建筑结构B课程小结

1、1.1.区分建筑与结构区分建筑与结构 1 课程小结课程小结 建筑范畴：建筑范畴： 功能、美观、防火（消防车道、防火分区）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）：结构范畴（结构的功能要求）： 安全性（承载力、倾覆等）安全性（承载力、倾覆等） 适用性（变形）适用性（变形） 耐久性（裂缝、保护层厚度）耐久性（裂缝、保护层厚度） 鲁棒性（防止连续倒塌）鲁棒性（防止连续倒塌） 2 下列各项哪些属于建筑范畴，哪些属于结构范畴？下列各项哪些属于建筑范畴，哪些属于结构范畴？ 让一栋楼与周边的环境协调让一栋楼与周边的环境协调 在钢筋混凝土柱里配足够多的钢筋在钢筋混凝土柱里配足够多的钢

2、筋 设计疏散路线设计疏散路线 给钢构件涂防火涂料给钢构件涂防火涂料 避免构件在受压时失稳避免构件在受压时失稳 设置防火卷帘，把建筑分成几个区设置防火卷帘，把建筑分成几个区 采取措施，以避免楼板振动过大采取措施，以避免楼板振动过大 预留一定的保护层厚度，防止钢筋生锈预留一定的保护层厚度，防止钢筋生锈 2.2.轴心受力的优势轴心受力的优势 3 课程小结课程小结 为什么受拉构件比受弯构件更能充分利用材料？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度方向内力分布不均匀，在同

3、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匀的，因此更能充分利用材料 3.3.三种土压力的大小关系三种土压力的大小关系 4 课程小结课程小结 主动土压力Ea、静止土压力E0、被动土压力Ep EaE0Ep n土压力种类土压力种类 5 n土压力的大小关系土压力的大小关系 6 EaE0Ep 15 土压力土压力E Ep E0 Ea 15% 4.4.影响风速大小的因素影响风速大小的因素 7 课程小结课程小结 时距越大，风速越小时距越

4、大，风速越小 高度越大，风速越大（梯度风高度范围内）高度越大，风速越大（梯度风高度范围内） 地面越粗糙，风速越小地面越粗糙，风速越小 重现期越长，风速越大重现期越长，风速越大 n风荷载风荷载- -影响风速的因素：总结影响风速的因素：总结 8 时距越大，风速越小时距越大，风速越小 高度越大，风速越大（梯度风高度范高度越大，风速越大（梯度风高度范 围内）围内） 地面越粗糙，风速越小地面越粗糙，风速越小 重现期越长，风速越大重现期越长，风速越大 5.5.结合图形判断裂缝成因结合图形判断裂缝成因 9 课程小结课程小结 始于沉降量增加的位置始于沉降量增加的位置 沿沉降大的方向倾斜上升沿沉降大的方向倾斜上

5、升 x y 沉降值 x y x y x y 10 不均匀沉降和温度引起的八字形裂缝有什么区别不均匀沉降和温度引起的八字形裂缝有什么区别 不均匀沉降裂缝中下部楼层严重 温度裂缝上部楼层严重 6.6.圈梁和构造柱的作用圈梁和构造柱的作用 11 课程小结课程小结 圈梁和构造柱都是拉杆，不能承担弯矩圈梁和构造柱都是拉杆，不能承担弯矩 增强结构的整体性增强结构的整体性 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 筋共同工作筋共同工作 7.7. 螺旋箍筋的作用螺旋箍筋的作用 12 课程小结课程小结 使混凝土三向受压，增加混凝土的抗压强度和使混凝土三向受压，增加混凝土的

6、抗压强度和 延性延性 对于细长柱，采用螺旋配筋没用：失稳破坏对于细长柱，采用螺旋配筋没用：失稳破坏 （受弯）（受弯） 8.8.柱的轴压比柱的轴压比 13 课程小结课程小结 能够估算柱的轴压比能够估算柱的轴压比 组合的柱轴压力设计值组合的柱轴压力设计值/ /截面抗力设计值截面抗力设计值 n设计中的总体问题设计中的总体问题- -墙、柱和基础荷载估墙、柱和基础荷载估 算算 14 柱轴力柱轴力=每层荷载每层荷载从属面积从属面积楼层数楼层数 边柱边柱 中柱中柱 角柱角柱 从属面积从属面积 n设计中的总体问题设计中的总体问题- -轴压比轴压比 15 轴轴压比压比N 是指柱是指柱组合的轴力设计值组合的轴力设

7、计值与柱的与柱的 全截面面积和混凝土强度设计值乘积之比。全截面面积和混凝土强度设计值乘积之比。 N = N / (Acfc )N 式中：式中：N 轴压比轴压比 ； Ac 构件的截面面积；构件的截面面积； fc 混凝土的轴心抗压强度设计值混凝土的轴心抗压强度设计值 N 组合的轴力设计值组合的轴力设计值 n设计中的总体问题设计中的总体问题- -组合的轴力设计值组合的轴力设计值 16 设计值设计值：标准值：标准值荷载分项系数荷载分项系数 恒载恒载1.2，活载，活载1.4，估算时取，估算时取1.25 即竖向荷载产生的轴力设计值即竖向荷载产生的轴力设计值Nv=1.25Nvk 组合组合：考虑风和地震等水平

8、作用对柱轴力：考虑风和地震等水平作用对柱轴力 的增加的增加 仅有风荷载或抗震等级为四级仅有风荷载或抗震等级为四级 N=（1.051.1）Nv 抗震等级为一抗震等级为一三级三级N=（1.11.2）Nv 17 某3层框架结构，柱网尺寸9m9m，折算 的竖向荷载标准值为15 kN/m2，该框架柱采 用C40混凝土，截面尺寸500mm500mm， 混凝土轴心抗压强度设计值fc =19.1 N/mm2 的，若水平地震作用使该柱的轴力增大10%， 试估算该框架底层中柱底层中柱的轴压比？（荷载 分项系数为1.25） 151.251.1（993）/ （19.110000.50.5）= 9.9.单向板和双向板单

9、向板和双向板 18 课程小结课程小结 能够区分单向板和双向板能够区分单向板和双向板 知道单向板的受力方向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知道板中哪个方向的受力钢筋应该放在外侧 10.10.斜拉桥桥塔高度限制斜拉桥桥塔高度限制 19 课程小结课程小结 为什么斜拉桥的桥塔高度比悬索桥大，跨度反为什么斜拉桥的桥塔高度比悬索桥大，跨度反 而小？而小？ 斜拉桥跨度增大后，若保持桥塔高度不变，则斜拉桥跨度增大后，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，降低了拉索的效率竖向分量减小，降低了拉索的效率

10、若想保持拉索与水平面的夹角不过小，则需要若想保持拉索与水平面的夹角不过小，则需要 建造更高的桥塔建造更高的桥塔 11.11.最大力下的总伸长率、屈服强度最大力下的总伸长率、屈服强度 20 课程小结课程小结 钢筋最大力下的总伸长率比伸长率更能反映钢钢筋最大力下的总伸长率比伸长率更能反映钢 筋的变形能力筋的变形能力 伸长率：伸长率：残余变形主要集中在颈缩区段内，残余变形主要集中在颈缩区段内，长长 度越大，伸长率越小度越大，伸长率越小 最大力下的总伸长率：避开颈缩区段，应变最大力下的总伸长率：避开颈缩区段，应变包包 括残余应变和弹性应变括残余应变和弹性应变 屈服强度：是上屈服点还是下屈服点屈服强度：

11、是上屈服点还是下屈服点 12.12.立方体抗压强度立方体抗压强度 21 课程小结课程小结 边长边长150mm立方体标准试件，在标准条件下立方体标准试件，在标准条件下 (203，90%湿度湿度)养护养护28天，用标准试验方天，用标准试验方 法（加载速度法（加载速度0.150.3N/mm2/sec，两端不涂润，两端不涂润 滑剂）测得的具有滑剂）测得的具有95%保证率的立方体抗压强保证率的立方体抗压强 度度 13.13.几个抗压强度指标几个抗压强度指标 22 课程小结课程小结 立方体抗压强度：确定混凝土强度等级立方体抗压强度：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棱柱体抗压强度

12、：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，最为准确差异，最为准确 14.14.并筋并筋 23 课程小结课程小结 为了保证（节点区）混凝土浇筑质量，提出了为了保证（节点区）混凝土浇筑质量，提出了 并筋的配筋形式并筋的配筋形式 15.15.轴心受拉构件钢筋选配轴心受拉构件钢筋选配 24 课程小结课程小结 强度低的：控制裂缝宽度强度低的：控制裂缝宽度 直径小的：受力均匀（没有失稳问题）直径小的：受力均匀（没有失稳问题） 如果选高强钢筋，需要施加预应力如果

13、选高强钢筋，需要施加预应力 16.16.轴心受压构件中箍筋的作用轴心受压构件中箍筋的作用 25 课程小结课程小结 防止纵筋外凸失稳防止纵筋外凸失稳 形成钢筋笼，固定纵筋位置形成钢筋笼，固定纵筋位置 防止混凝土收缩及温度变化产生的裂缝防止混凝土收缩及温度变化产生的裂缝 17.17.保护层厚度保护层厚度 26 课程小结课程小结 梁的保护层厚度是指箍筋外侧到近端构件边缘梁的保护层厚度是指箍筋外侧到近端构件边缘 的距离的距离 板：受力钢筋外侧板：受力钢筋外侧 18.18.柱的复合箍筋柱的复合箍筋 27 课程小结课程小结 柱截面短边尺寸大于柱截面短边尺寸大于400mm且各边纵向钢筋且各边纵向钢筋 多于多

14、于3根根 柱截面短边尺寸不大于柱截面短边尺寸不大于400mm但各边纵向钢但各边纵向钢 筋多于筋多于4根根 有抗震要求时，至少保证隔一拉一有抗震要求时，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要求能够画出矩形截面柱及异形柱的箍筋形式 19.19.腰筋作用腰筋作用 28 课程小结课程小结 梁高较大时，中部缺少约束，容易产生枣弧形梁高较大时，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裂缝，设置腰筋可以阻止此类裂缝的开展 板 裂缝 梁 20.20.少筋、适筋、超筋少筋、适筋、超筋 29 课程小结课程小结 从受力状态来说从受力状态来说 少筋梁与适筋梁的本质区别是

15、：受压区混凝土少筋梁与适筋梁的本质区别是：受压区混凝土 是否被压碎是否被压碎 适筋梁与超筋梁的本质区别是：受拉区钢筋是适筋梁与超筋梁的本质区别是：受拉区钢筋是 否达到屈服否达到屈服 21.21.广义矩形截面广义矩形截面 30 课程小结课程小结 受压区是矩形截面，就可以按矩形截面梁来进受压区是矩形截面，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，和混凝土形状无关受拉区只有钢筋起作用，和混凝土形状无关 22.22.斜截面破坏类型斜截面破坏类型 31 课程小结课程小结 23.23.无腹筋梁斜截面剪切破坏无腹筋梁斜截面剪切破坏 32 课程小结课程小结 剪跨比很小

16、（剪跨比很小（l l1）时）时 ，斜压破坏，斜压破坏 剪跨比较小（剪跨比较小（1l l2026mm2) 38 4）验算适筋梁）验算适筋梁 =x/h0=170/565=0.301b=0.518，发生适筋破坏 5）验算最小配筋率）验算最小配筋率 min=max0.2%， (45ft/fy)% =max0.2%， 0.18%=0.2% As=2455minb h=0.2%300600=360mm2 满足最小配筋率的要求 39 6）确定是否需要计算配箍）确定是否需要计算配箍 对均布荷载，有 0.7ftbh0=0.71.43300565=170kNV=215kN 需进行斜截面受剪承载力计算，按计算要求配

17、 置箍筋 7）计算箍筋数量）计算箍筋数量 对均布荷载，有 3 0 0 0.7215 100.7 1.43 300 565 0.29 270 565 svt yv AVf bh sf h 40 8）选配箍筋）选配箍筋 因为b=300400mm，且一层内的纵向受压钢筋 不多于4根，因此不需要配置复合箍筋。箍筋直径 10mm(Asv1=78.5mm2 )6mm ，满足最小箍筋直径 要求 箍筋间距s=278.5/0.29=541mm 取箍筋间距s=150mm，满足最大箍筋间距150mm 要求 41 9）验算配箍率）验算配箍率 实际配箍率sv=Asv/bs100% =278.5/(300150) 100

18、%=0.35% 最小配箍率sv,min=0.24ft/fyv100% =0.241.43/270100%=0.13% svsv,min，满足要求 综上，选配箍筋2 10150 42 10）画截面配筋图）画截面配筋图 26.26.大小偏心受压：何时发生大小偏心受压：何时发生 43 课程小结课程小结 偏心距较大且纵筋配筋率不高时，发生大偏心偏心距较大且纵筋配筋率不高时，发生大偏心 受压破坏受压破坏 偏心距较小或受拉纵筋的配筋率较高时，发生偏心距较小或受拉纵筋的配筋率较高时，发生 小偏心受压破坏小偏心受压破坏 受压构件分为轴心受压和偏心受压，大偏压和受压构件分为轴心受压和偏心受压，大偏压和 小偏压都

19、属于偏压小偏压都属于偏压 27.27.大小偏心受压：本质区别大小偏心受压：本质区别 44 课程小结课程小结 破坏时远离轴力一侧钢筋是否屈服，屈服为大破坏时远离轴力一侧钢筋是否屈服，屈服为大 偏心，不屈服为小偏心偏心，不屈服为小偏心 28.28.影响裂缝宽度的因素影响裂缝宽度的因素 45 课程小结课程小结 受力状态：受力状态：轴心受拉偏心受拉受弯及偏压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）裂以后，钢筋应力分布才均匀） 钢

20、筋应力越大，裂缝宽度越大，弹性模量越大，钢筋应力越大，裂缝宽度越大，弹性模量越大， 裂缝宽度越小裂缝宽度越小 保护层厚度越大，裂缝宽度越大保护层厚度越大，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），裂缝宽度越配筋率越高（不超筋的前提下），裂缝宽度越 小小 29.29.预应力传递及预应力损失预应力传递及预应力损失 46 课程小结课程小结 先张法：粘结力先张法：粘结力 后张法后张法-无粘结：端部锚具无粘结：端部锚具 后张法后张法-有粘结：端部锚具有粘结：端部锚具+粘结力粘结力 第一批损失包括？第二批损失包括？第一批损失包括？第二批损失包括？ 3

21、0.30.画预应力筋线型图画预应力筋线型图 47 课程小结课程小结 简支梁简支梁 连续梁连续梁 单跨框架单跨框架 带走廊的带走廊的3跨框架梁跨框架梁 31.31.次弯矩次弯矩 48 课程小结课程小结 什么是次弯矩：对超静定预应力结构，张拉预什么是次弯矩：对超静定预应力结构，张拉预 应力筋会在支座形成次反力，次反力引起的弯应力筋会在支座形成次反力，次反力引起的弯 矩为次弯矩矩为次弯矩 次弯矩次弯矩+主弯矩主弯矩=综合弯矩综合弯矩 32.32.预应力对承载力、刚度、变形的影响预应力对承载力、刚度、变形的影响 49 课程小结课程小结 施加预应力不增加承载力施加预应力不增加承载力 同样截面的情况下，预

22、应力可以通过延缓裂缝同样截面的情况下，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，从而减小变形预应力产生反拱，从而减小变形 33.33.砌体强度的影响因素砌体强度的影响因素 50 课程小结课程小结 抗压强度：砌块强度抗压强度：砌块强度+砂浆强度砂浆强度 抗拉强度：砂浆强度抗拉强度：砂浆强度+砌块种类砌块种类 34.34.砌体受拉破坏形态砌体受拉破坏形态 51 课程小结课程小结 砌体受拉时，砌块强度较高，发生齿缝破坏砌体受拉时，砌块强度较高，发生齿缝破坏 砂浆强度较高时，发生直缝破坏砂浆强

23、度较高时，发生直缝破坏 35.35.砌体房屋的结构布置方案砌体房屋的结构布置方案 52 课程小结课程小结 结合图形进行判断结合图形进行判断 横墙承重方案横墙承重方案 纵墙承重方案纵墙承重方案 纵横墙承重方案纵横墙承重方案 内框架承重方案内框架承重方案 36.36.砌体房屋的静力计算方案砌体房屋的静力计算方案 53 课程小结课程小结 刚性方案、刚弹性方案、弹性方案刚性方案、刚弹性方案、弹性方案 37.37.焊条选择焊条选择 54 课程小结课程小结 不同钢种的钢材相焊接时，宜采用与低强度钢材不同钢种的钢材相焊接时，宜采用与低强度钢材 相适应的焊条相适应的焊条 38.38.摩擦型与承压型高强螺栓摩擦

24、型与承压型高强螺栓 55 课程小结课程小结 二者所采用的螺栓相同，只是计算模式不同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直接承受动力荷载的构件用摩擦型高强螺栓 39.39.轴心受压构件的三种屈曲形式轴心受压构件的三种屈曲形式 56 课程小结课程小结 弯曲屈曲、扭转屈曲、弯扭屈曲弯曲屈曲、扭转屈曲、弯扭屈曲 能够结合给定截面形式进行判断能够结合给定截面形式进行判断 n基本构件基本构件杆：压杆失稳杆：压杆失稳 57失稳的实质是弯曲破坏失稳的实质是弯曲破坏 N n基本构件基本构件杆：压杆失稳杆：压杆失稳 58 拉杆是否存在失稳问题？拉杆是否存在失稳问题？ 失稳

25、原因：存在偏心失稳原因：存在偏心产生弯矩产生弯矩二阶增二阶增 大大弯曲破坏弯曲破坏 几点说明：长细比是控制失稳的关键参几点说明：长细比是控制失稳的关键参 数；高强材料受压时，失稳是控制因素；数；高强材料受压时，失稳是控制因素； （强度高（强度高截面小截面小长细比大）失稳是长细比大）失稳是 钢结构最普遍的破坏模式；混凝土构件钢结构最普遍的破坏模式；混凝土构件 一般不涉及失稳问题。一般不涉及失稳问题。 40.40.三种设计方法的适用范围三种设计方法的适用范围 59 课程小结课程小结 对于重级工作制吊车梁采用弹性设计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一般构件采用弹塑性设计 41.41.加劲肋作用加劲肋作用 60 课程小结课程小结 横向加劲肋：横向加劲肋：防止由剪应力引起的腹板失稳防止由剪应力引起的腹板失稳 横向加劲肋或短加劲肋：横向加劲肋或短加劲肋：防止由局部压应力引防止由局部压应力引 起的腹板失稳起的腹板失稳 纵向加劲肋：纵向加劲肋：防止由弯曲压应力引起的腹板失防止由弯曲压应力引起的腹板失 稳稳 42.42.铰接与刚接铰接与刚接 61 课程小结课程小结 能够结合图形区分铰接与刚接能够结合图形区分铰接与刚接 铰接：只连腹板铰接：只连腹板 刚接：腹板和翼缘均可靠连接刚接：腹板和翼缘均可靠连接