建筑结构H(一)授课教案

1、.沙洲职业工学院建筑工程系 建筑构造与经济教研室PAGE ：.；PAGE 212课程编号：231-07 授课班级：07建工1、2班 授课教师：李 艳 鹏课程教案 第一讲章节第一篇 建筑构造特点及其计算原理1 总论课时安排2学时授课时间2021年9月1日教学目的、要求分掌握、熟习、了解三个层次1、了解建筑构造的分类；2、了解钢筋混凝土构造及其它构造的优缺陷；3、了解本课程的目的和特点；教 学 内 容基 本 内 容一、建筑构造的分类；二、各种资料建筑构造的特点及其运用情况；三、建筑构造课程的义务、特点及学习方法；重 点钢筋混凝土构造的特点及其运用情况难 点讨论、思索题、作业：讨论：本课程学习中应留

2、意哪些问题？思索题：1、钢筋混凝土构造、砌体构造、钢构造各自有哪些特点，这些特点与它们的运用范围有何关系？2、钢筋与混凝土两种性能不同资料，为何能共同任务？授课类型请打：实际课 讨论课 实验课 练习课 其他教学过程设计请打：复习 授新课 安排讨论 布置作业教学方式请打：讲授 讨论 示教 指点 其他教学资源请打：多媒体 模型 实物 挂图 音像 其他第一篇 建筑构造特点及其计算原理1 总论本 讲 详 细 内 容一、建筑构造的分类：1、按所用的资料：1混凝土构造：素混凝土构造、钢筋混凝土构造、预应力混凝土构造、特殊混凝土构造；2钢构造以钢材为主制造的构造；3砌体构造由块材经过砂浆砌筑而成的构造。2、

3、按承重构造的类型：1框架构造纵、横梁及立柱组成框架，作为承重构造。然后在纵、横梁间铺上梁板构成楼盖和屋盖。墙体作为填充资料设置在立柱之间，不承重。2剪力墙构造纵向及横向钢筋混凝土墙，以及用作楼盖和屋盖的梁板组成房屋的承重构造。3框架剪力墙构造在框架构造的根底上，沿框架纵横、横方向的某些位置，在柱于柱之间设置数道钢筋混凝土墙体作为剪力墙，综合了框架和剪力墙二者的优点。4筒体构造钢筋混凝土墙组成一个筒体作为房屋的承重构造；或者由密柱和深梁高度较大组成。5壳体构造、网架构造、悬索构造等大跨度构造。二、各种资料建筑构造的特点及运用情况：1、钢筋混凝土构造： 钢筋和混凝土为什么能在一同有效地共同任务？A

4、、混凝土硬化后，钢筋与混凝土的接触面能结实地结合在一同，相互间不能滑动而能整体任务；B、钢筋和混凝土两种资料的温度线膨胀系数非常接近，当温度变化时，不致因各自伸缩不同，使其粘结破坏各自分别；C、钢筋买入混凝土中，钢筋周围有混凝土构成的维护层，能防止钢筋锈蚀，使钢筋和混凝土能长期可靠地共同任务。1钢筋混凝土构造的优缺陷：优点：a、耐久性；b、耐火性；c、整体性；d、可模性；e、易于就地取材。缺陷：自艰苦、费工、模板用料多，承载力有限，施工周期长、施工受气候条件的限制，抗裂性较差，构造隔热、隔音性能较差，加固和拆修较困难。钢筋混凝土构造的缺陷如何抑制？开展轻质混凝土、高强混凝土和预应力混凝土；开展

5、高强混凝土、钢骨混凝土和钢管混凝土等新型资料；利用钢模、飞模、滑模等先进施工技术，采用泵送混凝土、早强混凝土、高性能混凝土、免振自密实混凝土等，提高施工效率；开展预应力混凝土，利用树脂涂层钢筋。 开展新型的混凝土加固技术，如碳纤维布加固混凝土构造技术；2钢筋混凝土构造开展阶段：前提：1824年英国人阿斯普丁J.Aspdin发明硅酸盐水泥；第一篇 建筑构造特点及其计算原理1 总论本 讲 详 细 内 容1850年法国人朗波L.Lambot制造了世界上第一只钢筋混凝土小船；1872年纽约建造了世界上第一所钢筋混凝土房屋。开展阶段：a、第一阶段钢筋混凝土发明至20世纪初：钢筋和混凝土的强度比较低；运用

6、领域用于建造中小型楼板、梁、柱、拱和根底等构件；设计方法允许应力设计方法，弹性实际。 b、第二阶段从20世纪20年代到第二次世界战争前后：出现了预应力混凝土；运用领域开场用于大跨度构造；设计方法破损阶段设计法和极限形状设计法。 c、第三阶段第二次世界战争以后至今；出现了装配式钢筋混凝土构造、泵送商品混凝土等工业化消费的构造；运用领域超高层建筑、大跨度桥梁、专长跨海隧道、挺拔构造等大型构造工程；设计方法以概率实际为根底的极限形状设计法。 2、钢构造优缺陷： 优点：强度高、自重小；塑性、韧性好；材质均匀，质量稳定，并且钢材各向同性弹性任务范围大，任务可靠性高；适于机械化加工，工业化消费程度高，施工

7、现场工程量小，施工周期也最短，主要是干作业，能改善施工环境，有利于文明施工；可大大减少砂、石、灰的用量，减轻对不可再生资源的破坏，撤除后可再生循环利用，减少灰色建筑渣滓，有利于维护环境，节约资源。 缺陷：钢材耐火性能差，需求有相应的隔热及防火措施；钢材易锈蚀，严重时会影响构造的运用寿命，必需采取良好的防锈措施。 运用范围：承重荷载较大的构造，如重型厂房；大跨度构造，如体育馆、影剧院、大会堂、大型工业厂房、飞机维修库等；高层建筑；轻型钢构造；可以装配和搬迁的构造。 3、砌体构造优缺陷： 优点：抗压强度较好；本钱低；施工方便，构造的耐久性、耐火性以及保温隔热性能都比较好。 缺陷：自艰苦，强度低，整

8、体性差，抗震性能差。三、课程学习中应留意的问题： 1、课程学习的过程：受力性能分析实际分析构件设计构造设计。 根本资料的受力性能和实际分析构成了本学科的根本实际，是混凝土构造的基础知识。构件设计和构造设计是根本实际的工程运用，二者既严密联络，又在层次上有所不同。 2、在根本实际学习中应留意的问题：1混凝土构造的根本实际是一门特殊的资料力学，分析问题依然以资料的物理关系、变形的几何关系和受力的平衡关系为出发点。2学习中要留意钢筋和混凝土的受力性能、二者的相互作用和配比关系对构造构件受力性能的影响。3学习中要留意使钢筋与混凝土共同任务的根底二者之间可靠的粘结力得以充分保证。第一篇 建筑构造特点及其

9、计算原理1 总论本 讲 详 细 内 容4学习中应注重实验研讨的方法，了解反映实验中规律性景象的受力性能，留意阅历公式建立的条件和适用范围。3、在构件和构造设计的学习过程中应留意的问题：1构件和构造设计是一个综合性问题，设计结果不独一，确定方案时要综合思索运用、资料、造价、施工等方面的要素。2构件和构造设计必需遵照各种构造类型的设计规范或规程，因此本课程的学习要结合GB500102002以下简称来进展。3设计任务是一项发明性任务，不应该被规范所束缚，要充分发扬设计者的自动性和发明性。四、本讲小结：1、混凝土的最根本力学性能：抗压强度高，但抗拉强度却很低。普通混凝土的抗拉强度只需抗压强度的1/20

10、1/8。另一方面，混凝土破坏时具有明显的脆性性质。 2、钢材的最根本力学性能：抗拉和抗压强度都很高，且钢材普通均具有屈服景象，破坏时表现出较好的延性。 3、钢筋混凝土梁的承载力比素混凝土梁大大提高，钢筋的抗拉强度和混凝土的抗压强度均得到充分利用，且破坏过程有明显预兆。4、钢筋和混凝土两种的物理力学性能很不一样资料之所以可结合在一同共同任务，是由于钢筋和混凝土之间存在有良好的粘结力，保证两种资料协调变形、共同受力，且由于钢筋和混凝土根本一样的温度膨胀系数，这种粘结力不会因温度变化丧失。 5、混凝土构造的优点：资料利用合理、易于就地取材、耐久性好、造价和维护费用低、可模性好、耐火性好、整体性好、刚

11、度大。6、混凝土构造的缺陷：自艰苦、抗裂性差、承载力有限、施工复杂。抑制和处理混凝土构造的缺陷是混凝土构造的开展方向。 7、钢筋混凝土根本构件有：受弯构件、受压构件、受扭构件、受拉构件。8、根本受力形状有：正截面受力轴压、轴拉、受弯、压弯和拉弯、斜截面受力受剪、压剪和拉剪、扭曲截面受扭纯扭、弯剪扭、压弯剪扭。9、学习要求：掌握钢筋混凝土和预应力混凝土构造中各种根本构件在不同受力形状情况下的受力性能和分析方法，留意与资料力学分析方法的差别，了解其复杂性所在及其影响受力性能变化的配比关系。 10、在了解根本实际的根底上，掌握按GB 500102002进展钢筋混凝土和预应力混凝土构造构件的设计计算方

12、法和配筋构造。课程教案 第二讲章节第二篇 混凝土构造3 钢筋和混凝土资料的力学性能课时安排2学时授课时间2021年9月3日教学目的、要求分掌握、熟习、了解三个层次1、了解建筑钢材的种类和规格；掌握建筑钢材设计目的的查用方法。 2、了解钢筋和钢构造用钢材的选用规定，了解建筑钢材的力学性能及其影响要素；3、了解混凝土强度等级的概念及选用的规定，了解混凝土构造的耐久性规定。4、掌握混凝土徐变和收缩的概念，掌握设计目的的查用方法。教 学 内 容基 本 内 容一、混凝土的强度。立方体抗压强度；轴心抗压、抗拉强度；复合应力形状下混凝土强度。二、混凝土的变形。一次短期荷载作用下混凝土的变形；多次反复荷载作用

13、下混凝土的变形；混凝土的弹性模量、变形模量；混凝土的徐变；混凝土的收缩与膨胀。三、钢筋的种类、级别与方式。四、钢筋的力学性能。五、钢筋的冷加工。六、钢筋与混凝土的粘结。重 点1、混凝土的强度目的；2、混凝土的变形；3、混凝土构造耐久性规定。4、建筑钢材的力学性能。难 点1、混凝土的强度目的；2、混凝土的变形；3、建筑钢材的力学性能。讨论、思索题、作业：思索题：什么叫混凝土的徐变、线形徐变、非线性徐变？混凝土的收缩和徐变有何本质区别？受拉钢筋锚固长度La与哪些要素有关，如何确定？受压钢筋锚固长度为何小于La，又有哪些要求？授课类型请打：实际课 讨论课 实验课 练习课 其他教学过程设计请打：复习

14、授新课 安排讨论 布置作业教学方式请打：讲授 讨论 示教 指点 其他教学资源请打：多媒体 模型 实物 挂图 音像 其他第一篇 建筑构造特点及其计算原理3 钢筋和混凝土资料的力学性能本 讲 详 细 内 容一、混凝土资料混凝土强度是混凝土受力性能的一个根本标志。在工程中常用的混凝土强度有立方抗压强度、轴心抗压强度、轴心抗拉强度等。1、混凝土的立方抗压强度fcu 及强度等级：立方抗压强度，是衡量混凝土强度大小的根本目的，是评价混凝土等级的规范。规定，用边长为150mm的规范立方体试件，在规范养护条件下温度203，相对湿度不小于90%养护28天后，按照规范实验方法试件的承压面不涂光滑剂，加荷速度约每秒

15、0.150.3N/mm2测得的具有95%保证率的抗压强度，作为混凝土的立方抗压强度规范值，用符号fcu,k表示。 根据立方体抗压强度规范值fcu,k的大小，混凝土强度等级分C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75、C80共14级。其中，C60 C80属高强混凝土。 规定，钢筋混凝土构造的混凝土强度等级不应低于C15；当采用HRB335级钢筋时，混凝土强度等级不宜低于C20；当采用HRB400和RRB400级钢筋以及接受反复荷载的构件，混凝土强度等级不得低于C20。 预应力混凝土构造构件所用的混凝土应满足以下要求：1强度高。只需采用高

16、强度混凝土，才干充分发扬高强度钢筋的作用，从而减小构件截面尺寸，减轻自重；才干经过预压使构件获得较高的抗裂性能；2快硬、早强。混凝土硬化速度快、早期强度高，可以尽早施加预应力，加快台座、锚具、夹具的周转，加快施工速度；3收缩、徐变小。这样的混凝土可以减小由收缩徐变引起的预应力损失。规定，预应力混凝土构造的混凝土强度等级不应低于C30；当采用钢丝、钢绞线、热处置钢筋作为预应力钢筋时，混凝土强度等级不宜低于C40。调查分析阐明，在构造中采用强度较高的混凝土，对柱、墙、根底等以受压为主的构件及预应力构件有显著的经济效益，为此，设计时可按以下范围选用混凝土强度等级：受弯构件C20 C30，受压构件C3

17、0 C40，预应力构件C30C50，高层建筑底层柱C50或以上。2.混凝土的轴心抗压强度fc：实践工程中，受压构件并非立方体而是棱柱体，任务条件与立方体试块的任务条件也有很大差别，采用棱柱体试件更能反映混凝土的实践抗压才干。所以我国采用150150300mm棱柱体试件测得的强度作为混凝土的轴心抗压强度。中混凝土的轴心抗压强度规范值按下式计算： 式中 棱柱强度与立方强度之比，对C50及以下取=0.76，对C80取=0.82，中间按线性变化；第一篇 建筑构造特点及其计算原理3 钢筋和混凝土资料的力学性能本 讲 详 细 内 容思索C40以上混凝土脆性的折减系数，对C40取=1.0，对C80取=0.8

18、7，中间按线性变化。轴心抗压强度是构件承载力计算的强度目的。3.轴心抗拉强度ft混凝土的抗拉强度远小于抗压强度，只需抗压强度的1/101/18。混凝土的抗拉强度可采用图3.2a所示的实验方法来测定，即采用尺寸为100100500mm的柱体试件进展直接轴心受拉实验，但其准确性较差。故国内外多采用圆柱体或立方体的劈裂实验来间接测定图3.2b。图3.2 混凝土抗拉强度实验a轴心受拉试件 b劈拉实验中混凝土轴心抗拉强度规范值按下式计算：式中混凝土立方强度变异系数，当fcu,k60N/mm2时，取=0.1。混凝土的变形：混凝土的变形有两类。一类是受力变形。混凝土在一次短期荷载、多次反复荷载和长期荷载作用

19、下都将产生变形。另一类是体积变形，包括收缩、膨胀和温度变形。这里只引见混凝土的徐变和收缩。1混凝土在长期荷载作用下的变形徐变混凝土在长期不变荷载作用下，应变随时间继续增长的景象，叫做混凝土的徐第一篇 建筑构造特点及其计算原理3 钢筋和混凝土资料的力学性能本 讲 详 细 内 容变。产生徐变的缘由目前研讨得尚不够充分。徐变特性主要与时间有关。徐变开场时增长较快，以后逐渐减慢，经过较长时间趋于稳定。混凝土的徐变对构造构件产生的不利影响主要是，增大混凝土构件的变形；在预应力混凝土构件中引起预应力损失等。混凝土的徐变除与构件截面的应力大小和时间长短有关外，还与混凝土所处环境条件和砼的组成有关。养护条件越

20、好，周围环境的湿度越大，构件加载前混凝土的强度愈高，水泥用量愈少，混凝土越密实，集料含量越大，集料刚度越大，那么徐变越小。2混凝土的收缩混凝土在空气中结硬过程中体积减小的景象称为收缩。混凝土的收缩变形可延续2年以上，但主要发生在初期：2周可完成全部收缩量的25%，1个月约完成50%。由于混凝土的收缩，当构件遭到约束时，混凝土的收缩就会使构件中产生收缩应力，收缩应力过大，就会使构件产生裂痕，以致影响构造的正常运用；在预应力混凝土构件中混凝土收缩将引起钢筋预应力值损失，等等。混凝土的收缩主要与以下要素有关：水泥用量愈多，水灰比愈大，收缩愈大；强度等级越高的水泥制成的混凝土收缩越大；集料的弹性模量大

21、，收减少；在结硬过程中，周围温度、湿度大，收减少；混凝土越密实，收缩越小；运用环境温度、湿度大，收减少。4、混凝土的设计目的 1混凝土的强度 同钢筋相比，混凝土强度具有更大的变异性，按同一规范消费的混凝土各批强度会不同，即使用一次搅拌的混凝土其强度也有差别。因此，设计中也应采取混凝土强度规范值来进展计算。混凝土的强度规范值应具有不小于95%的保证率。 混凝土强度设计值等于混凝土强度规范值除以混凝土资料分项系数，=1.4。各种强度等级的混凝土强度规范值、强度设计值列于表3.2、表3.3。2混凝土的弹性模量混凝土的弹性模量指混凝土的原点切线模量。但是，混凝土不是弹性资料，其应力和应变不呈线性关系，

22、在不同应力阶段的变形模量应力与应变之比不同，原点切线很难准确地作出。适用中，采用应力上限为0.40.5fc循环510次后的应力-应变曲线，应力为0.40.5fc时的割线模量作为混凝土的弹性模量的近似值。按照上述方法，经统计分析得到混凝土的受拉或受压弹性模量N/mm2的阅历计算公式：第一篇 建筑构造特点及其计算原理3 钢筋和混凝土资料的力学性能本 讲 详 细 内 容式中fcu,k混凝土的立方抗压强度规范值N/mm2。 按上式计算的不同强度等级混凝土的弹性模量见表3.4。表3.2 混凝土强度规范值N/mm2强 度混凝土强度等级 C15C20C25C30C35C40C45C50C55C60C65C7

23、0C75C80fck10.013.416.720.123.426.829.632.435.538.541.544.547.450.2ftk1.271.541.782.011.202.402.512.642.742.852.993.003.053.11表3.3 混凝土强度设计值N/mm2 强 度 混凝土强度等级 C15C20C25C30C35C40C45C50C55C60C65C70C75C80fck7.29.611.914.316.719.121.223.125.327.529.731.833.835.9ftk0.911.11.271.431.571.711.801.891.962.042.0

24、92.142.182.22注：计算现浇钢筋混凝土轴心受压及偏心受压构件时，如截面长边或直径小于300mm，那么表中混凝土的强度设计值应乘以系数0.8；当构件质量确有保证时，可不受此限。表3.4 混凝土弹性模量*104N/mm2混凝土强度 等 级 C15C20C25C30C35C40C45C50C55C60C65C70C75C802.202.552.83.003.153.253.353.453.553.603.653.703.753.85、混凝土构造的耐久性规定混凝土构造应符合有关耐久性规定，以保证其在化学的、生物的以及其他使结构资料性能恶化的各种侵蚀的作用下，到达预期的耐久年限。构造的运用环境

25、是影响混凝土构造耐久性的最重要的要素。第一篇 建筑构造特点及其计算原理3 钢筋和混凝土资料的力学性能本 讲 详 细 内 容运用环境类别按表3.5划分。影响混凝土构造耐久性的另一重要要素是混凝土的质量。控制水灰比，减小浸透性，提高混凝土的强度等级，添加混凝土的密实性，以及控制混凝土中氯离子和碱的含量等，对于混凝土的耐久性都有非常重要的作用。耐久性对混凝土质量的主要要求如下： 1设计运用年限为50年的普通构造混凝土对于设计运用年限为50年的普通构造，混凝土质量应符合表3.6的规定。 2设计运用年限为100年的构造混凝土一类环境中，设计运用年限为100年的构造混凝土应符合以下规定：1钢筋砼构造混凝土

26、强度等级不应低于C30；预应力混凝土构造的最低强度砼等级为C40。2混凝土中氯离子含量不得超越水泥分量的0.06%。3宜运用非碱活性骨料；当运用碱活性骨料时，混凝土中的碱含量不得超越3.0kg/m3。4混凝土维护层厚度应按相应的规定添加40%；当采取有效的外表防护措施时，混凝土维护层厚度可适当减少。5在运用过程中应有定期维护措施。对于设计寿命为100年且处于二类和三类环境中的混凝土构造应采取专门有效的措施。表3.5 混凝土构造的运用环境类别 环境类别 阐明 一 室内正常环境：无侵蚀性介质、无高温高湿影响、不与土壤直接接触的环境 二 a室内潮湿环境；非严寒和非冰冷地域的露天环境、与无侵蚀性的水或

27、土壤直接接触的环境 b严寒和冰冷地域的露天环境、与无侵蚀性的水或土壤直接接触的环境 三 运用除冰盐的环境；严寒及冰冷地域冬季水位变动的环境；滨海室外环境 四 海水环境 五 受人为或自然的侵蚀性物质影响的环境 注：严寒地域指最冷月平均温度-10，日平均温度不高于5的天数145d的地域；冰冷地域指最冷月平均温度-100，日平均温度不高于5的天数为90145d的地域。 第一篇 建筑构造特点及其计算原理3 钢筋和混凝土资料的力学性能本 讲 详 细 内 容表3.6 构造混凝土耐久性的根本规定 环境类别 最大水灰比 最小水泥 用量(kg/m3)混凝土强度 等级不小于 氯离子含量 不大于% 碱含量不 大于(

28、kg/m3)一 0.65225C201.0不限制 二 a0.60250C250.33.0b0.55275C300.23.0三 0.50300C300.13.0注：氯离子含量按水泥总量的百分率计。 预应力混凝土构件中的氯离子含量不得超越0.06%；最小水泥用量为300kg/m3；最低混凝土强度等级应按表中规定提高两个等级。 素混凝土构件的最小水泥用量不应少于表中数值减25kg/m3。 当混凝土中参与活性掺合料或能提高耐久性的外加剂时，可适当降低最小水泥用量。 当有可靠工程阅历时，处于一类和二类环境中的最低混凝土强度等级可降低一个等级。 当运用非碱活性骨料时，可不对混凝土中的碱性含量进展控制。 3

29、暂时性构造混凝土对暂时性混凝土构造，可不思索混凝土的耐久性要求。 4其他要求严寒及冰冷地域的潮湿环境中，构造混凝土应满足抗冻要求，混凝土抗冻等级应符合有关规范的要求。有抗渗要求的混凝土构造，混凝土的抗渗等级应符合有关规范的要求。三类环境中的构造构件，其受力钢筋宜采用环氧涂层带肋钢筋；对预应力钢筋、锚具及衔接器应有专门防护措施。四类和五类环境中的混凝土构造，其耐久性要求应符合有关规范的规定。二、建筑钢材1、混凝土用钢筋：用于混凝土构造的钢筋，应具有较高的强度和良好的塑性，便于加工和焊接，并应与混凝土之间具有足够的粘接力。特别是用于预应力混凝土构造的预应力钢筋应具有很高的强度，只需如此，才干建立起

30、较高的张拉应力，从而获得较好的预压效果。 混凝土构造所采用的钢筋有劲性钢筋和柔性钢筋两类。第一篇 建筑构造特点及其计算原理3 钢筋和混凝土资料的力学性能本 讲 详 细 内 容通常所称的钢筋，即指柔性钢筋。 按加工方法不同，我国用于混凝土构造的钢筋主要有热轧钢筋、冷拉钢筋、热处置钢筋、冷轧钢筋冷轧带肋钢筋、冷轧扭钢筋、冷拔低碳钢丝、消除应力钢丝、钢绞线等几类；按在构造中能否施加预应力，可分为普通钢筋和预应力钢筋。 1普通钢筋 普通钢筋指用于钢筋混凝土构造中的钢筋和预应力混凝土构造中的非预应力钢筋。GB50010-2002以下简称规定，普通钢筋宜采用HRB400级和HRB335级钢筋，也可采用HP

31、B235级和RRB400级钢筋。这些钢筋均属热轧钢金。 热轧钢筋由低碳钢或低合金钢热轧而成。按屈服强度规范值的大小，用于钢筋混凝土构造的热轧钢筋分为HPB235、HRB335、HRB400和RRB400四个级别。其中HPB235钢筋公称直径范围为820mm，引荐直径为8、10、12、16、20mm；HRB335钢筋公称直径范围为650mm，引荐直径为6、8、10、12、16、20、25、32、40和50mm；HRB400钢筋公称直径范围和引荐直径同HRB335钢筋；RRB400钢筋公称直径范围为840mm，引荐直径为8、10、12、16、20、25、32和40mm。 HRB400级钢筋强度高，

32、延性好，锚固性能好，是混凝土构造的主导钢筋，实践工程中主要用作构造构件中的受力主筋；HRB335级钢筋虽然强度低于HRB400级钢筋，但延性、锚固性能均好，是混凝土构造的辅助钢筋，实践工程中也主要用作构造构件中的受力主筋；HPB235级钢筋强度太低，且锚固性能差，普通不引荐运用，实践工程中只用作板、根底和荷载不大的梁、柱的受力主筋、箍筋以及其他构造钢筋；RRB400级钢筋强度虽高，但疲劳性能、冷弯性能以及可焊性均较差，其运用遭到一定限制。钢筋的外形分为光圆钢筋和变形钢筋人字纹、螺旋纹、月牙纹两种。HPB235钢筋为光圆钢筋，HRB335钢筋、HRB400钢筋和RRB400钢筋的外形均为月牙纹。

33、第一篇 建筑构造特点及其计算原理3 钢筋和混凝土资料的力学性能本 讲 详 细 内 容2预应力钢筋规定，预应力钢筋应优先采用钢绞线和钢丝，也可采用热处置钢筋。 钢绞线是由多根高强钢丝绞织在一同而构成的，有3股和7股两种， 多用于后张法大型构件。 预应力钢丝主要是消除应力钢丝，其外形有光面、螺旋肋、三面刻痕三种。此外，部分地域尚在运用冷拔低碳钢丝。热处置钢筋包括40Si2Mn、48Si2Mn及45Si2Cr几种牌号，它们都以盘条方式供应，无需焊接、冷拉，施工方便，因此运用广泛。2、建筑钢材的设计目的1钢筋的强度规范值和强度设计值钢材的强度具有变异性。按同一规范消费的钢材，不同时消费的各批钢材之间的

34、强度不会完全一样；即使同一炉钢轧制的钢材，其强度也会有差别。因此，在构造设计中采用其强度规范值作为根本代表值。所谓强度规范值，是指正常情况下能够出现的最小资料强度值。强度规范值除以资料分项系数即为资料强度设计值。钢筋的资料分项系数为，热轧钢筋1.10，预应力钢筋1.20。规定，钢筋的强度规范值应具有不小于95%的保证率。热轧钢筋的强度规范值系根据屈服强度确定；预应力钢绞线、钢丝和热处置钢筋的强度规范值系根据极限抗拉强度确定。普通钢筋的强度规范值、强度设计值按表3.5采用；预应力钢筋的强度规范值、强度设计值分别按表3.6、表3.9采用。表3.5 普通钢筋强度规范值、强度设计值N/mm2种 类 d

35、(mm)强度规范值 强度设计值 fykfykfyfy热扎钢筋 HPB235Q235 820235235210210HRB335(20MnSi)650335335300300HRB400(20MnSiV、20MnSiNb、20MnTi)650400400360360RRB400(k20MnSi)840400400360360注：热轧钢筋直径d系指公称直径； 当采用直径大于40mm的钢筋时，应有可靠的工程阅历； 钢筋混凝土构造中，轴心受拉和小偏心受拉钢筋抗拉强度设计值大于300N/mm2，仍应按300N/mm2取； 直径为6mm的光面钢筋可选用牌号为Q235的热轧圆盘条。2钢筋的弹性模量表3.7第

36、一篇 建筑构造特点及其计算原理3 钢筋和混凝土资料的力学性能本 讲 详 细 内 容表3.6 预应力钢筋强度规范值N/mm2种类 符号 mm 钢绞线 13s 8.6、10.81860、1720、157012.91720、1570179.5、11.1、12.7186015.21860、1720消除应力钢丝 光面 螺旋肋 PH 4、51770、1670、157061670、15707、8、91570刻痕 I 5、71570热处置钢筋 40Si2MnHT 6147048Si2Mn8.245Si2Cr10注：钢绞线直径系指外接圆直径，即现行国家规范GB/T5224中的公称直径Dg； 光面钢丝直径为49m

37、m，螺旋肋钢丝直径为48mm。表3.9 预应力钢筋强度设计值N/mm2种类 符号 钢绞线 13s 186013203901720122015701110171860132039017201220消除应力钢丝 光面 螺旋肋 PH 177012504101670118015701110刻痕 I处置钢筋 40Si2MnHT 1470104040048Si2Mn45Si2Cr第一篇 建筑构造特点及其计算原理3 钢筋和混凝土资料的力学性能本 讲 详 细 内 容表3.7 钢筋弹性模量105N/mm2 序号 钢筋种类 1HPB235级钢筋 2.12HRB335级钢筋、 HRB400

38、级钢筋、RRB400级钢筋、热处置钢筋 2.03消除应力钢丝光面钢丝、螺旋肋钢丝、刻痕钢丝 2.054钢绞线 1.953钢材的强度设计值钢材的强度设计值等于钢材的屈服点除以钢材的抗力分项系数。钢材的抗力分项系数取为，Q235钢为1.087，Q345、Q390、Q420钢为1.111。 钢材强度设计值根据钢材厚度或直径按下表采用。钢材的强度设计值N/mm2钢 材 抗拉、抗压和抗弯 强度抗 剪 端面承压刨平顶紧 牌 号 厚度或直径 (mm)Q235钢 161640406060100 215205200190 125120115110 325Q345钢 161635355050100 3102952

39、65250180170155145 400Q390钢 161635355050100 350335315295205190180170 415Q420钢 161635355050100 380360340325220210195185440课程教案 第三讲章节第一篇 建筑构造特点及其计算原理2 建筑构造根本计算原理课时安排2学时授课时间2021年9月5日教学目的、要求分掌握、熟习、了解三个层次1、熟习三种荷载及四种荷载代表值的概念；2、掌握永久荷载、可变荷载代表值确实定方法；3、熟习构造的功能及其极限形状的含义；4、熟习作用效应和构造抗力的概念。教 学 内 容基 本 内 容一、构造上的作用：1

40、、作用的定义及其分类；2、荷载的代表值；二、作用效应与构造抗力。重 点永久荷载、可变荷载代表值；构造的功能及其极限形状的含义；难 点讨论、思索题、作业：思索题：构造设计的目的是什么？构造应满足那些功能要求？构造的设计基准年限是多少年？超越这个年限的构造是不是不能再运用了？可谓极限形状？构造的极限形状有哪几类？主要内容是什么？何谓构造可靠性及可靠度？何谓构造上的作用、作用效应？何谓构造抗力？授课类型请打：实际课 讨论课 实验课 练习课 其他教学过程设计请打：复习 授新课 安排讨论 布置作业教学方式请打：讲授 讨论 示教 指点 其他教学资源请打：多媒体 模型 实物 挂图 音像 其他第一篇 建筑构造

41、特点及其计算原理2 建筑构造根本计算原理本 讲 详 细 内 容一、构造设计的根本要求与极限形状 1、构造的平安等级 建筑物的重要程度是根据其用途决议的。不同用途的建筑物，发生破坏后所引起的生命财富损失是不一样的。GB50068-2001以下简称规定，建筑构造设计时，应根据构造破坏能够产生的后果危及人的生命、呵斥经济损失、产生社会影响等的严重性，采用不同的平安等级。根据破坏后果的严重程度，建筑构造划分为三个平安等级。建筑构造平安等级的划分应符合下表的要求。影剧院、体育馆和高层建筑等重要的工业与民用建筑的平安等级为一级，大量的普通工业与民用建筑的平安等级为二级，次要建筑的平安等级为三级。留念性建筑

42、及其他有特殊要求的建筑，其平安等即可根据详细情况另行确定。建筑构造的平安等级 平安等级 破坏后果 建筑物类型 一级 很严重 重要的房屋 二级 严重 普通的房屋 三级 不严重 次要的房屋 2、构造的设计运用年限 构造设计的目的是要使所设计的构造在规定的设计运用年限内能完成预期的全部功能要求。所谓设计运用年限，是指设计规定的构造或构造构件不需进展大修即可按其预定目的运用的时期。换言之，设计运用年限就是房屋建筑在正常设计、正常施工、正常运用和维护下所应到达的耐久年限。构造的设计运用年限应按下表采用。表1.2.2 构造的设计运用年限分类 类 别 设计运用年限年 示 例 15暂时性构造 225易于交换的

43、构造构件 350普通房屋和构筑物 4100留念性建筑和特别重要的建筑构造 3、构造的功能要求 建筑构造在规定的设计运用年限内应满足平安性、适用性和耐久性三项功能要求。第一篇 建筑构造特点及其计算原理2 建筑构造根本计算原理本 讲 详 细 内 容平安性指构造在正常施工和正常运用的条件下，能接受能够出现的各种作用；在设计规定的偶尔事件如剧烈地震、爆炸、车辆撞击等发生时和发生后，仍能坚持必需的整体稳定性，即构造仅产生部分的损坏而不致发生延续倒塌。 适用性指构造在正常运用时具有良好的任务性能。例如，不会出现影响正常运用的过大变形或振动；不会产生使运用者感到不安的裂痕宽度等。 耐久性指构造在正常维护条件

44、下具有足够的耐久性能，即在正常维护条件下构造可以正常运用到规定的设计运用年限。例如，构造资料不致出现影响功能的损坏，钢筋混凝土构件的钢筋不致因维护层过薄或裂痕过宽而锈蚀等。 构造的平安性、适用性和耐久性是构造可靠的标志，总称为构造的可靠性。构造可靠性的定义是，构造在规定时间内，在规定条件下，完成预定功能的才干。但在各种随机要素的影响下，构造完成的才干不能事先确定，只能用概率来描画。为此，我们引入构造可靠度的概念，即构造在规定时间内，在规定条件下，完成预定功能的概率。在这里，规定时间指设计运用年限；规定条件指正常设计、正常施工、正常运用和正常维护，不包括错误设计、错误施工和违反原来规定的运用情况

45、；预定功能指构造的平安性、适用性和耐久性。构造的可靠度是构造可靠性的概率度量，即对构造可靠性的定量描画。构造可靠度与构造运用年限长短有关。以构造的设计运用年限为计算构造可靠度的时间基准。该当留意，构造的设计运用年限虽与构造运用寿命有联络，但不等同。当构造的运用年限超越设计运用年限后，并不意味着构培育要报废，但其可靠度将逐渐降低。4.构造功能的极限形状构造能满足功能要求，称构造“可靠或“有效，否那么称构造“不可靠或“失效。区分构造任务形状“可靠与“失效的界限是“极限形状。因此，构造的极限形状可定义为：整个构造或构造的一部份，超越某一特定形状就不能满足设计规定的某一功能平安性、适用性、耐久性要求，

46、该特定形状称为该功能的极限形状。构造极限形状分为以下两类： 1承载才干极限形状这种极限形状对应于构造或构造构件到达最大承载才干或不适于继续承载的变形。承载才干极限形状主要思索关于构造平安性的功能。超越这一形状，便不能满足平安性的功能。当构造或构造构件出现以下形状之一时，即以为超越了承载才干极限形状：构造构件或衔接因资料强度不够而破坏；整个构造或构造的一部分作为刚体失去平衡如倾覆等图a；构造转变为机动体系(图b、c)；构造或构造构件丧失稳定如柱子被压曲等(图d)。第一篇 建筑构造特点及其计算原理2 建筑构造根本计算原理本 讲 详 细 内 容构造或构造构件一旦超越承载才干极限形状，将呵斥构造全部或

47、部分破坏或倒塌，导致人员伤亡或艰苦经济损失，因此，在设计中对一切构造和构件都必需按承载力极限形状进展计算，并保证具有足够的可靠度。 2正常运用极限形状正常运用极限形状对应于构造或构造构件到达正常运用或耐久性能的某项规定限值。超越这一形状，便不能满足适用性或耐久性的功能。当构造或构造构件出现以下形状之一时，即以为超越了正常运用极限形状：影响正常运用或外观的变形；影响正常运用或耐久性能的部分损坏包括裂痕；影响正常运用的振动；影响正常运用的其他特定形状等。虽然超越正常运用极限形状的后果普通不如超越承载才干极限形状那样严重，但也不可忽视。例如过大的变形会呵斥房屋内粉刷层剥落，门窗变形，屋面积水等后果；

48、水池和油罐等构造开裂会引起渗漏等等。工程设计时，普通先按承载力极限形状设计构造构件，再按正常运用极限形状验算。二、构造上的作用、作用效应和构造抗力绪论中已述及，构造上的作用可分为直接作用和间接作用。其中直接作用即习惯上所说的荷载，它是指施加在构造上的集中力或分布力系。1、荷载分类： 按随时间的变异，构造上的荷载可分为以下三类：1永久荷载恒荷载 永久荷载亦称恒荷载，是指在构造运用期间，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，如构造自重、土压力、预应力等。第一篇 建筑构造特点及其计算原理2 建筑构造根本计算原理本 讲 详 细 内 容2可变荷载活荷载 可变荷载也称为活荷载，是指在构

49、造运用期间，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偶尔荷载 在构造运用期间不一定出现，而一旦出现，其量值很大且继续时间很短的荷载称为偶尔荷载，如爆炸力、撞击力等。2、荷载的代表值：荷载是随机变量，任何一种荷载的大小都有一定的变异性。因此，构造设计时，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。GB50009-2001以下简称规定， 对永久荷载应采用规范值作为代表值；对可变荷载应根据设计要求采用规范值、组合值、频遇值或准永久值作为代表值；对偶尔荷载应按建筑构造运用的特点确定其代表值。本书仅引见

50、永久荷载和可变荷载的代表值。 1荷载规范值 作用于构造上荷载的大小具有变异性。例如，对于构造自重等永久荷载，虽可事先根据构造的设计尺寸和资料单位分量计算出来，但施工时的尺寸偏向，资料单位分量的变异性等缘由，致使构造的实践自重并不完全与计算结果相吻合。至于可变荷载的大小，其不定要素那么更多。荷载规范值就是构造在设计基准期内具有一定概率的最大荷载值,它是荷载的根本代表值。这里所说的设计基准期，是为确定可变荷载代表值而选定的时间参数，普通取为50年。 永久荷载规范值 永久荷载主要是构造自重及粉刷、装修、固定设备的分量。由于构造或非承重构件的自重的变异性不大，普通以其平均值作为荷载规范值，即可按构造构

51、件的设计尺寸和资料或构造构件单位体积或面积的自重规范值确定。对于自重变异性较大的资料，在设计中应根据其对构造有利或不利的情况，分别取其自重的下限值或上限值。常用资料和构件的单位自重见。现将几种常用资料单位体积的自重单位kN/m3摘录如下：混凝土2224，钢筋混凝土2425，水泥砂浆20，石灰砂浆、混合砂浆17，普通砖18，普通砖机器制19，浆砌普通砖砌体18，浆砌机砖砌体19。 例如，取钢筋混凝土单位体积自重规范值为25 kN/m3，那么截面尺寸为200500mm的钢筋混凝土矩形截面梁的自重规范值为0.20.525=2.5kN/m。第一篇 建筑构造特点及其计算原理2 建筑构造根本计算原理本 讲

52、 详 细 内 容 可变荷载规范值 民用建筑楼面均布活荷载规范值及其组合值、频偶值和永久值系数应按表2.1、表2.2采用。思索到构件的负荷面积越大，楼面每1m2面积上活荷载在同一时辰都到达其规范值的能够性越小，因此，规定，设计楼面梁、墙、柱及根底时，表2.3中的楼面活荷载规范值在以下情况下应乘以规定的折减系数：1) 设计楼面梁时的折减系数 第11项当楼面梁从属面积超越25m2时，应取0.9； 第127项当楼面梁从属面积超越50m2时应取0.9； 第8项对单向板楼盖的次梁和槽形板的纵肋应取0.8；对单向板楼盖的主梁应取0.6；对双向板楼盖的 梁应取0.8。 第912项应采用与所属房屋类别一样的折减

53、系数。 2) 设计墙、柱和根底时的折减系数 第11项应按表1.1.2规定采用； 第127项采用与其楼面梁一样的折减系数； 第8项对单向板楼盖取0.5；对双向板楼盖取0.8； 第912项采用与所属房屋类别一样的折减系数。表2.3 活荷载按楼层的折减系数墙、柱、根底计算截面以上的层数 123456892020计算截面以上各楼层活荷载总和的折减系数 1.00(0.9)0.850.700.650.600.55注：当楼面梁的从属面积超越25m2时，采用括号内的系数。2可变荷载准永久值 可变荷载在设计基准期内会随时间而发生变化，并且不同可变荷载在构造上的变化情况不一样。如住宅楼面活荷载，人群荷载的流动性较

54、大，而家具荷载的流动性那么相对较小。在设计基准期内经常到达或超越的那部份荷载值总的继续时间不低于25年，称为可变荷载准永久值。它对构造的影响类似于永久荷载。可变荷载准永久值可表示为qk ，其中k为可变荷载规范值，q为可变荷载准永久值系数。q的值见表2.1、表2.2。 例如住宅的楼面活荷载规范值为2kN/m2，准永久值系数q=0.4，那么活荷载准永久值为20.4=0.8 kN/m2。 第一篇 建筑构造特点及其计算原理2 建筑构造根本计算原理本 讲 详 细 内 容3可变荷载组合值 两种或两种以上可变荷载同时作用于构造上时，一切可变荷载同时到达其单独出现时能够到达的最大值的概率极小，因此，除主导荷载

55、产生最大效应的荷载仍可以其规范值为代表值外，其他伴随荷载均应以小于规范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2.1、表2.2查取。 4可变荷载频遇值 对可变荷载，在设计基准期内，其超越的总时间为规定的较小比率或超越频率为规定频率的荷载值称为可变荷载频遇值。换言之，可变荷载频遇值是指在设计基准期内被超越的总时间仅为设计基准期一小部份的荷载值。 可变荷载频遇值可表示为fk。其中f为可变荷载频遇值系数，其值按表2.1、表2.2查取。表2.1 民用建筑楼面均布活荷载规范值及其组合值、频偶值和永久值系数项 次类 别规范值 (kN/m

56、2)组合值系数c频偶值系 数f准永久值系数q11住宅、宿舍、旅馆、办公楼、医院病房、托儿所、幼儿园 2教室、实验室、阅览室、会议室、医院门诊室 2.00.70.50.60.40.52食堂、办公楼中的普通资料档案室 2.50.70.60.531礼堂、剧场、影院、有固定座位的看台 2公共洗衣房 3.03.00.70.70.50.60.30.541商店、展览厅、车站、港口、机场大厅及其旅客等候室 2无固定座位的看台 3.53.50.70.70.60.50.50.351健身房、上演舞台 2舞厅 4.04.00.70.70.60.60.50.361书库、档案室、贮藏室 2密集柜书库 5.012.00.9

57、0.90.87通风机房、电梯机房 7.00.90.90.88汽车通道及停车库: 1单向板楼盖板跨不小于2m 客 车 消防车 2双向板楼盖和无梁楼盖柱网尺寸不小于6m6m 客 车 消防车 4.035.02.520.00.70.70.70.70.70.70.70.70.60.60.60.69厨房:1普通的 2餐厅 2.04.00.70.70.60.70.50.710浴室、厕所、盥洗室： 1第1项中的民用建筑 2其他民用建筑 2.02.50.70.70.50.60.40.511走廊、门厅、楼梯： 1宿舍、旅馆、医院病房、托儿所、幼儿园、住宅 2办公楼、教室、餐厅、医院门诊部 3消防疏散楼梯、其他民用

58、建筑 2.02.53.50.70.70.70.50.60.50.40.50.312阳台： 1普通情况 2当人群有能够密集时 2.53.50.70.60.5注：本表所列各项活荷载适用于普通运用条件，当运用荷载大时，应按实践情况采用。 本表各项荷载不包括隔墙自重和二次装修荷载。 表2.2 屋面均布活荷载 项次 类别 规范值kN/m2 组合值系数c 频偶值系数f 准永久值系数q 1不上人的屋面 0.50.70.502上人的屋面 2.00.70.50.43屋顶花园 3.00.70.60.5注： 不上人的屋面，当施工荷载较大时，应按实践情况采用； 上人的屋面，当兼作其他用途时，应按相应楼面活荷载采用；

59、对于因屋面排水不畅、堵塞等引起等积水荷载，应采取构造措施加以防止；必要时，应按积水的能够深度确定屋面活荷载； 屋顶花园活荷载不包括花圃土石等资料自重。课程教案 第四讲章节第一篇 建筑构造特点及其计算原理2 建筑构造根本计算原理课时安排2学时授课时间2021年9月8日教学目的、要求分掌握、熟习、了解三个层次1、熟练掌握并运用概率极限形状适用设计表达式；2、熟习构造功能函数、可靠度与失效概率；3、熟习构造的可靠目的、目的可靠目的及平安等级；4、了解耐久性的规定。教 学 内 容基 本 内 容一、功能函数和极限形状方程。二、构造可靠度与失效概率。三、构造构件的可靠目的、目的可靠目的及失效概率。四、承载

60、才干极限形状表达式。五、正常运用极限形状设计表达式。重 点极限形状运用设计表达式难 点讨论、思索题、作业：思索题：构造的功能函数？何谓可靠目的与失效概率？两者之间的关系？何谓目的可靠目的及构造平安等级？试阐明荷载规范值与设计值之间的关系，荷载分项系数如何取值？承载才干极限形状表达式是什么，试阐明表达式中个符号的意义？试述在正常运用极限形状计算时，根据不同的设计要求，应采用那些荷载组合？授课类型请打：实际课 讨论课 实验课 练习课 其他教学过程设计请打：复习 授新课 安排讨论 布置作业教学方式请打：讲授 讨论 示教 指点 其他教学资源请打：多媒体 模型 实物 挂图 音像 其他第一篇 建筑构造特点