建筑结构复习整理

1、建筑结构复习 一、题型：填空题（30分）、判断题（共10分）、问答题：（共25分）、计算题（共35分）2、 结构相关概念：1、 建筑结构的定义、组成、分类及各类结构的结构特点； 定义：建筑结构是由基本构件所组成的、建筑物的受力体系 组成：水平承重结构体系：楼(屋)盖 楼梯；竖向承重结构体系：墙柱；下部结构：地基 基础 按建筑材料分类：混凝土结构（素混凝土结构，钢筋混凝土结构，预应力混凝土结构）；钢结构；钢混凝土组合结构；钢管混凝土结构（一般作受压构件）；砌体结构；木结构；2、 结构荷载的相关概念分类及代表值（标准值、组合值、准永久值等），荷载的计算。 荷载分类：永久荷载，可变荷载，偶然荷载1）

2、永久荷载永久荷载亦称恒荷载，是指在结构使用期间，其值不随时间变化，或者其变化与平均值相比可忽略不计的荷载，如结构自重、土压力、预应力等。2）可变荷载可变荷载也称为活荷载，是指在结构使用期间，其值随时间变化，且其变化值与平均值相比不可忽略的荷载，如楼面活荷载、屋面活荷载、风荷载、雪荷载、吊车荷载等。3）偶然荷载 在结构使用期间不一定出现，而一旦出现，其量值很大且持续时间很短的荷载称为偶然荷载，如爆炸力、撞击力等。 荷载代表值：结构设计时，对于不同的荷载和不同的设计情况，应赋予荷载不同的量值，该量值即荷载代表值。1） 荷载标准值：荷载标准值就是结构在设计基准期内具有一定概率的最大荷载值,它是荷载的

3、基本代表值。设计基准期为确定可变荷载代表值而选定的时间参数，一般取为50年。2） 可变荷载组合值：两种或两种以上可变荷载同时作用于结构上时，除主导荷载（产生最大效应的荷载）仍可以其标准值为代表值外，其他伴随荷载均应以小于标准值的荷载值为代表值，此即可变荷载组合值。可变荷载组合值可表示为ck 。其中c 为可变荷载组合值系数，其值按表查取。3） 可变荷载准永久值： 在设计基准期内经常达到或超过的那部份荷载值（总的持续时间不低于25年），称为可变荷载准永久值。可变荷载准永久值可表示为qk ，其中k为可变荷载标准值，q为可变荷载准永久值系数。q值见前表。3、 材料的力学性能指标强度、变形。（钢筋、混凝

4、土的强度指标；弹性、塑性、脆性、延性；钢筋的变形指标，） 混凝土的强度指标：立方体抗压强度；混凝土轴心抗压强度（fc）真实反映以受压为主的混凝土结构构件的抗压强；轴心抗拉强度（ft） 钢筋的强度指标：抗拉强度、伸长率、冷弯性能 混凝土强度和变形随时间的增长而增长，强度和变形受混凝土的级配，制作方法，养护条件，受力状态等影响4、 结构设计的基本原则结构功能要求、极限状态设计法、结构可靠度。 结构可靠度：结构在规定时间内，在规定的条件下，完成预定功能的概率 安全等级：一级，二级，三级 结构的极限状态：整个结构或结构的一部分超过某一特定状态就不能满足设计规定的某一功能要求，次特定状态成为该功能的极限

5、状态承载能力极限状态，正常使用极限状态 结构的极限状态设计：结构的极限状态方程，承载能力极限状态设计表达式，正常使用极限状态设计表达式（P13）5、钢筋和混凝土的力学性能钢筋分类、混凝土中的钢筋、保护层；混凝土的强度及复合受力下的强度，混凝土的模量、收缩、徐变等。 钢筋分类：按化学成分：普通碳素钢：低碳钢，中碳钢，高碳钢普通低合金钢：在碳素钢的成分中再加入少量的硅、锰、钒、钛、铬等合金元素。可提高强度并能改善塑性和可焊性。按生产工艺：热轧钢筋，热处理钢筋，钢丝，钢铰线，冷加工钢筋代号简称符号设计强度HPB300级270HRB335（20MnSi）级300HRB400级R360RRB400（20

6、MnSi）余热处理级360 混凝土结构对钢筋的要求：强度高，塑性性能好，可焊性，与混凝土的粘结锚固性能好 混凝土结构的配筋：受力钢筋，构造钢筋 混凝土保护层：最外层钢筋的外表面到截面边缘的垂直距离，称为混凝土保护层厚度，用c表示。 混凝土轴心抗压强度（fc）：真实反映以受压为主的混凝土结构构件的抗压强；混凝土抗拉强度（ft） 钢筋的强度：钢筋抗拉强度设计值fy钢筋抗拉强度设计值fy 混凝土在短期荷载作用下的变形：弹性阶段弹塑性阶段（裂缝稳定阶段）裂缝不稳定阶段 混凝土的模量：弹性模量、变形模量（剪切模量） 混凝土的收缩：混凝土在空气中结硬时体积缩小的现象 自由收缩 约束收缩：来自内部的钢筋2约

7、束和来自支座的外部约束对结构的影响：自由收缩一般不会引起拉应力，故不会开裂 约束收缩产生收缩应力甚至开裂钢筋受压， 混凝土受拉影响收缩的因素：水泥品种，水泥用量，骨料，养护条件、制作方法、使用环境、体积与表面积的比值等 混凝土的徐变：在不变的压力作用下，混凝土的变形随时间的增长而增长的现象产生原因：水泥凝胶体的粘性流动，内部微裂缝的扩展影响因素：龄期，水灰比，骨料性质，制作养护方法对结构的影响：使构件的变形增加，在截面中引起应力重分布，在预应力混凝土结构中引起预应力损失6、 钢筋与混凝土的粘结（影响因素与措施）与锚固（lab,las,laE) 影响因素：混凝土强度等级，混凝上保护层c和钢筋之间

8、净距离，横向钢筋，钢筋端部的弯钩、弯折及附加锚固措施，侧向压力约束 构造措施：光面钢筋端部做弯钩，钢筋表面带肋；纵向钢筋端部焊横向钢筋；纵向钢筋端部加箍筋；采用高强混凝土；弯起钢筋端部加水平锚固段；在纵向钢筋端部焊锚板；将钢筋焊在预埋件上。7、 混凝土结构的环境类别 一类：室内干燥环境 ；永久的无侵蚀性静水浸没环境。 二类 a：室内潮湿环境；非严寒和非寒冷地区的露天环境；非严寒和非寒冷地区与无侵蚀性的水或土壤直接接触的环境；寒冷和严寒地区的冰冻线以下与无侵蚀性的水或土壤直接接触的环境 二类 b：干湿交替环境；水位频繁变动环境，严寒和寒冷地区的露天环境；严寒和寒冷地区的冰冻线以上与无侵蚀性的水或

9、土壤直接接触的环境。8、梁、板的基本构造要求（P41） 梁的构造规定：梁的截面尺寸：模数要求，高跨比要求梁的配筋：纵向受力钢筋，箍筋和弯起钢筋，纵向构造钢筋混凝土强度等级和保护层厚度 板的构造规定：板的截面尺寸板的配筋：板的受力钢筋，板的分布钢筋混凝土强度等级和保护层厚度9、受弯构件的正截面、斜截面受力特征（少筋、适筋、超筋破坏；斜压、斜拉、剪压破坏特征） 正截面受力特征：少筋破坏：一裂即断, 由混凝土的抗拉强度控制, 承载力很低。破坏很突然, 属脆性破坏。混凝土的抗压承载力未充分利用。受压区高度很小，混凝土的抗压能力不能充分发挥 破坏前没有明显的预兆。 适筋破坏：一开裂, 混凝土应力由裂缝截

10、面处的钢筋承担, 荷载继续增加, 裂缝不断加宽。受拉钢筋屈服, 压区混凝土压碎。破坏前裂缝、变形有明显的发展, 有破坏征兆, 属延性破坏。钢材和混凝土材料充分利用。破坏始于受拉钢筋屈服，然后混凝土被压碎而破坏，破坏前有明显的预兆。 超筋破坏：混凝土开裂, 裂缝多而细，钢筋应力不高, 最终由于压区混凝土压碎而崩溃。裂缝、变形均不太明显, 破坏具有脆性性质。钢材未充分发挥作用。破坏是由于受压区混凝土被压碎而引起，受拉钢筋达不到屈服，破坏前没有明显的预兆。 斜截面受力特征： 斜压破坏：剪弯段腹部混凝土被压碎，箍筋达不到屈服强度，属脆性破坏，承载力取决于截面尺寸和混凝土强度等级。 剪压破坏：有一条临界

11、斜裂缝，与临界斜裂缝相交的箍筋应力达到屈服强度，最后剪压区混凝土在正应力和剪应力共同作用下达到极限状态而压碎,属脆性破坏，承载力取决于截面尺寸，混凝土强度等级和配箍率。 斜拉破坏：一旦出现斜裂缝，与斜裂缝相交的箍筋应力立即达到屈服强度，随后斜裂缝迅速延伸到梁的受压区边缘，构件裂为两部分而破坏，属脆性破坏，承载力取决于混凝土复合受力下的抗拉强度。10、裂缝宽度和变形验算（裂缝产生原因、影响因素；验算方法中的荷载取值、最小刚度原则）。 裂缝产生的原因：按裂缝形成的原因：荷载引起的裂缝（荷载作用下构件上产生的主拉应力超过混凝土的抗拉强度造成。占20%），非荷载引起的裂缝（材料收缩、施工原因、温度变化

12、、混凝土碳化后引起钢筋锈蚀、地基不均匀沉降。80%）1) 材料方面的原因：水泥（异常凝结和异常膨胀，水泥水化热）骨料方面的原因（骨料中的泥分，碱骨料反应）固体下沉，表面泌水而引起2) 施工原因：混合材料不均匀搅拌不均匀；长时间搅拌；浇筑速度过快高度较大的构件；交接缝；模板外鼓；支撑下沉；快速干燥；模板拆除过早。3) 温度变化和收缩： 梁板结构，由于温度和收缩变形收到刚度较大构件的约束而开裂；使用期间的裂缝-温度（气温）变化引起的裂缝4) 不均匀沉降产生的裂缝：地基不均匀沉降时，结构构件受到强迫变形而可能开裂。5) 冻融循环作用引起的裂缝6) 钢筋锈蚀引起的裂缝 影响裂缝宽度的主要因素：纵向钢筋

13、的应力；纵筋的直径；纵筋表面形状；纵筋配筋率；混凝土保护层厚度；混凝土的徐变 最小刚度原则：以弯矩最大截面处的刚度代替全梁抗弯刚度，用材料力学中不考虑剪切变形的影响公式来计算挠度11、预应力混凝土的相关概念（基本原理、特点、分类、张拉控制应力、预应力损失） 基本原理：预先在混凝土受拉区施加压应力，使其减小或抵消荷载引起的拉应力，将构件受到的拉应力控制在较小范围，甚至处于受压状态，即可控制构件裂缝宽度，甚至可以使构件不产生裂缝。 特点：构件的抗裂性能较好；刚度较大；耐久性较好；减小构件截面尺寸，节省材料，减轻自重；工序较多，施工较复杂，且需张拉设备和锚具等。预应力混凝土不能提高构件的承载能力。

14、分类：按预应力度：全预应力混凝土：在使用荷载作用下，不允许截面上混凝土出现拉应力的构件，属严格要求不出现裂缝的构件。部分预应力混凝土：允许出现裂缝，但最大裂缝宽度不超过允许值的构件，属允许出现裂缝的构件。 按粘结方式：有粘结预应力混凝土无粘结预应力混凝土：指配置无粘结预应力钢筋的后张法预应力混凝土。 端部构造措施：先张法，后张法 张拉控制应力：在张拉预应力钢筋时所达到的规定应力，称为张拉控制应力，用 表示。张拉控制应力适当取高些是有利的，但不是越高越好。控制应力与预应力钢筋的强度设计值越接近时，构件的开裂弯矩与极限弯矩就越接近，构件延性就越差。“超张拉” 为了减少预应力的损失，张拉预应力钢筋时

15、常采取 的一种工艺操作方法。 预应力损失：由于张拉工艺和材料特性等原因，从张拉钢筋开始直到构件使用的整个过程中，经张拉所建立起来的钢筋预应力将逐渐降低，这种现象称为预应力损失。12、结构抗震的相关概念（震级、烈度、设防目标、建筑类别、概念设计、结构规则性、防震缝；圈梁、构造柱、梁柱箍筋加密等抗震构造的作用） 震级：反映一次地震本身大小的等级。 烈度：一次地震对某一地区的影响和破坏程度称地震烈度，简称为烈度。用I表示。一般而言，震级越大，烈度就越大。同一次地震，震中距小烈度就高，反之烈度就低。影响烈度的因素，除了震级、震中距外，还与震源深度、地质构造和地基条件等因素有关。 设防目标：总目标：通过

16、抗震设防，减轻建筑的破坏，避免人员死亡，减轻经济损失。三水准：当遭受低于本地区抗震设防烈度的多遇地震影响时，一般不受损坏或不需修理可继续使用。 当遭受相当于本地区抗震设防烈度的地震影响时，可能损坏，经一般修理或不需修理仍可继续使用。 当遭受高于本地区抗震设防烈度的预估的罕遇地震影响时，不致倒塌或发生危及生命的严重破坏。两阶段：第一阶段：对绝大多数结构进行小震作用下的结构和构件承载力验算；在此基础上对各类结构按规定要求采取抗震措施。 第二阶段：对一些规范规定的结构进行大震作用下的弹塑性变形验算。 建筑类别：建筑类别不同，抗震设防标准也不同。特殊设防类（甲），重点设防类（乙），标准设防类（丙），适

17、度设防类（丁） 抗震概念设计：定义：根据地震灾害和工程经验等所形成的基本设计原则和设计思想进行建筑和结构总体布置并确定细部构造的过程称为概念设计。基本内容：建筑场地的选择；建筑设计应重视建筑结构的规则性；合理的建筑结构体系选择；结构体系中的刚度分配；抗侧力结构和构件的延性设计。 结构规则性：建筑物的平、立面布置的基本原则是：平面形状规则、对称，竖向质量、刚度连续、均匀，避免楼板错层。“规则”，包含了对建筑的平、立面外形尺寸，抗侧力构件布置、质量分布，直至承载力分布等诸多要求。 防震缝：合理地设置防震缝，可以将体形复杂的建筑物划分成“规则”的结构单元。设置防震缝，可以降低结构抗震设计的难度，提高

18、各结构单元的抗震性能，但同时也会带来许多新的问题。近年来的结构设计和施工的经验表明，建筑应当调整平面尺寸和结构布置，采取构造措施和施工措施，能不设缝就不设缝，能少设缝就少设缝。在遇到下列情况时，还是应设置防震缝，将整个建筑划分为若干个规则的独立结构单元。1. 平面形状属于平面不规则类型，或竖向属于竖向不规则类型而又在计算和构造上采取有效措施时；2. 房屋长度超过规范规定的伸缩缝最大间距，又没有条件采取特殊措施而必须设置伸缩缝时；3. 地基土质不均匀或上部结构荷载相差较大，房屋各部分的预计沉降过大，必须设置沉降缝时；4. 房屋各部分的结构体系截然不同，质量或侧移刚度大小悬殊时。 构造柱：约束墙体

19、，使之有较高的变形能力；加强内外墙的连接；布置在易于应力集中处可减轻震害；可部分提高砌体的抗剪强度。 圈梁：增加纵横墙体的连接，加强整个房屋的整体性；圈梁可箍住楼盖，增强其整体刚度；减小墙体的自由长度，增强墙体的稳定性；可提高房屋的抗剪强度，约束墙体裂缝的开展；抵抗地基不均匀沉降，减小构造柱计算长度。二、问答题复习参考题1. 钢筋和混凝土共同工作的原因是什么？ 钢筋和混凝土具有良好的粘结力 具有相近的线性热膨胀系数 混凝土对钢筋具有保护作用2、板中分布钢筋的作用是什么？ 固定受力钢筋的位置，形成钢筋网 将板上荷载有效地传递到受力钢筋上去 防止温度或混凝土收缩等原因造成混凝土产生沿跨度方向的裂缝

20、3、梁的正截面破坏形态有哪几类？进行正截面承载力计算的目的是为了防止何类破坏？如何防止其他形态的破坏？ 少筋破坏，适筋破坏，超筋破坏 防止适筋破坏 少筋破坏：构件配筋率不小于最小配筋率；超筋破坏：构件截面相对受压区高度不得超过相对界限受压区高度。4、 混凝土保护层的作用。 保护纵向钢筋不被锈蚀 在诸如火灾等情况下，使钢筋温度上升缓慢 使纵向钢筋与混凝土有较好的粘结5、梁的斜截面破坏形态有哪几类？进行斜截面受剪承载力计算的目的是为了防止何类破坏？如何防止其他形态的破坏？ 斜压破坏，剪压破坏，斜拉破坏 防止剪压破坏 斜压破坏：限制截面尺寸；斜拉破坏：满足构造要求与最小配箍率5、 什么是预应力损失？

21、先张法构件有哪些预应力损失？ 由于张拉工艺和材料特性等原因，从张拉钢筋开始知道构件使用的整个过程中，经张拉所建立起来的钢筋预应力逐渐降低 张拉端锚具变形和钢筋内缩引起的预应力损失；加热养护时，预应力钢筋与台座间温差引起的预应力损失；预应力钢筋松弛引起的预应力损失；混凝土收缩与徐变引起的预应力损失。6、 试说明钢筋混凝土结构的主要优缺点。 优点：材料利用合理 耐久性，耐火性好 可模性、整体性好，便于结构形式的实现 造价低 缺点：自重大 抗裂性差 隔声、隔热效果差 施工工期长 修复困难7、 建筑抗震设防目标是什么？如何实现设防目标。 通过抗震设防，减轻建设的破坏，避免人员伤亡，减轻经济损失 通过“三水准”抗震设防要求和“两阶段”的抗震设计方法实现9、什么是预应力混凝土？对混凝土施加预应力的主要目的是什么？ 预先在混凝土受压区施加压应力的钢筋混凝土构件。 利用预加压应力，使其减小或抵消荷载引起的拉应力，将构件受到的拉应力控制在较小范围，甚至处于受压状态，即可控制构件裂缝宽度，甚至可以使构件不产生裂缝。10、钢筋混凝土正截面破坏的三阶段是什么？ 开裂前：弹性工作阶段 （从截面开裂到纵向受拉钢筋屈服）带裂缝工作阶段 破坏阶段三、计算题复习范围1、掌握钢筋混凝土单筋梁的正截面、斜截面承载力计算方法矩形梁正截面承载力计算方法：