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1.区分建筑与结构,1,课程小结,建筑范畴： 功能、美观、防火（消防车道、防火分区） 结构范畴（结构的功能要求）： 安全性（承载力、倾覆等） 适用性（变形） 耐久性（裂缝、保护层厚度） 鲁棒性（防止连续倒塌）,2.结构设计的主要过程,2,课程小结,确定合理的结构模型 确定模型上作用的荷载 计算模型的荷载效应 根据计算结果和构造措施对构件进行设计 绘制施工图,3.轴心受力的优势,3,课程小结,为什么受拉构件比受弯构件更能充分利用材料？ 构件受弯时，应力分布是不均匀的，（沿构件长度方向内力分布不均匀，在同一个截面上应力分布也不均匀）只要整个构件上有一点达到材料强度，构件就会破坏；而受拉构件的应力分布是均匀的，因此更能充分利用材料,4.四边简支平面网架的杆件轴力分布规律,4,课程小结,弦杆：支座附近轴力小，跨中附近轴力大（与弯矩分布规律吻合） 腹杆：支座负筋轴力大，跨中附近轴力小（与剪力分布规律吻合）,5.能够区分静态作用与动态作用,5,课程小结,划分静态作用和动态作用的原则，不在于作用本身是否具有动力特征，而主要在于它是否使结构产生不可忽略的加速度,6.三种土压力的大小关系,6,课程小结,主动土压力Ea、静止土压力E0、被动土压力Ep EaE0Ep,7.能够根据工程情况判断采用什么土压力进行设计,7,课程小结,原则：动不动、怎么动 不动：静止土压力 土推结构：主动土压力 结构推土：被动土压力,8.能够计算从属面积,8,课程小结,承载力：按45斜线所形成的梯形算 活荷载折减：按两边各半跨算,考虑活荷载折减时 计算梁的承载力时,9.积灰荷载的组合方式,9,课程小结,积灰荷载应与雪荷载或不上人的屋面均布活荷载两者中的较大值同时考虑 雪荷载：灰、雪同时堆积 不上人屋面活荷载：考虑人或下雨的情况,10.引起吊车水平力的原因,10,课程小结,纵向水平力：大车加速度 横向水平力：小车加速度；大车卡轨力（往往比较大）,11.影响风速大小的因素,11,课程小结,时距越大，风速越小 高度越大，风速越大（梯度风高度范围内） 地面越粗糙，风速越小 重现期越长，风速越大,12.结合图形判断裂缝成因,12,课程小结,始于沉降量增加的位置 沿沉降大的方向倾斜上升,13.圈梁和构造柱的作用,13,课程小结,圈梁和构造柱都是拉杆，不能承担弯矩 增强结构的整体性 圈梁和构造柱中的混凝土的作用是使砌体和钢筋共同工作,14.螺旋箍筋的作用,14,课程小结,使混凝土三向受压，增加混凝土的抗压强度和延性 对于细长柱，采用螺旋配筋没用：失稳破坏（受弯）,15.尺度效应,15,课程小结,随尺寸增大，自重的增加比抗力的增加要快 一般给出的跨高比，高厚比等范围，要考虑尺度效应,16.基础类型及适用情况,16,课程小结,了解一般的基础类型 知道这种基础适合在什么情况下采用,17.柱的轴压比,17,课程小结,能够估算柱的轴压比 组合的柱轴压力设计值/截面抗力设计值,18.单向板和双向板,18,课程小结,能够区分单向板和双向板 知道单向板的受力方向 知道板中哪个方向的受力钢筋应该放在外侧,19.斜拉桥桥塔高度限制,19,课程小结,为什么斜拉桥的桥塔高度比悬索桥大，跨度反而小？ 斜拉桥跨度增大后，若保持桥塔高度不变，则拉索与水平面的夹角会减小，使得拉索合力的竖向分量减小，降低了拉索的效率 若想保持拉索与水平面的夹角不过小，则需要建造更高的桥塔,20.薄壳的组成,20,课程小结,薄壳是由壳面和边缘构件构成的,21.环梁的作用,21,课程小结,索网体系环梁受压 薄壳穹顶的环梁受拉，通常需要施加预应力,22.框架作用,22,课程小结,框架作用：由于梁柱节点刚接，在水平荷载作用下，横梁的约束会使柱产生轴力，并在柱内形成反弯点，从而使框架柱的端部弯矩和侧移均比相同荷载作用下的独立柱小，这种现象称为框架作用,23.剪力墙类型,23,课程小结,按开口大小划分： 整体墙 小开口整体墙 联肢墙 壁式框架,24.弯曲型和剪切型变形曲线,24,课程小结,剪切型变形曲线,弯曲型变形曲线,25.剪力墙和框架的变形曲线,25,课程小结,剪力墙：弯曲变形 框架：剪切变形 框架中的梁、柱：弯曲变形,26.框筒结构的剪力滞后,26,课程小结,水平荷载作用下，腹板框架是密柱深梁的，在其端部，柱通过框架作用获得轴力，进而以此轴力所形成的拉压力偶来抵抗弯矩；翼缘框架中部的柱由于框架作用很弱，由此产生轴力比较小，但当翼缘框架的横梁刚度比较大时，可以通过横梁的剪力将端部柱子的轴力传至中部柱子，在此过程中，由于横梁的剪切变形，使得越到中间，柱子的轴力越小，这种现象称为剪力滞后,27.减小剪力滞后的两种有效途径,27,课程小结,将多个筒成束放置，形成成束筒 在筒壁设置斜撑，形成外部斜撑筒（巨型桁架体系、巨型桁架筒）,28.外部斜撑筒可以建造得更高的原因,28,课程小结,斜撑加强了腹板框架的整体性，使两端柱的轴力增大 翼缘框架通过斜撑轴力传递柱轴力，效率提高，减小了剪力滞后现象,29.木材纹理与强度的关系,29,课程小结,顺纹斜纹横纹,30.木材抗拉强度与抗压强度,30,课程小结,没有缺陷时，抗拉强度大 设计时，抗压强度大,31.木梁和钢梁的抗火性能,31,课程小结,同样承载力的木梁和钢梁（表面未涂防火涂料）在火灾情况下，钢梁先丧失承载力,32.最大力下的总伸长率,32,课程小结,钢筋最大力下的总伸长率比伸长率更能反映钢筋的变形能力 伸长率：残余变形主要集中在颈缩区段内，长度越大，伸长率越小 最大力下的总伸长率：避开颈缩区段，应变包括残余应变和弹性应变,33.立方体抗压强度,33,课程小结,边长150mm立方体标准试件，在标准条件下(203，90%湿度)养护28天，用标准试验方法（加载速度0.150.3N/mm2/sec，两端不涂润滑剂）测得的具有95%保证率的立方体抗压强度,34.几个抗压强度指标,34,课程小结,立方体抗压强度：确定混凝土强度等级 棱柱体抗压强度：减小了两段约束对构件中部的影响，中部水平方向更接近于轴拉状态 轴心抗压强度：考虑了试件强度和结构强度的差异，最为准确,35.并筋,35,课程小结,为了保证（节点区）混凝土浇筑质量，提出了并筋的配筋形式,36.轴心受拉构件钢筋选配,36,课程小结,强度低的：控制裂缝宽度 直径小的：受力均匀（没有失稳问题） 如果选高强钢筋，需要施加预应力,37.轴心受压构件中箍筋的作用,37,课程小结,防止纵筋外凸失稳 形成钢筋笼，固定纵筋位置 防止混凝土收缩及温度变化产生的裂缝,38.保护层厚度,38,课程小结,梁的保护层厚度是指箍筋外侧到近端构件边缘的距离 板：受力钢筋外侧,39.柱的复合箍筋,39,课程小结,柱截面短边尺寸大于400mm且各边纵向钢筋多于3根 柱截面短边尺寸不大于400mm但各边纵向钢筋多于4根 有抗震要求时，至少保证隔一拉一 要求能够画出矩形截面柱及异形柱的箍筋形式,40.腰筋作用,40,课程小结,梁高较大时，中部缺少约束，容易产生枣弧形裂缝，设置腰筋可以阻止此类裂缝的开展,41.少筋、适筋、超筋,41,课程小结,从受力状态来说 少筋梁与适筋梁的本质区别是：受压区混凝土是否被压碎 适筋梁与超筋梁的本质区别是：受拉区钢筋是否达到屈服,42.广义矩形截面,42,课程小结,受压区是矩形截面，就可以按矩形截面梁来进行正截面承载力计算 受拉区只有钢筋起作用，和混凝土形状无关,43.单筋与双筋,43,课程小结,单筋：受拉区配置受力钢筋，受压区配构造钢筋（架立筋） 双筋：受拉区和受压区均配置受力钢筋 适当增加受压区纵筋，可以使梁的受力状态从超筋转化为适筋，从而增大延性 双筋矩形截面梁可以看成是一个单筋矩形截面梁+一组“钢筋桁架”,44.斜截面破坏类型,44,课程小结,45.无腹筋梁斜截面剪切破坏,45,课程小结,剪跨比很小（l1）时 ，斜压破坏 剪跨比较小（1l3）时，剪压破坏 剪跨比较大（l3）时，斜拉破坏 承载力：斜压破坏、剪压破坏、斜拉破坏 延性：剪压、斜压、斜拉,46.间接加载的影响,46,课程小结,间接加载更容易发生斜拉破坏,47.箍筋对剪切破坏的影响,47,课程小结,配置大量箍筋后，无论剪跨比如何，梁的斜截面剪切破坏类型都是斜压破坏,48.受剪截面限制条件,48,课程小结,当hw/b4时（一般梁） V0.25c fc bh0 当hw/b6时（薄腹梁）V0.20c fc bh0 当4hw/b6时，线性内插,49.箍筋间距的影响因素,49,课程小结,梁高越大，最大箍筋间距越大 剪力越大，最大箍筋间距越小 梁端间距一般比跨中大（箍筋加密区）,50.弯起钢筋设置,50,课程小结,需要同时满足三项要求： 斜截面抗剪 正截面抗弯 斜截面抗弯,51.吊筋和附加箍筋,51,课程小结,主次梁相交部位，为了承担次梁传给主梁的集中力，应在主梁内配置吊筋和附加箍筋 优先配置附加箍筋,52.大小偏心受压：何时发生,52,课程小结,偏心距较大且纵筋配筋率不高时，发生大偏心受压破坏 偏心距较小或受拉纵筋的配筋率较高时，发生小偏心受压破坏,53.大小偏心受压：本质区别,53,课程小结,破坏时远离轴力一侧钢筋是否屈服，屈服为大偏心，不屈服为小偏心,54.大小偏心受压：弯矩轴力关系,54,课程小结,大偏心轴力越大，受弯承载力越大 小偏心轴力越大，受弯承载力越小,Mu,Nu,M纯弯,N轴压,0,Nb,大偏心受压,小偏心受压,55.二阶效应分类,55,课程小结,结构侧移二阶效应 杆件挠曲二阶效应,56.截面形式与抗扭承载力的关系,56,课程小结,矩形（长短边尺寸影响）、十字形、箱型、环形,57.抗扭钢筋构成,57,课程小结,封闭箍筋 抗扭纵筋,58.受扭破坏形态,58,课程小结,少筋破坏：配筋数量过少（纵筋过少、箍筋过少，二者均过少） 适筋破坏：箍筋和纵筋数量都合适 部分超筋破坏：箍筋和纵筋一个未达到屈服、另一个达到屈服 超筋破坏：箍筋和纵筋数量都过多,59.影响裂缝宽度的因素,59,课程小结,受力状态：轴心受拉偏心受拉受弯及偏压 预应力：普通混凝土构件预应力混凝土构件 钢筋应力分布越均匀，裂缝宽度越大（充分开裂以后，钢筋应力分布才均匀） 钢筋应力越大，裂缝宽度越大，弹性模量越大，裂缝宽度越小 保护层厚度越大，裂缝宽度越大 钢筋直径越细，裂缝宽度越小 配筋率越高（不超筋的前提下），裂缝宽度越小,60.悬臂梁挠度,60,课程小结,计算悬臂构件的挠度限值时，其计算跨度l0按实际悬臂长度的2倍取用 已知计算跨度7m时，简支梁的挠度限值为l0/200，某悬臂梁，悬挑长度为3m，允许的最大挠度是多少？ 30mm,61.防连续倒塌设计,61,课程小结,防连续倒塌设计主要包括局部加强法、拉结构件法和拆除构件法,62.舒适度验算,62,课程小结,2011规范提出的舒适度验算主要是指验算大跨度混凝土楼盖结构的自振频率,63.预应力传递,63,课程小结,先张法：粘结力 后张法-无粘结：端部锚具 后张法-有粘结：端部锚具+粘结力,64.画预应力筋线型图,64,课程小结,简支梁 连续梁 单跨框架 带走廊的3跨框架梁,65.次弯矩,65,课程小结,什么是次弯矩：对超静定预应力结构，张拉预应力筋会在支座形成次反力，次反力引起的弯矩为次弯矩 次弯矩+主弯矩=综合弯矩,66.预应力对承载力、刚度、变形的影响,66,课程小结,施加预应力不增加承载力 同样截面的情况下，预应力可以通过延缓裂缝开展的形式来增加刚度 同样承载力时，预应力梁的刚度反而小 预应力产生反拱，从而减小变形,67.砌体强度的影响因素,67,课程小结,抗压强度：砌块强度+砂浆强度 抗拉强度：砂浆强度+砌块种类,68.砌体受拉破坏形态,68,课程小结,砌体受拉时，砌块强度较高，发生齿缝破坏 砂浆强度较高时，发生直缝破坏,69.砌体房屋的结构布置方案,69,课程小结,结合图形进行判断 横墙承重方案 纵墙承重方案 纵横墙承重方案 内框架承重方案,70.砌体房屋的静力计算方案,70,课程小结,刚性方案、刚弹性方案、弹性方案,71.托梁的设计,71,课程小结,施工：普通梁（受弯构件） 使用：墙梁中的托梁（拉弯构件）,72.焊条选择,72,课程小结,不同钢种的钢材相焊接时，宜采用与低强度钢材相适应的焊条,73.摩擦型与承压型高强螺栓,73,课程小结,二者所采用的螺栓相同，只是计算模式不同 直接承受动力荷载的构件用摩擦型高强螺栓,74.轴心受压构件的三种屈曲形式,74,课程小结,弯曲屈曲、扭转屈曲、弯扭屈曲 能够结合给定截面形式进行判断,75.三种设计方法的适用范围,75,课程小结,对于重级工作制吊车梁采用弹性设计 对次要的连续梁可以采用塑性设计 一般构件采用弹塑性设计,76.加劲肋作用,76,课程小结,横向加劲肋：防止由剪应力引起的腹板失稳 横向加劲肋或短加劲肋：防止由局部压应力引起的腹板失稳 纵向加劲肋：防止由弯曲压应力引起的腹板失稳,77.铰接与刚接,77,课程小结,能够结合图形区分铰接与刚接 铰接：只连腹板 刚接：腹板和翼缘均可靠连接,78.地震术语区分,78,课程小结,震源；震源深度；震中；震中距,79.震级与烈度,79,课程小结,震级：能量大小，一次地震只有一个 烈度：剧烈程度，不同地区，不同烈度,80.三个水准及实现,80,课程小结,小震不坏：承载力计算 中震可修：弹性阶段的变形验算+构造措施 大震不倒：弹塑性阶段的变形验算+构造措施,81.抗震设防类别与地震作用和抗震措施,81,课程小结,抗震设防烈度本身已经为9度时，规范没有10度的构造措施，所以要采用比9度更高的抗震措施