工程结构总复习

1、工程结构总复习工程结构总复习同济大学出版社同济大学出版社工程结构同济大学电子音像出版社工程结构总复习工程结构总复习普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”国家级规划教材国家级规划教材工工 程程 结结 构（第三版）构（第三版）工程结构总复习工程结构总复习同济大学出版社同济大学出版社工程结构试卷题型及分数填空题：20个空白处，总共40分，每空格2分名词解释 ：4道题，总共16分，每小题4分简答题：3道题，总共24分，每小题8分计算题：2道题，总共20分，每小题10分工程结构总复习工程结构总复习同济大学出版社同济大学出版社工程结构一、结构的基本知识一、结构的基本知识1、结构的组成 ：由若干个单元所组

2、成的结构骨架。2、基本(单元)构件 板：提供活动面，直接承受并传递荷载； 梁：板的支撑构件，承受板传来的荷载并传递； 柱：承受楼面体系（梁、板）传来的荷载并传递； 墙：承受楼面体系（梁、板）传来的荷载并传递； 基础：将柱及墙等传来的上部结构荷载传给地基； 索：悬挂构件或结构体系的主要传力单元； 杆：组成空间构件，如屋架等。 工程结构总复习工程结构总复习同济大学出版社同济大学出版社工程结构 一、结构的基本知识一、结构的基本知识按受力体系分类 框架结构：主要(竖向)受力体系由梁和柱组成； 剪力墙结构：主要(竖向)受力体系由墙组成； 筒体结构：四周封闭的墙形成筒； 塔式结构：下端固定、上端自由的高耸

3、构筑物； 桅式结构：竖立的细长桅杆和纤绳所组成的构筑物； 悬索、悬吊结构：由拉索及边缘构件组成的承重结构； 壳体结构:由曲面形板与边缘构件组成的空间结构； 网架结构：由多根杆件通过节点连结形成的空间结构；工程结构总复习工程结构总复习同济大学出版社同济大学出版社工程结构钢筋和混凝土共同工作的原因 1）钢筋表面与混凝土之间存在粘结作用。 2）变形协调作用）变形协调作用3）混凝土对钢筋的保护作用）混凝土对钢筋的保护作用 在以上各种作用中，钢筋与混凝土之间存在粘结作用在以上各种作用中，钢筋与混凝土之间存在粘结作用是钢筋与混凝土能够一起共同工作的最主要原因。是钢筋与混凝土能够一起共同工作的最主要原因。摩

4、擦力摩擦力机械咬合力机械咬合力胶结力胶结力粘结作用粘结作用工程结构总复习工程结构总复习同济大学出版社同济大学出版社工程结构钢筋混凝土钢筋混凝土钢筋与混凝土有较好的共同工作基础的原因。（1）钢筋与混凝土之间存在较好的传递应力的能力，在荷载作用下，不产生相对滑移，保证两种材料协调变形、共同受力。（2）钢筋与混凝土两种材料的温度线膨胀系数相近，当温度发生变化时，两者不会产生过大的不协调变化而导致破坏。（3）混凝土对钢筋起良好的保护作用，结构的抗火能力和耐久性大大提高。工程结构总复习工程结构总复习同济大学出版社同济大学出版社工程结构1）就地取材；2）耐久性好；3）整体性好；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）现浇结构模板用量大；）现浇结构模板用量大；4）工期长等等。）工期长等等。钢筋混凝土结构的特点钢筋混凝土结构的特点主要优点：主要优点：主要缺点：主要缺点：工程结构总复习工程结构总复习同济大学出版社同济大学出版社工程结构钢筋混凝土结构 的缺点（1）钢筋混凝土结构构件的截面尺寸大，其自重较大，对于建造大跨度结构、高层结构，减少地震反应不理。（2）混凝土材料抗拉性能差，加之在硬化过程和使用过程中产生收缩，因此其抗裂性能差。（3）混凝土结构的建造需要经过绑扎钢筋、支模版、浇筑、养护等多道施工工序，生产周期较长，施工质量和进度等易受环境条件的影响。（

6、4）混凝土是通过内部水泥的水化反应形成一体，混凝土硬化后强度很高，因此钢筋混凝土结构的拆除和改造难度较大。工程结构总复习工程结构总复习同济大学出版社同济大学出版社工程结构砌体结构砌体结构1、砌体结构的组成 砌体结构是用砖、石或砌块， 用砂浆等胶结材料砌筑的结构。2、优缺点 优 点：耐久性好； 耐火性好； 就地取材； 施工技术要求低； 造价低廉。 缺 点： 强度低，砂浆与砖石之间的粘接力较弱； 自重大；砌筑工作量大，劳动强度高。 粘土用量大，不利于持续发展。 工程结构总复习工程结构总复习同济大学出版社同济大学出版社工程结构钢结构钢结构1、钢结构的构成 是用钢板、角钢、工字钢、槽钢、钢管和圆钢等钢

7、材 通过焊接等有效的连接方式，所形成的结构。2、优缺点 优 点： 强度和强度质量比高； 材质均匀、性能好，结构可靠性高。 施工简便、工期短。 延性好、抗震能力强。 易于改造和加固。 缺 点：耐腐蚀性差；耐火性差；钢材价格相对较高。工程结构总复习工程结构总复习同济大学出版社同济大学出版社工程结构混凝土的徐变混凝土的徐变混凝土的徐变混凝土的徐变概念：混凝土在荷载长期作用下产生随时间而增长的变形即概念：混凝土在荷载长期作用下产生随时间而增长的变形即在应力不变的情况下，混凝土的应变随时间继续增大的变在应力不变的情况下，混凝土的应变随时间继续增大的变形称为徐变。形称为徐变。v 影响：徐变会造成结构的内力

8、重分布，会使变形增大，会影响：徐变会造成结构的内力重分布，会使变形增大，会引起预应力损失，在高应力作用下，还会导致构件破坏。引起预应力损失，在高应力作用下，还会导致构件破坏。v 过程：过程：随荷载作用时间的延续，变形不断增长，前随荷载作用时间的延续，变形不断增长，前4个月个月徐变增长较快，徐变增长较快，6个月可达最终徐变的（个月可达最终徐变的（7080）%，以后，以后增长逐渐缓慢，增长逐渐缓慢，23年后趋于稳定。年后趋于稳定。工程结构总复习工程结构总复习同济大学出版社同济大学出版社工程结构可变荷载(活荷载)永久荷载(恒荷载)在结构设计基准期内，其作用量值随时间而变化，其变化幅度与平均值相比不可

9、忽略不计的荷载 在结构设计基准期内，其作用量值不随时间变化，或其变化幅度与平均值相比可以忽略不计的荷载. (随时间的变异性分类)荷载的分类偶然荷载在结构设计基准期内不一定出现，而一旦出现其量值很大且持续时间很短的荷载， 工程结构总复习工程结构总复习同济大学出版社同济大学出版社工程结构适用性安全性结构在正常使用期间应具有良好的工作性能。例如，不发生过大的变形、振幅、过宽的裂缝等，以免影响正常使用。 结构应能承受在正常施工和正常使用的情况下可能出现的各种作用，在设计规定的偶然事件发生时及发生后，结构仍能保持必需的整体稳定性，不致发生倒塌。 结构的功能要求耐久性结构在正常使用和正常维护条件下应具有足

10、够的耐久性能，以保证结构能够正常使用到预定的设计使用期限。 结构设计的目的就是使所设计的结构在规定的设计使用年限结构设计的目的就是使所设计的结构在规定的设计使用年限内，用最经济的手段获得预定条件下满足设计所预期的各种内，用最经济的手段获得预定条件下满足设计所预期的各种功能的要求。功能的要求。 工程结构总复习工程结构总复习同济大学出版社同济大学出版社工程结构结构功能的极限状态结构功能的极限状态 能够满足功能要求能够满足功能要求不能满足功能要求不能满足功能要求特定状态特定状态可靠度可靠度可靠失效极限状态极限状态承载能力极限状态承载能力极限状态正常使用极限状态正常使用极限状态 结构或结构结构或结构构

11、件达到最构件达到最大承载能力大承载能力或不适于继或不适于继续承载的变续承载的变形时的状态形时的状态 结构或结构结构或结构构件达到正构件达到正常使用或耐常使用或耐久性的某项久性的某项规定限值时规定限值时的状态的状态 工程结构总复习工程结构总复习同济大学出版社同济大学出版社工程结构超筋梁的破坏始于受压混凝土的破坏，它的破坏特超筋梁的破坏始于受压混凝土的破坏，它的破坏特征属于征属于 脆性脆性 破坏。破坏。 适筋梁的破坏始于纵向受力钢筋的屈服，它的破坏适筋梁的破坏始于纵向受力钢筋的屈服，它的破坏特征属于特征属于 延性延性 破坏。破坏。钢筋混凝土梁和板要满足正常使用极限状态要求，钢筋混凝土梁和板要满足正

12、常使用极限状态要求，需要进行变形需要进行变形 和和 裂缝宽度验算。裂缝宽度验算。 在连续反复荷载作用下，即使钢材的应力低于抗拉在连续反复荷载作用下，即使钢材的应力低于抗拉强度，甚至远低于屈服强度，构件也有可能发生强度，甚至远低于屈服强度，构件也有可能发生破坏，这种破坏现象称为破坏，这种破坏现象称为 疲劳破坏。疲劳破坏。 钢筋混凝土梁和板要满足承载能力极限状态要求，钢筋混凝土梁和板要满足承载能力极限状态要求，需要进行正截面需要进行正截面 受弯承载力受弯承载力 计算、斜截面受计算、斜截面受 剪承载力计算以及受扭承载力计算剪承载力计算以及受扭承载力计算 工程结构总复习工程结构总复习同济大学出版社同济

13、大学出版社工程结构根据施工方法的不同，钢筋混凝土楼盖可分根据施工方法的不同，钢筋混凝土楼盖可分为为装配式装配式、装配整体式装配整体式和和现浇式现浇式三种。三种。装配式混凝土楼盖装配式混凝土楼盖造价较低，施工进度快，造价较低，施工进度快，预制构件质量稳定，便于工业化生产和机械化施预制构件质量稳定，便于工业化生产和机械化施工，故在建筑中应用非常广泛。工，故在建筑中应用非常广泛。为了提高装配式楼盖的整体性，可采用为了提高装配式楼盖的整体性，可采用装配装配整体式楼盖整体式楼盖。这种楼盖是将各种预制构件吊装就。这种楼盖是将各种预制构件吊装就位后，通过整结方法，使之构成整体。位后，通过整结方法，使之构成整

14、体。 由于由于现浇式楼盖现浇式楼盖整体刚性好，抗震性强，防整体刚性好，抗震性强，防水性能好，故适用于各种有特殊布局的楼盖。水性能好，故适用于各种有特殊布局的楼盖。 工程结构总复习工程结构总复习同济大学出版社同济大学出版社工程结构现浇式楼盖按楼板受力和支承条件不同，可分为肋形楼盖和无梁楼盖。肋形楼盖又可分为单向板肋形楼盖、双向板肋形楼盖和井式楼盖。无梁楼盖是指将板直接支承在柱顶的柱帽上，不设主、次梁，因而天棚平坦，净空较高，通风与采光较好，主要用于仓库、商场等建筑中，如图6.1所示。 工程结构总复习工程结构总复习同济大学出版社同济大学出版社工程结构肋形楼盖肋形楼盖是由板、次梁、主梁等构件组成的，

15、板的是由板、次梁、主梁等构件组成的，板的四周可支承于次梁、主梁或砖墙上。四周可支承于次梁、主梁或砖墙上。 这种弯曲后短向曲率比长向曲率大很多的板这种弯曲后短向曲率比长向曲率大很多的板叫叫单向板单向板。当板的长边与短边相差不大时，由于沿长向传当板的长边与短边相差不大时，由于沿长向传递的荷载也较大，不可忽略，板弯曲后长向曲率递的荷载也较大，不可忽略，板弯曲后长向曲率与短向曲率相差不大，这种板叫与短向曲率相差不大，这种板叫双向板双向板。工程结构总复习工程结构总复习同济大学出版社同济大学出版社工程结构根据不同使用要求，工业厂房可设计为单层根据不同使用要求，工业厂房可设计为单层厂房和多层厂房。按承重结构

16、材料的不同，工厂房和多层厂房。按承重结构材料的不同，工业厂房可分为业厂房可分为钢筋混凝土结构厂房、钢结构厂钢筋混凝土结构厂房、钢结构厂房、混合结构厂房房、混合结构厂房。钢筋混凝土结构单层厂房按主要承重结构形钢筋混凝土结构单层厂房按主要承重结构形式分为式分为排架结构排架结构和和刚架结构刚架结构。排架结构排架结构由屋架（或屋面梁）、柱、基础组由屋架（或屋面梁）、柱、基础组成，其中柱与基础刚接，而屋架（或屋面梁）成，其中柱与基础刚接，而屋架（或屋面梁）与柱铰接。与柱铰接。 工程结构总复习工程结构总复习同济大学出版社同济大学出版社工程结构(3)纵向排架纵向排架纵向排架一方面承受着纵向水平荷载（屋盖结构

17、纵向排架一方面承受着纵向水平荷载（屋盖结构传来纵向风荷载、吊车纵向制动力、纵向水平传来纵向风荷载、吊车纵向制动力、纵向水平地震力等），另一方面还起着保证结构纵向刚地震力等），另一方面还起着保证结构纵向刚度和稳定的作用。度和稳定的作用。(4)吊车梁吊车梁主要承受吊车荷载（包括竖向荷载、横向和纵向主要承受吊车荷载（包括竖向荷载、横向和纵向水平荷载），并通过牛腿把它传给横向排架或水平荷载），并通过牛腿把它传给横向排架或纵向排架，同时起着连系纵向柱列的作用。纵向排架，同时起着连系纵向柱列的作用。工程结构总复习工程结构总复习同济大学出版社同济大学出版社工程结构钢筋混凝土排架结构单层厂房钢筋混凝土排架结构

18、单层厂房通常由屋面板、通常由屋面板、屋架（或屋面梁）、吊车梁、连系梁、柱和基屋架（或屋面梁）、吊车梁、连系梁、柱和基础等构件组成。础等构件组成。其中，横向柱列、屋架（或屋面梁）、柱基其中，横向柱列、屋架（或屋面梁）、柱基等构件组成横向承重体系，称为等构件组成横向承重体系，称为横向排架横向排架；纵向柱列、吊车梁、连系梁、柱间支撑、柱纵向柱列、吊车梁、连系梁、柱间支撑、柱基等构件组成纵向承重体系，称为基等构件组成纵向承重体系，称为纵向排架纵向排架。 支撑支撑包括柱间支撑和屋盖支撑，其主要作用是加包括柱间支撑和屋盖支撑，其主要作用是加强结构的空间刚度和稳定性，同时传递风荷载、强结构的空间刚度和稳定性

19、，同时传递风荷载、吊车纵向水平荷载。吊车纵向水平荷载。连系梁、基础梁和抗风柱连系梁、基础梁和抗风柱连系梁和基础梁一方面承受外墙的荷载，另连系梁和基础梁一方面承受外墙的荷载，另一方面也起着形成纵向排架的作用。设置在山一方面也起着形成纵向排架的作用。设置在山墙的抗风柱主要作用是将山墙上的风荷载传递墙的抗风柱主要作用是将山墙上的风荷载传递给屋盖和基础。给屋盖和基础。工程结构总复习工程结构总复习同济大学出版社同济大学出版社工程结构楼梯一般由楼梯一般由梯段梯段和和平台平台两部分组成。两部分组成。钢筋混凝土楼梯根据施工方法的不同可分为钢筋混凝土楼梯根据施工方法的不同可分为现浇楼梯、预制楼梯现浇楼梯、预制楼

20、梯；根据受力状态的不同可分；根据受力状态的不同可分为为梁式、板式、螺旋式、剪刀式楼梯梁式、板式、螺旋式、剪刀式楼梯，其中前两，其中前两种属于平面受力体系，后两种属于空间受力体系。种属于平面受力体系，后两种属于空间受力体系。工程结构总复习工程结构总复习同济大学出版社同济大学出版社工程结构多层及高层钢筋混凝土房屋的常用结构体系可分为四种类型：框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构和筒体结构，各有不同的适用高度和优缺点。由梁、柱构件通过结点连接组成的结构称为框架，由梁、柱构件通过结点连接组成的结构称为框架，框架结构是多层房屋的主要结构形式，也是高层框架结构是多层房屋的主要结构形式，也是高层建筑的基本结

21、构单元。建筑的基本结构单元。工程结构总复习工程结构总复习同济大学出版社同济大学出版社工程结构剪力墙结构体系剪力墙结构体系 将房屋的内、外墙都做成实体的钢筋混凝土结构，这种体系为剪力墙结构体系。 剪力墙的间距受到楼板跨度的限制，一般为38m，因而剪力墙结构适用于具有小房间的住宅、旅馆等建筑，此时可省去大量砌筑填充墙的工序及材料，如果采用滑升模板及大模板等先进的施工方法，施工速度很快。工程结构总复习工程结构总复习同济大学出版社同济大学出版社工程结构1. 纵墙承重体系 2. 横墙承重体系3. 纵横墙承重体系 4. 内框架承重体系承重墙体的布置承重墙体的布置横墙承重体系纵墙承重体系纵横墙承重体系内框架

22、承重体系工程结构总复习工程结构总复习同济大学出版社同济大学出版社工程结构横墙承重体系：房屋的每个开间都设置横墙，楼板横墙承重体系：房屋的每个开间都设置横墙，楼板和屋面板沿房屋纵向搁置在墙上，楼（屋）面荷和屋面板沿房屋纵向搁置在墙上，楼（屋）面荷载主要由横墙承受的房屋，并由横墙传至基础和载主要由横墙承受的房屋，并由横墙传至基础和地基。地基。 纵墙承重体系：房间进深相对较小而宽度相对较大纵墙承重体系：房间进深相对较小而宽度相对较大时，将楼板横向布置，直接搁置在纵向承重墙上，时，将楼板横向布置，直接搁置在纵向承重墙上，纵墙直接承受屋面、楼面荷载的结构方案。纵墙直接承受屋面、楼面荷载的结构方案。工程结

23、构总复习工程结构总复习同济大学出版社同济大学出版社工程结构房屋静力计算方案的分类房屋静力计算方案的分类1. 刚性方案 当房屋的横墙壁间距较小、屋盖和楼盖的水平刚度较大时，房屋的空间刚度也较大，可假定墙、柱顶端的水平位移为零。2. 弹性方案 当房屋的横墙间距较大，或无横墙（山墙），房屋的空间刚度较小，按不考虑空间工作的平面排架来计算。工程结构总复习工程结构总复习同济大学出版社同济大学出版社工程结构作为作为刚性和刚弹性方案房屋的横墙刚性和刚弹性方案房屋的横墙，应符合下列，应符合下列要求要求： 1. 横墙中开有洞口时，洞口的水平截面面积不应超过横 墙截面面积的50%。 2. 横墙的厚度不宜小于180

24、mm。 3. 单层房屋的横墙长度不宜小于其高度，多层房屋的横 墙长度，不宜小于H/2(H为横墙总高度)。 4. 当横墙不能同时符合上述要求时，应对横墙的刚度进 行验算。如横墙的最大水平位移值umaxH/4000时(H 为横墙总高度)，仍可视作刚性或刚弹性方案房屋的 横墙。工程结构总复习工程结构总复习同济大学出版社同济大学出版社工程结构按砌体基本力学性质试验方法进行的砖砌体轴压试验，其破坏过程的三个阶段。 （1）第一阶段：从加载开始至个别砖块出现初始裂缝为止。）第一阶段：从加载开始至个别砖块出现初始裂缝为止。此时，荷载为极限荷载的此时，荷载为极限荷载的50%-70%，如不继续加载，如不继续加载，

25、裂缝不会继续扩展。裂缝不会继续扩展。（2）第二阶段：继续加载后个别砖块的裂缝陆续发展，并）第二阶段：继续加载后个别砖块的裂缝陆续发展，并上下贯通若干皮砖，试件变形增加较快，及时荷载不再增上下贯通若干皮砖，试件变形增加较快，及时荷载不再增加，裂缝仍持续发展。此时，荷载为极限荷载的加，裂缝仍持续发展。此时，荷载为极限荷载的80%-90%。（3）第三阶段：继续加载时小段裂缝会较快沿竖向发展成）第三阶段：继续加载时小段裂缝会较快沿竖向发展成上下贯通整个试件的纵向裂缝，试件被分割成若干个小的上下贯通整个试件的纵向裂缝，试件被分割成若干个小的砖柱，直至小砖柱因横向变形过大发生失稳，体积膨胀，砖柱，直至小砖

26、柱因横向变形过大发生失稳，体积膨胀，小砖柱失稳或压碎，导致整个砌体试件破坏。该阶段荷载小砖柱失稳或压碎，导致整个砌体试件破坏。该阶段荷载-变形关系极不稳定。变形关系极不稳定。工程结构总复习工程结构总复习同济大学出版社同济大学出版社工程结构圈梁是砖墙承重房屋的一种经济有效的抗震措施，其功能体现。 （1）. 增强房屋的整体性。由于圈梁的约束，预制板散开增强房屋的整体性。由于圈梁的约束，预制板散开以及砖墙出平面倒塌的危险性大大减小了。使纵、横墙能以及砖墙出平面倒塌的危险性大大减小了。使纵、横墙能保持一个整体的箱形结构，充分地发挥各片砖墙的平面内保持一个整体的箱形结构，充分地发挥各片砖墙的平面内抗剪强度，有效地抵抗来自任何方向的水平地震作用。抗剪强度，有效地抵抗来自任何方向的水平地震作用。（2）. 作为楼盖的边缘构件，提高了楼盖的水平刚度，使