酸鹽砌塊。混凝土小型空心砌塊的主規(guī)格尺寸為390×190×190mm。

（3）石材特點：石材抗壓強度高，抗凍性、抗水性及耐久性均較好。強度等級：共分MU100、MU80、MU60、MU50、MU40、MU30、MU20七級。①料石細料石

通過細加工、外形規(guī)則，疊砌面凹入深度不應大于10mm，截面的寬度、高度不應小于200mm，且不應小于長度的1/4。

半細料石

規(guī)格尺寸同上，但疊砌面凹入深度不應大于15mm。粗料石

規(guī)格尺寸同上，但疊砌面凹入深度不應大于20mm。毛料石

外形大致方正，一般不加工或稍加修整，高度不應小于200mm，疊砌面凹入深度不應大于25mm。②毛石形狀不規(guī)則，中部厚度不小于200mm的石材。

2.砂漿（1）種類1）水泥砂漿特點：強度高、耐久性和耐火性好，但其流動性和保水性差，相對而言施工較困難。用途：常用于地下結構或經(jīng)常受水侵蝕的砌體部位。2）水泥混合砂漿除具有水泥砂漿的優(yōu)點外，其流動性和保水性均較好。3）石灰砂漿：強度較低，耐久性也差，流動性和保水性較好，通常用于地上砌體。粘土砂漿：強度低，可用于臨時建筑或簡易建筑。4）混凝土砌塊砌筑砂漿它是由水泥、砂、水以及根據(jù)需要摻入的摻和料和外加劑等組成，按一定比例，采用機械拌和制成，專門用于砌筑混凝土砌塊的砌筑砂漿。簡稱砌塊專用砂漿，其強度等級用Mb表示。

（2）強度等級確定方法：由通過標準試驗方法測得的邊長為70.7mm立方體的28d齡期抗壓強度平均值確定。3.砌體材料的選用五層及五層以上房屋的墻，以及受振動或層高大于6m的墻、柱所用材料的最低強度等級為：磚MU10，砌塊MU7.5，石材MU30，砂漿M5。對安全等級為一級或設計使用年限大于50年的房屋，墻、柱所用材料最低強度等級應至少提高一級。地面以下或防潮層以下的砌體，潮濕房間的墻，所用材料的最低強度等級應滿足規(guī)范的規(guī)定。

2.3.2砌體的力學性能

1.砌體的種類（1）無筋砌體無筋砌體由塊體和砂漿組成，包括磚砌體、砌塊砌體和石砌體?？斩穳κ菍⑷炕虿糠荽u立砌，并留空斗（洞），現(xiàn)已很少采用。2）砌塊砌體特點：其自重輕，保溫隔熱性能好，施工進度快，經(jīng)濟效果好，又具有優(yōu)良的環(huán)保概念。用途：小型砌塊砌體有很廣闊的發(fā)展前景。3）石砌體石砌體由石材和砂漿（或混凝土）砌筑而成。按石材加工后的外形規(guī)則程度，可分為料石砌體、毛石砌體、毛石混凝土砌體等。特點：價格低廉，可就地取材，但自重大，隔熱性能差，作外墻時厚度一般較大。用途：料石砌體可用作房屋墻、柱，毛石砌體一般用作擋土墻、基礎。

（2）配筋砌體1）網(wǎng)狀配筋砌體

又稱橫向配筋砌體，是在磚柱或磚墻中每隔幾皮磚在其水平灰縫中設置直徑為3~4mm的方格網(wǎng)式鋼筋網(wǎng)片，或直徑6~8mm的連彎式鋼筋網(wǎng)片，在砌體受壓時，網(wǎng)狀配筋可約束砌體的橫向變形，從而提高砌體的抗壓強度。

2）組合磚砌體3）配筋混凝土砌塊砌體

是在砌塊墻體上下貫通的豎向孔洞中插入豎向鋼筋，并用灌孔混凝土灌實，使豎向和水平鋼筋與砌體形成一個共同工作的整體。由于這種墻體主要用于中高層或高層房屋中起剪力墻作用，故又稱配筋砌塊剪力墻。

小結：1.砌體的種類及強度等級;2.影響砌體抗壓強度的因素。作業(yè)布置：

預習：§3.1；思考題：2.3、2.4

。第三章鋼筋混凝土受彎構件1.梁、板鋼筋的作用及配筋構造要求；2.梁正截面受彎破壞形態(tài)及特征；3.單筋矩形截面受彎構件正截面承載力計算的基本假定、應力簡圖、計算方法及適用條件；本章主要內容

4.單筋T形截面受彎構件正截面承載力計算的應力簡圖、計算方法及適用條件；5.受彎構件斜截面受剪破壞形態(tài)、計算公式及適用條件、承載力計算方法；6.保證斜截面受彎承載力的構造措施；7.受彎構件的變形及裂縫寬度驗算；8.鋼筋代換。

理解梁、板截面配筋的基本構造要求及鋼筋的彎鉤、錨固與連接要求。

第一講教學目標：重點梁、板截面配筋的基本構造要求及鋼筋的彎鉤、錨固與連接要求。難點梁、板截面配筋的基本構造要求及鋼筋的彎鉤、錨固與連接要求。3.1.1截面形式及尺寸

1.截面形式梁：主要有矩形、Ｔ形、倒Ｔ形、Ｌ形、Ⅰ形、十字形、花籃形等。

§3.1構造要求2.梁、板的截面尺寸梁、板的截面尺寸必須滿足承載力、剛度和裂縫控制要求，同時還應滿足模數(shù)，以利模板定型化。板：一般為矩形、空心板、槽形板等（圖3.1.2◆）。

（1）按剛度要求梁、板的截面高度不宜小于規(guī)范所列數(shù)值。

（2）按模數(shù)要求梁的截面高度h一般可取250、300…800、900、1000㎜等，h≤800mm時以50mm為模數(shù)，h＞800mm時以100mm為模數(shù)；矩形梁的截面寬度和T形截面的肋寬b宜采用100、120、150、180、200、220、250mm，大于250mm時以50mm為模數(shù)。梁適宜的截面高寬比h/b，矩形截面為2～3.5，T形截面為2.5～4。（3）按構造要求現(xiàn)澆板的厚度不應小于規(guī)范所列的數(shù)值?，F(xiàn)澆板的厚度一般取為10mm的倍數(shù)，工程中現(xiàn)澆板的常用厚度為60、70、80、100、120mm。

3.1.2梁、板的配筋（1）梁的配筋梁中通常配置縱向受力鋼筋、彎起鋼筋、箍筋、架立鋼筋等，構成鋼筋骨架。梁鋼筋圖：一.鋼筋骨架梁鋼筋骨架梁鋼筋骨架梁鋼筋骨架①縱向受力鋼筋

作用：配置在受拉區(qū)的縱向受力鋼筋主要用來承受由彎矩在梁內產(chǎn)生的拉力，配置在受壓區(qū)的縱向受力鋼筋則是用來補充混凝土受壓能力的不足。

直徑：直徑應當適中，太粗不便于加工，與混凝土的粘結力也差；太細則根數(shù)增加，在截面內不好布置，甚至降低受彎承載力。梁縱向受力鋼筋的常用直徑d=12~25mm。當h＜300mm時，d≥8mm；當h≥300mm時，d≥10mm。根數(shù)：梁中受拉鋼筋的根數(shù)不應少于2根，最好不少于3～4根?？v向受力鋼筋應盡量布置成一層。當一層排不下時，可布置成兩層，但應盡量避免出現(xiàn)兩層以上的受力鋼筋，以免過多地影響截面受彎承載力。

②架立鋼筋

位置：設置在受壓區(qū)外緣兩側，并平行于縱向受力鋼筋。作用：一是固定箍筋位置以形成梁的鋼筋骨架；二是承受因溫度變化和混凝土收縮而產(chǎn)生的拉應力，防止發(fā)生裂縫。受壓區(qū)配置的縱向受壓鋼筋可兼作架立鋼筋。

③彎起鋼筋

作用：彎起鋼筋在跨中是縱向受力鋼筋的一部分，在靠近支座的彎起段彎矩較小處則用來承受彎矩和剪力共同產(chǎn)生的主拉應力，即作為受剪鋼筋的一部分。

彎起角：鋼筋的彎起角度一般為45°，梁高h＞800mm時可采用60°。彎起鋼筋位置：④箍筋

作用：承受由剪力和彎矩在梁內引起的主拉應力，并通過綁扎或焊接把其他鋼筋聯(lián)系在一起，形成空間骨架。

設置范圍：按計算不需要箍筋的梁，當梁的截面高度h＞300mm，應沿梁全長按構造配置箍筋；當h=150～300mm時，可僅在梁的端部各1/4跨度范圍內設置箍筋，但當梁的中部1/2跨度范圍內有集中荷載作用時，仍應沿梁的全長設置箍筋；若h＜150mm，可不設箍筋。鋼筋級別：梁內箍筋宜采用HPB235、HRB335、HRB400級鋼筋。

直徑：當梁截面高度h≤800mm時，不宜小于6mm；當h＞800mm時，不宜小于8mm。當梁中配有計算需要的縱向受壓鋼筋時，箍筋直徑還不應小于縱向受壓鋼筋最大直徑的1/4。為了便于加工，箍筋直徑一般不宜大于12mm。箍筋的常用直徑為6、8、10mm。間距：應符合規(guī)范的規(guī)定。當梁中配有計算需要的縱向受壓鋼筋時，箍筋的間距不應大于15d（d為縱向受壓鋼筋的最小直徑），同時不應大于400mm；當一層內的縱向受壓鋼筋多于5根且直徑大于18mm時，箍筋間距不應大于10d。

箍筋形式：

端部構造：應采用135°彎鉤，彎鉤端頭直段長度不小于50mm，且不小于5d。⑤縱向構造鋼筋及拉筋

作用：當梁的截面高度較大時，為了防止在梁的側面產(chǎn)生垂直于梁軸線的收縮裂縫，同時也為了增強鋼筋骨架的剛度，增強梁的抗扭作用。梁鋼筋圖：二.梁板鋼筋關系設置條件：梁的腹板高度hw≥450mm（2）板的配筋板通常只配置縱向受力鋼筋和分布鋼筋

①受力鋼筋作用：用來承受彎矩產(chǎn)生的拉力。直徑：常用直徑為6、8、10、12mm。間距：當h≤150mm時，不宜大于200mm；當h＞150mm時，不宜大于1.5h，且不宜大于300mm。板的受力鋼筋間距通常不宜小于70mm。②分布鋼筋作用：一是固定受力鋼筋的位置，形成鋼筋網(wǎng)；二是將板上荷載有效地傳到受力鋼筋上去；三是防止溫度或混凝土收縮等原因沿跨度方向的裂縫。數(shù)量：梁式板中單位長度上分布鋼筋的截面面積不宜小于單位寬度上受力鋼筋截面面積的15％，且不宜小于該方向板截面面積的0.15%。分布鋼筋的直徑不宜小于6mm，常用直徑為6、8mm。間距：不宜大于250mm；當集中荷載較大時，分布鋼筋截面面積應適當增加，間距不宜大于200mm。分布鋼筋應沿受力鋼筋直線段均勻布置，并且受力鋼筋所有轉折處的內側也應配置。3.1.3混凝土保護層厚度

作用：一是保護鋼筋不致銹蝕，保證結構的耐久性；二是保證鋼筋與混凝土間的粘結；三是在火災等情況下，避免鋼筋過早軟化。

大小：縱向受力鋼筋的混凝土保護層不應小于鋼筋的公稱直徑，并符合規(guī)范的規(guī)定。實際工程中，一類環(huán)境中梁、板的混凝土保護層厚度一般取為：混凝土強度等級≤C20時，梁30mm，板20mm；混凝土強度等級≥C25時，梁25mm，板15mm?，F(xiàn)澆板保護層做法3.1.4鋼筋的彎鉤、錨固與連接保證鋼筋和混凝土之間粘結力的措施：

（1）材料措施：選擇適當?shù)幕炷翉姸鹊燃墸捎谜辰Y強度較高的變形鋼筋等；

（2）構造措施：保證足夠的混凝土保護層厚度和鋼筋間距，保證受力鋼筋有足夠的錨固長度，光面鋼筋端部設置彎鉤，綁扎鋼筋的接頭保證足夠的搭接長度并且在搭接范圍內加密箍筋等。

1.鋼筋的彎鉤彎鉤設置條件：綁扎鋼筋骨架中的受拉光面鋼筋。標準彎鉤的構造:

2.鋼筋的錨固定義：鋼筋混凝土構件中，某根鋼筋若要發(fā)揮其在某個截面的強度，則必須從該截面向前延伸一個長度，以借助該長度上鋼筋與混凝土的粘結力把鋼筋錨固在混凝土中，這一長度稱為錨固長度。鋼筋的錨固長度取決于鋼筋強度及混凝土強度，并與鋼筋外形有關。

（1）受拉錨固長度

1)計算公式：當計算中充分利用鋼筋的抗拉強度時，普通受拉鋼筋的錨固長度按下式計算：(3.1.1)式中：—受拉鋼筋的基本錨固長度；fy

—普通鋼筋、預應力鋼筋的抗拉強度設計值

2)錨固長度的修正按式（3.1.1）計算的錨固長度應按下列規(guī)定進行修正，但經(jīng)修正后的錨固長度不應小于計算值的0.7倍，且不應小于250mm：①對HRB335、HRB400和RRB400級鋼筋，當直徑大于25mm時乘以系數(shù)1.1，在錨固區(qū)的混凝土保護層厚度大于鋼筋直徑的3倍且配有箍筋時乘以系數(shù)0.8。②對HRB335、HRB400和RRB400級的環(huán)氧樹脂鋼筋乘以系數(shù)1.25。③當鋼筋在混凝土施工中易受擾動（如滑模施工）時乘以系數(shù)1.1。④除構造需要的錨固長度外，當縱向受力鋼筋的實際配筋面積大于其設計計算面積時，如有充分依據(jù)和可靠措施，其錨固長度可乘以設計計算面積以實際配筋面積的比值（有抗震設防要求及直接承受動力荷載的構件除外）。

當HRB335、HRB400和RRB400級縱向受拉鋼筋末端采用