建筑结构重点整理

建筑结构重点整理绪论1、混凝土结构定义：主要以混凝土材料，并根据需要配置钢筋、预应力筋、钢骨、钢管等，作为主要承重材料的结构，均可称为混凝土结构2、混凝土结构的特点：优点（1）易于就地取材；（2）强度较高、节约钢材；（3）耐久性和耐火性较好；（4）可模性好；（5）现浇混凝土结构的整体性好。缺点：（1）自重大，现浇时耗费模板多；（2）抗裂性差；（3）施工复杂，工序多，工期长，施工受季节、天气的影响较大。3、砌体结构:是由板块和砂浆砌筑而成的墙、柱作为建筑物的主要受力构件的结构。特点：优点（1）就地取材⑵造价低廉（3）耐火性能好⑷容易施工（5）良好的保温隔热节能隔音性能。缺点：（1）自重大（2）强度低（3）抗震性能差。第一章1、永久荷载:结构使用期间，其值不随时间变化，或其变化与平均值相比可忽略不计。如结构自重、土壤压力等。2、可变荷载：结构使用期间，其值随时间变化，且其变化与平均值相比不可忽略。如人群、家具、吊车荷载、风荷载、雪荷载等。3、（1）荷载标准值：是可变荷载的基本代表值。结构在使用期间内，在正常情况下可能出现的最大荷载值。。（2）荷载组合值：（课件）可变荷载标准值乘以荷载组合值系数。当结构承受两种或两种以上的活荷载，且承载能力极限状态按基本组合设计或正常使用极限状态荷载标准组合设计时，考虑到它们同时达到最大值的可能性较小，因此将它们的标准值乘以一个小于或等于1的组合系数。（3）荷载准永久值：（书）正常使用极限状态按准永久组合和按频域组合设计采用的一种可变荷载代表值。（课件）可变荷载标准值乘以荷载准永久值系数。可变荷载中在整个设计基准期内出现的频率比较大，持续时间比较长的那部分荷载值。第二章1、结构的功能满足的要求：安全性，耐久性，实用性。2、结构功能的极限状态定义：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，这一特定状态称为该功能的极限状态。3、承载能力极限状态：超过该极限状态，结构就不能满足预定的安全性功能要求。当结构或结构构件出现下列状态之一时，即认为超过了承载能力极限状态：•结构构件或连接因材料强度不够而破坏；•整个结构或结构的一部分作为刚体失去平衡（如倾覆等）；•结构转变为机动体系；•结构或结构构件丧失稳定（如柱子被压曲等）4、正常使用极限状态：超过该极限状态，结构就不能满足预定的适址和耐久性的功能要求。当结构或结构构件出现下列状态之一时，即认为超过了正常使用极限状态：•影响正常使用或外观的变形；•影响正常使用或耐久性能的局部损坏（包括裂缝）；•影响正常使用的振动；•影响正常使用的其他特定状态等。第三章1、混凝土的抗压强度（1）混凝土的立方体强度立方体抗压强度：按照标准方法制作的边长为150mm立方体试件，在28d（天）龄期，用标准试验方法测得的具有95%保证率的抗压强度称立方体抗压强度，用符号f表示。是混凝土强度的基本代表值，其他强度可由它换算得到。（2）混凝土强度等级：从C15〜C80共划分为14个强度等级，级差为5N/mm2。C15,C20,C25,C30,C35,C40,C45,C50,C55,C60,C65,C70,C75,C80共14级。C50以上为高强混凝土。2、混凝土轴心抗压强度：按照标准方法制作养护的截面为150mm*150mm，高度f为600mm的棱柱体，经过28d龄期，用标准实验法测得的抗压强度，用符号c表示。3、轴心抗拉强度：两端预埋直径20mm变形钢筋，钢筋应与试件的轴线重合，实验时，将拉力机的夹具加紧试件两端钢筋，使试件均匀受拉。当试件破坏时，试件截面上的拉应力就是轴心抗拉强度，用符号ft表示。4、混凝土的收缩和徐变。（1）混凝土的收缩：混凝土在空气中硬化时体积会缩小，这种现象称为混凝土的收缩。影响因素1）水泥用量多、水灰比越大，收缩越大；2）强度高的水泥制成的混凝土构件收缩大；3）骨料弹性模量高、级配好，收缩就小；4）在结硬过程中养护条件好，收缩就小；5）干燥失水及高温环境收缩大，使用环境湿度大收缩小；6）混凝土振捣密实，收缩小；7）小尺寸构件收缩大，大尺寸构件收缩小（2）混凝土的徐变：混凝土在长期不变荷载的作用下，沿作用方向随时间而产生的塑性变形称为徐变。影响因素：1）水泥用量越多，水灰比越大，徐变越大；2）增加混凝土骨料的含量，徐变减小；3）养护条件好，水泥水化作用充分，徐变就小；4）构件加载前，混凝土的强度越高，徐变就愈小；5）构件截面的应力越大，徐变就越大。5、受拉钢筋的基本锚固长度公式d-钢筋直径fy-普通钢筋强度设计值ft-混凝土轴心抗拉强度a-钢筋外形系数第四章1、适筋破坏一塑性破坏或延性破坏钢筋配置适量破坏特征：受拉钢筋先屈服，然后受压区混凝土压坏，中间有一个较长的破坏过程，有明显预兆，“塑性破坏”，破坏前可吸收较大的应变能。超筋破坏一脆性破坏钢筋配置过多，将发生这种破坏破坏特征：破坏时钢筋没有达到屈服强度，破坏是由于压区混凝土被压碎引起，没有明显预兆，为脆性破坏。超筋梁虽配置过多的受拉钢筋，但由于其应力低于屈服强度，不能充分发挥作用，造成钢材的浪费。这不仅不经济，且破坏前无明显预兆，故设计中不允许采用这种梁。在设计时通过限制最大配筋率来避免这种破坏。即：p<pmaxp——最大配筋率，即适筋梁与超筋梁的界限配筋率max少筋破坏一脆性破坏钢筋配置过少，将发生这种破坏，构件承载力很低，同素混凝土梁。破坏特征：构件一开裂，裂缝急剧开展，钢筋由于突然增大的应力而屈服，构件立即破坏，同素混凝土梁。破坏前无明显预兆，破坏突然，为脆性破坏。在设计时应避免，通过限制最小配筋率来保证不发生这种破坏，即满足：p>p,或A>pbhminsmin当p>p超筋破坏□max当p<p少筋破坏□min当pV=pV=pminmax适筋破坏4、适筋受弯构件正截面破坏过程可分为三个阶段。第一阶段：从开始加载至混凝土开裂前；可作为受弯钢筋抗裂验算依据。第二阶段：从截面开裂到钢筋屈服；可作为受弯构件裂缝宽度验算依据。第三阶段：从钢筋屈服到构件破坏；可作为受弯构件正截面承载力计算依据。5、p=p时的破坏形态为受压区边缘混凝土达到极限压应变和受拉钢筋屈服同时发生，因此4称为界限相对受压区高度。b界限破坏时的相对受压区高度&=Xb=。1bhfEs气当界限破坏时Mb和P=PmM，得到最大配筋率Pmax=&6、斜截面受剪破坏主要有三种破坏形态:斜压破坏剪跨比很小(宛1)，或箍筋较多■破坏特征：首先在荷载作用点与支座间梁的腹部出现若干条平行的斜裂缝，随着荷载的增加，梁腹被这些斜裂缝分割为若干斜向“短柱”，最后因短柱混凝土被压碎而破坏。■破坏性质：脆性（2）斜拉破坏（人>3）剪跨比较大（A>3）且腹筋比较少时■破坏特征：一旦出现斜裂缝，迅速向受压区斜向伸展，形成临界斜裂缝，承载力急剧下降以致破坏。破坏是由于混凝土（斜向）拉坏引起的，承载力低。■破坏性质：脆性（3）剪压破坏（1<或<3）剪跨比中等（1<X<3），且腹筋配置适中■破坏特征：随荷载的增加，出现斜裂缝，最后形成一条临界裂缝，裂缝逐渐向集中荷载作用点处延伸，形成剪压区高度不断减小，在剪压区由于混凝土受剪力和压力的共同作用，达到混凝土的复合受力下的强度，混凝土被压碎发生破坏，破坏有一定预兆。由于这种破坏是由于剪压面上混凝土压碎引起的破坏，故称剪压破坏。■破坏性质：脆性斜截面受剪承载力计算应以剪压破坏形态为依据。防止：梁的配箍量不得超过最大配箍量，以免形成斜压破坏；规定最小配箍量，以防止发生斜拉破坏。7、剪跨比人一一计算截面的弯矩与该截面的剪力及h乘积的比值0对集中荷载简支梁：人=£h0第五章1、偏心受压构件分为大偏心受压构件和小偏心受压构件。

区分:区分:y匕uEs•x一…当&=f<&b时，为大偏心受压破坏0、X当&=f>&b时，为小偏心受压破坏0大小偏心受压构件的本质区别是：受压区钢筋是否屈服。大偏心受压破坏♦截面受拉侧混凝土较早出现裂缝，A的应力随荷载增加发展较快，首先达到s屈服。♦此后，裂缝迅速开展，受压区高度减小♦最后受压侧钢筋A'受压屈服，压区混凝土压碎而达到破坏。s破坏始于受拉钢筋屈服，然后压区混凝土压碎，一般受压钢筋也能达到屈服。这种破坏具有明显预兆，变形能力较大，破坏特征与配有受压钢筋的适筋梁相似，承载力主要取决于受拉侧钢筋。♦形成这种破坏的条件是：偏心距e较大，且受拉侧纵向钢筋配筋率合适，通0常称为大偏心受压。是延性破坏小偏心受压破坏虽然相对偏心距e/h较大，但受拉侧纵向钢筋配置较多时或当相对偏心距e/h0000较小时，构件截面大部分或全部受压，截面的破坏都是由于受压区混凝土达到极限应变被压碎，截面距轴向压力较近一侧的钢筋达到受压屈服强度所致，而构件截面另一侧的钢筋应力，无论是受拉还是受压均较小，都达不到屈服强度。第八章1、在受弯构件挠度计算中，最小刚度原则：在等截面构件中，可假定各同号弯矩区段内的刚度相等，并取用该区段内最大弯矩处的刚度，即最小刚度。2、裂缝平均间距的数值主要与三个因素有关系:（1）混凝土受拉区面积的大小（2）混凝土保护层c的大小（3）钢筋与混凝土之间的粘结作用。第九章1、概念：预应力混凝土构件是指，由配置受力的预应力筋，通过张拉或其他方法建立预加应力的混凝土构件。预应力混凝土的基本原理在结构承受荷载之前，在可能开裂的部位，预先人为施加压应力，以抵消或减小由外荷载产生的拉应力，从而使构件在正常使用荷载作用下不开裂或减小裂缝宽度。2、预应力混凝土构件的优缺点：优点：（1）可提高构件的抗裂度；（2）可充分发挥高强度钢筋和高强度混凝土的作用；（3）由于提高了构件的抗裂度，从而构件的刚度也获得了提高（4）改善了混凝土结构的受力性能，为大跨度混凝土结构的应用提供了可能性;（5）卸载后的结构变形和裂缝可恢复。缺点：（1）需要增设施加预应力的设备、制作技术要求较高，施工周期较长；（2）设计计算比普通钢筋混凝土构件复杂；（3）较普通钢筋混凝土构件延性差些。3、先张法和后张法先张法：首先在台座或钢模内张拉钢筋，然后浇筑混凝土的一种施工方法。后张法：先浇筑混凝土构件，然后直接在构件上张拉预应力筋的一种施工方法。先张法特点：生产工序少，工艺简单，施工质量易保证，在构件上不需要设置永久性锚具，生产成本较低；台座愈长，一次生产的构件数量也愈多。先张法适合于工厂生产中、小型的预应力混凝土构件。后张法特点：不需要台座，构件可在工厂预制，也可以现场施工，所以应用比较灵活，但对构件施加预应力需逐个进行，操作较麻烦。此外，锚具用钢量较多，又不能重复使用，因此成本较高，后张法适应于运输不方便的大型预应力混凝土构件。4、预应力损失（课件）概念:钢筋的张拉控制应力，从开始张拉全构件使用，由于张拉工艺和材料特性等原因将不断降低，这种预应力降低的现象称为预应力损失。（1）锚部损失（2）摩擦损失（3）混凝土收缩徐变引起的损失（4）松弛损失（5）温差损失（6）弹性压缩损失。第十章1、肋形楼盖：由板、主梁、次梁组成的楼盖。2、楼面荷载在在板、主梁、次梁之间的传递路线：板-主梁-次梁3、单向板和双向板：n=L2/L1<=2时，称为双向板；当n>=3为单向板；当2<n<3,宜按双向板计算，也可按单向板计算。单向板单向配置受力钢筋，另一个方配置分布钢筋；双向板双向配置受力钢筋。4、计算钢筋混凝土连续梁（板）内力的方法:（1）弹性理论计算法（2）考虑塑性内力重分布的计算法5、按弹性方法计算活荷载不利布置的原则（控制截面最大内力的荷载组合原则）：1）求某跨跨内最大正弯矩时，应在该跨布置活荷载，然后向其左右，每隔一跨布置活荷载；2）求某跨跨内最大负弯矩时（即最小弯矩），该跨不应布置活荷载，而在两相邻跨布置活荷载，然后每隔一跨布置；3）求某支座最大负弯矩时，应在该支座左右两跨布置活荷载，然后每隔一跨布置；4）求某支座截面最大剪力，其活荷载布置与求该支座最大负弯矩时的布置相同。6、塑性铰：书p220从钢筋屈服到混凝土被压碎截面不断绕中和轴转动类似于一个铰由于此铰是在截面发生明显的塑性形变后形成的故称其为塑性铰（百度的）第十一章1、砌体结构：砖砌体、砌块砌体、石砌体2、按原材料成分，砂浆的分类：（1）普通砂浆：a水泥砂浆b混合砂浆c石灰砂浆（非水泥砂浆）（2）专用砌筑砂浆3、为什么砖柱体抗压强度远小于砖的抗压强度？由于水平缝内砂浆层不均，有薄有厚，每块砖与砂浆并非全面接触，而是支撑在凹凸不平的砂浆层上，这样，使砖在轴心受压的砌体中实际处于受弯受剪和局部受压的复杂受力状态，在竖向压力作用下，由于砖在自由状态下横向应变小于砂浆的应变，砌体在砂浆粘结力与摩擦力的影响下，砖将阻止水平灰缝砂浆层的横向变形，因此，砖在砌体中还处于受拉状态。由上可见，砖体中的砖处于竖向压缩、弯曲、剪切、局部受压及横向受拉的复杂应力状态。由于砖石脆性材料，它的抗弯、抗剪、抗拉强度很低，所以，砖体在远小于砖的抗压强度时就开始产生裂缝。随着不断加载，裂缝继续扩展，使砖体形成半砖小柱，最后由小柱失稳而使构件破坏。4、影响砌体抗拉强度的因素：a板块和砂浆的强度等级b板块的尺寸c砂浆的流动性及砌体灰缝的饱满程度d组砌方式第十二章1、偏心受压构件承载力计算公式N<甲fAN一轴向力设计值；平一一高厚比。和轴向力的偏心距e对受压构件承载力的影响系数，可查《砌体结构设计规范》（GB50003—2011）附录D的附表或按公式计算；f——砌体抗压强度设计值（注意有些情况需要进行修正）；A一截面面积，对各类砌体均可按毛截面计算。P受压构件的高厚比2、高厚比：墙、柱的高厚比等于墙、柱计算高度与墙厚或柱的短边尺寸之比对于矩形截面：RH。=*对于T型截面RHP=YPh°TH——受压构件的计算高度，可查表；h0一矩形截面偏心力方向的边长，当为轴心受压时，为截面的短边尺寸；h——T形截面的折算厚度，Ti——回转半径。第十三章1、混合结构承重体系分类a横墙承重体系：适用于横墙较多，房间开间较小的建筑。如住宅宾馆。横墙承重体系是由横墙直接承受屋面、楼面荷载的结构承重体系。其传力过程：荷载一板一横墙一基础一地基横墙承重体系的特点是：（1）房屋横向刚度较大，整体性较好。（2）楼盖结构较简单，便于施工，楼盖的材料用量较少，但墙体的用料较多。（3）外纵墙不承重，便于设置较大的门窗。b纵墙承重体系：适用于房间较大，横墙较少的建筑。如教学楼医院多层厂房。纵墙承重体系是由纵墙直接承受屋（楼）面荷载的结构承重体系。其传力过程：荷载一板一梁（屋架）一纵墙一基础一地基。、纵墙承重体系的特点是：（1）横墙较少，建筑平面布置较灵活，但纵墙承受的荷载较大，往往要设扶壁柱，且门窗尺寸和布置受到一定的限制。（2）房屋的横向刚度较横墙承重体系差。（3）楼盖跨度较大、用料较多，但墙体用料较少，且房屋的有效空间也较少。c纵横墙混合承重体系纵横墙承重体系是由纵墙和横墙混合承受屋（楼）面荷载的结构体系。这种体系兼有前述两种承重体系的特点，能适应房屋平面布置的多种变化，更为满足建筑功能要求。如点式住宅楼通常采用这种承重体系。2、刚性方案、弹性方案、刚弹性方案a、刚性方案：房屋的空间刚度比较大，在水平荷载作用下，房屋的位移比较小，可视墙、柱顶端水平位移为0。在内力计算时，可将墙体视为一竖向的梁，楼盖和屋盖为该梁的不动铰支座，下端嵌固于基础。一般多层砌体房屋属此种方案。b、弹性方案：房屋的空间刚度比较小，在荷载作用下位移比较大，内力计算时，按屋架与墙柱铰接的、不考虑空间工作的排架或框架计算内力。一般单层厂房、仓库、礼堂、食堂多属此种方案。c、刚弹性方案：房屋的空间刚度介于上述两者之间，在荷载作用下，房屋的位移不能忽略不计，在内力计算时按屋架、大梁与墙（柱）铰接并考虑空间工作的排架或框架计算（增加弹性支座）3、矩形截面墙、柱高厚比验算第十四章（P349）14-1什么是基本烈度和设防烈度？它们是怎样确定的？基本烈度：一个地区的基本烈度是该地区在今后50年期限内，在一般场地条件下可能遭遇超越概率为10%的地震烈度。确定：《中国地震烈度区划图》给出了全国各地地震基本烈度的分布，编制地震烈度区划图分两步进行：一、确定地震危险区，即