建筑结构复习资料

建筑结构课程学习指导书(配套教材：《建筑结构》)□课程的性质和任务建筑结构是一门专业根底课。通过该门课程的学习，学生能够掌握建筑结构的设计原理、设计方法，并能进行一般的常用结构和构件的设计。该门课程是一门理论性与实践性都较强的课程，课程的学习应在加强根本理论的指导下，掌握设计原理，完成建筑结构设计，再以实践充实理论。课程内容与根本要求课程主要内容包括建筑结构概论、混凝土结构构件、砌体结构和钢结构、钢筋混凝土结构和地基根底、建筑结构抗震设计等五局部。本课程的教学以最新的国家标准《GB50068-2001建筑结构可靠度设计统一标准》及相应的荷载标准、结构设计标准为依据，以房屋建筑中的钢筋混凝土结构为根本内容，要求学生掌握房屋建筑中的三大结构〔钢筋混凝土结构、砌体结构、钢结构〕的设计原理和设计方法，了解建筑结构的选型、地基根底、抗震设计的根本知识。□学习材料根本教材《建筑结构》〔熊丹安、鄢丽华、熊海燕等主编，华南理工大学2003年4月第2版〕《建筑结构概念与设计》〔王心田主编，天津大学出版社2004年7月第1版〕参考书籍a.《GB50068-2001建筑结构可靠度设计统一标准》北京：中国建筑工业出版社，2001b．《多层砌体房屋结构设计》上海科学技术出版社，林宗凡，1999年c．《钢结构根本原理》中国建筑工业出版社，沈祖炎，2000年□学习方法课程特点及学习注意《建筑结构》是一门专业根底课，课程的实践性很强，只有在学习中密切联系实际，才能真正掌握这门课程当中遇到的知识。要很好的掌握本课程的内容，除了认真观看教学录像以及阅读课本之外，认真地完成练习题也是一个必不可少的环节，同时还要注重建筑结构构件设计的训练。学习《建筑结构》，需具备先修课程《结构力学》、《材料力学》、《理论力学》、《建筑材料》等知识，并进行系统的学习。由于作者思路不同，表达详略不同，举例不同，学生可同时阅读参考几本书进行学习是比拟好的方法，这样可以开拓思路、加深理解，对难点的理解特别有效。阅读学习指导书学习指导书将学习内容划分为结构相似的5个局部。在学习的过程中，要学会运用已稳固的知识去解决实际问题。阅读教材各章教材最好能先阅读两遍，即粗读和细读。每一章开始学习时，先阅读学习指导书的内容提要，对该章将要讨论的问题有初步印象，而后结合学习方法指导，第一遍通读教科书，努力对所研究的每一个问题均能分别建立起整体概念，即对于问题的性质和提法，分析问题的理论根据和关键所在，力求能有清晰的概念，对分析问题的细节以及对结论的理解如不能深透，可不勉强，留待第二遍细读时解决。第二遍细读时努力做到深透理解各章节内容的根本原理、重要规那么和分析问题的方法，各章节之间的联系等。在第一遍通读时未搞懂的问题这次要搞懂，必要时复习一下与先修课程有关局部的内容。第二遍细读后，根据学习指导书中所列该章内容提要和学习方法指导，检查一遍是否对该章主要内容已能清楚掌握，如个别地方尚有疑问，需针对这局部再学习。不能搞懂的内容，应及时在讨论或书信中请教师答疑。作笔记为了使自己容易记住和掌握所学内容，以及培养独立工作能力和便于复习，在阅读教材的同时，最好能作简要的笔记。笔记的详简程度根据自己的忙闲而定，一般不必太详细，以免花去过多时间而影响深入学习。在遇到难点时，最好能联系实际做记录。作笔记时可随手记下阅读中所发生的问题，以便用书面或口头向教师提出，请求答疑。□学习内容与学时安排学时第一篇建筑结构概论1绪论1.1建筑和结构的关系1.2建筑结构的根本要求1.3建筑结构的分类和选型2建筑结构的设计标准和设计方法2.1设计基准期和设计使用年限2.2结构的功能要求、作用和抗力2.3结构的可靠度理论和极限状态设计法2.4结构设计的一般内容3结构材料的力学性能及选用3.1建筑钢材3.2混凝土3.3钢筋与混凝土的相互作用——粘结力第二篇混凝土结构构件4钢筋混凝土轴心受拉构件4.1轴心受拉构件的受力特点4.2轴心受拉构件的承载力计算4.3轴心受拉构件的裂缝宽度计算5钢筋混凝土受弯构件5.1概述5.2钢筋混凝土受弯构件的一般构造要求5.3受弯构件正截面性能的实验研究5.4单筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算5.5双筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算5.6T形截面受弯构件正截面承载力计算5.7受弯构件斜截面破坏的主要形态5.8受弯构件斜截面的受剪承载力计算5.9受弯构件中的裂缝宽度和挠度验算6钢筋混凝土受压构件6.1受压构件的分类及构造要求6.2轴心受压构件正截面受压承载力6.3偏心受压构件的受力性能6.4矩形截面偏心受压构件正截面受压承载力计算6.5对称配筋I形截面偏心受压构件配筋计算6.6偏心受压构件斜截面受剪承载力7钢筋混凝土受扭构件7.1钢筋混凝土纯扭构件的受力性能7.2矩形截面剪扭构件承载力7.3矩形截面弯扭构件承载力7.4弯、剪、扭构件承载力计算7.5受扭构件的构造要求8钢筋混凝土梁板结构8.1概述8.2整浇楼〔屋〕盖的受力体系8.3单向板肋形楼盖的设计计算8.4双向板肋形楼盖按弹性理论的计算方法8.5楼梯的计算9多层钢筋混凝土框架结构9.1多层框架的结构布置9.2杆件的截面尺寸和框架计算简图9.3竖向荷载作用下的内力近似计算——分层法9.4水平荷载作用下的内力计算——反弯点法和D值法9.5水平荷载作用下侧移的近似计算9.6框架的荷载组合及内力组合9.7框架梁柱的截面配筋第三篇砌体结构10砌体和砌体构件10.1砌体材料和砌体力学性能10.2无筋砌体构件的承载力计算10.3配筋砌体构件简介11混合结构房屋11.1房屋的结构布置和静力计算方案11.2墙柱的高厚比验算和一般构造要求11.3刚性方案房屋的墙体计算11.4圈梁、过梁和挑梁第四篇钢结构及建筑地基根底12钢结构简介12.1钢结构的材料和钢结构的特点12.2钢结构构件12.3钢结构的连接13建筑地基根底13.1根本规定13.2地基计算13.3无筋扩展根底13.4柱下钢筋混凝土独立根底第五篇建筑抗震设计根本知识14地震作用和结构的抗震验算14.1地震简介14.2抗震设计的根本要求14.3地震作用计算14.4结构的自振周期15多层砌体结构房屋的抗震设计15.1一般规定15.2多层粘土砖房的抗震构造规定15.3多层砌体房屋抗震计算要点16多层框架结构的抗震设计16.1框架抗震设计的一般规定16.2框架截面的抗震设计16.3抗震框架的一般构造要求第一篇建筑结构概论1.1概述本篇主要讲授建筑结构分类和选型、建筑结构的设计标准和设计方法、结构材的力学性能及选用等方面的知识考核知识点建筑结构的根本要求建筑结构的分类建筑结构的选型设计基准期和设计使用年限的概念结构的功能要求、作用和抗力的概念概率极限状态的概念及分类极限状态设计表达式结构材料〔钢材、混凝土〕的力学性能钢筋和混凝土能相互作用的原因1.1.2重点1.设计基准期和设计使用年限的概念；2.结构的功能要求、作用和抗力的概念；3.概率极限状态的概念及分类；4.结构材料〔钢材、混凝土〕的力学性能；5.钢筋和混凝土能相互作用的原因1.1.5难点1．极限状态设计表达式1.2学习指导1.2.1建筑结构分类和结构选型◆建筑结构的根本要求：平衡、稳定、承载能力、适用、经济、美观◆建筑结构的分类按材料分：混凝土结构、砌体结构、钢结构、木结构等。按受力特点和构造分：混合结构、排架结构、框架结构、剪力墙结构等。◆结构选型不同结构体系的房屋在选型时，要注意其相应的原那么。1.2.2建筑结构设计标准和设计方法◆设计基准期结构设计所采用的荷载统计参数、与时间有关的材料性能取值，都需要选定一个时间参数，它就是设计的基准期。我国所采用的设计基准期为50年◆设计使用年限设计使用年限是设计规定的一个时期。在这一规定时期内，房屋建筑正常设计、正常施工、正常使用和维护下不需要进行大修就能按其预定的目的使用。◆结构的功能要求平安性、适用性、耐久性。◆作用、作用效应和抗力作用：指施加在结构上的集中力或分布力〔直接作用，即荷载〕以及引起结构外加变形或约束变形的原因〔间接作用〕。作用效应：由作用引起的结构或结构构件的反响，如内力、变形和裂缝等，称为作用效应。它也具有随机性。抗力：结构或结构构件承受作用效应的能力成为抗力。三者都具有随即性。◆结构的可靠性和可靠度可靠性：指结构在规定的时间内，在规定的条件下完成预定功能的能力。可靠度：结构在规定的时间内〔结构的设计使用年限〕、在规定的条件下〔正常设计、正常施工、正常使用条件，不考虑人为过失的影响〕，完成预定功能的概率.是对结构可靠性的定量描述。◆概率极限状态设计法〔1〕极限状态：整个结构或结构的一局部超过某一特定状态就不能满足设计规定的某一功能要求，此特定状态为该功能的极限状态。〔2〕极限状态的分类承载力极限状态：整个结构或结构的一局部超过某一特定状态就不能满足设计规定的某一功能要求，此特定状态为该功能的极限状态。正常使用极限状态：这种极限状态对应于结构或结构构件到达正常使用或耐久性能的某项规定限值。〔3〕极限状态设计深刻理解承载力极限状态根本组合表达式和正常使用极限状态三种组合表达式，会利用表达式计算荷载效应。〔4〕荷载代表值永久荷载代表值：标准值可变荷载代表值：标准值、组合值、频遇值、准永久值1.2.3结构材料的力学性能及选用◆钢材的应力-应变曲线熟悉有明显屈服点的钢材的应力-应变曲线，会根据曲线分析其各阶段的特点；了解无明显屈服点的应力-应变曲线。主要质量指标：1〕有明显屈服点钢材：屈服强度、抗拉强度、伸长率和冷弯性2〕对无明显屈服点的钢筋：极限抗拉强度、伸长率和冷弯性◆钢材的冷加工了解钢材冷拉、冷拔后其性能的变化。◆混凝土的强度了解混凝土的抗压强度fcuk、轴心抗压强度fck、混凝土的抗拉强度ftk。混凝土立方体抗压强度是用来确定混凝土等级的标准。◆混凝土的变形模量混凝土的应力-应变曲线可见，混凝土的应力与应变之间不存在完全的线性关系，虎克定律不适用。但在计算时，往往需要混凝土的弹性模量，一般仿照弹性材料力学的方法，通过“变形模量〞来表示混凝土的应力-应变关系。混凝土的弹性模量可由以下公式计算：◆混凝土在荷载长期作用下的变形——徐变混凝土受压后除产生瞬时压应变外，在维持其应力不变的情况下其应变随时间而增长，这种现象称为混凝土的徐变。◆混凝土的收缩混凝土在空气中硬化时体积变小的现象称为混凝土的收缩。◆钢筋和混凝土共同工作的原因是a.混凝土结硬后，能与钢筋牢固地粘结，互相传递应力、共同变形，二者间的粘结力是钢筋和混凝土共同工作的根底。b.钢筋和混凝土具有相近的温度膨胀系数。c.混凝土提供的碱性环境可以保护钢筋防止锈蚀。◆钢筋与混凝土的相互作用——粘结力〔1〕混凝土的收缩将钢筋紧紧握固而产生的摩擦力。〔2〕混凝土颗粒的化学作用而产生的胶合力。〔3〕钢筋外表凹凸不平而与混凝土产生的机械咬合力。了解保证钢筋和混凝土粘结力的措施1.3小结了解结构材料的性能和正确选择材料，是建筑结构设计的根底；保证钢筋和混凝土的粘结是混凝土结构构造设计的重要课题。混凝土具有的徐变和收缩性能对混凝土结构构件的受力和变形有重要影响。现在你已经完成了第1篇的学习，请试着作一个单元小结。重点把握根本概念、材料的力学性能及极限状态设计表达式。第二篇混凝土结构构件概述本篇主要讲授钢筋混凝土轴心受拉构件设计计算；钢筋混凝土受弯构件设计计算；钢筋混凝土受压构件设计计算；掌握钢筋混凝土受扭构件设计计算；钢筋混凝土梁板结构的计算；多层钢筋混凝土框架结构设计等方面的内容。2.1.1考核知识点轴心受拉构件的破坏特征受弯构件正截面的破坏形态及特征受弯构件正截面承载力计算原理受弯构件斜截面破坏特征受弯构件斜截面承载力计算原理受弯构件裂缝宽度和挠度验算受压构件的受力性能受压构件正截面承载力计算矩形截面纯扭构件承载力表达式10．矩形截面弯剪扭构件的计算方法11．单向板肋形楼盖的设计计算方法12．双向板肋形楼盖按弹性理论的计算方法13．杆件的截面尺寸和框架计算简图确实定14．竖向荷载和水平荷载作用下的内力近似计算15．水平荷载作用下侧移的近似计算16．框架的荷载组合和内力组合17．框架梁柱的截面配筋计算2.1.2重点1.受弯构件正截面的破坏形态及特征；2.单筋矩形截面、双筋矩形截面、T形截面梁正截面承载力计算原理；3.受弯构件斜截面破坏特征；4.受弯构件斜截面承载力计算原理；5.大小偏心受压构件的受力性能；6.大偏心受压构件正截面承载力计算〔对称配筋〕；7.分层法计算水平荷载作用下框架的内力；8.D值法计算竖向荷载作用下框架的内力。2.1.3难点1.矩形截面弯剪扭构件的计算方法；2.受压构件正截面承载力计算；3受压构件的受力性能2.2学习指导钢筋混凝土轴心受拉构件◆轴心受拉构件的受力特点由于混凝土的抗拉强度很低，当钢筋应力尚在弹性阶段范围内时，构件即已开裂。在开裂截面处，构件的全部拉力由钢筋承当，裂缝贯穿整个截面，钢筋应力在开裂前后发生突变。开裂后，在裂缝之间的构件截面上，混凝土仍可承当局部拉力，故裂缝间的钢筋应力〔应变〕低于裂缝截面处的钢筋应力；当轴向力使裂缝截面处的钢筋应力到达钢筋的抗拉强度时构件进入破坏阶段。当构件采用有明显屈服点钢筋时，构件的变形还会有较大的开展，但裂缝宽度将大到不适于继续承载的变形；当采用无明显屈服点的钢筋时，构件那么可能被拉断。钢筋混凝土受弯构件◆受弯构件正截面性能的实验研究〔1〕适量配筋梁受力的三个阶段：弹性工作阶段——带裂缝工作阶段——破坏阶段〔2〕梁的正截面破坏特征：1.适筋梁：受拉钢筋首先屈服；随着受拉钢筋塑性变形的开展，受压混凝土边缘纤维到达极限压应变，混凝土压碎；梁在破坏前有明显预兆；破坏前裂缝和变形急剧开展，这种破坏称延性破坏。2.超筋破坏：破坏时受拉钢筋不会屈服，破坏是因混凝土受压边缘到达极限压应变、混凝土被压碎而引起的。是一种脆性破坏。3.少筋破坏：受拉区混凝土一旦开裂，那么裂缝处的钢筋拉应力迅速到达屈服强度并进入强化段，甚至钢筋被拉断；受拉区混凝土裂缝很宽、构件挠度很大，而受压混凝土并未到达极限压应变。这种破坏属于脆性破坏。◆单筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算公式公式适用条件：〔防止超筋破坏〕〔防止少筋破坏〕◆双筋矩形截面梁受弯构件正截面承载力计算〔1〕需采用双筋截面情况１.当截面承受的弯矩较大，即且截面尺寸受到限制不能调整时；2.同一截面在不同荷载效应组合下受到变号弯矩作用时．３.在抗震设计中，需要配置受压钢筋以增加构件的截面延性〔2〕根本计算公式与适用条件适用条件：〔保证受压区钢筋屈服〕◆Ｔ形截面受弯构件正截面承载力计算〔1〕两类Ｔ形截面的判别第一类T形截面：或第二类T形截面：或 计算公式及适用条件第一类T形截面适用条件：第二类T形截面适用条件：◆受弯构件斜截面破坏主要形态〔1〕剪跨比广义剪跨比:计算剪跨比:〔2〕斜截面破坏的主要形态斜拉破坏：当剪跨比拟大时且箍筋配置过少,间距太大时发生，属于脆性破坏剪压破坏：当剪跨比适中或配箍量适当,箍筋间距不大时发生，属于塑性破坏斜压破坏：这种破坏发生在剪跨比很小时发生，属于脆性破坏〔3〕影响斜截面抗剪承载力的主要因素１.剪跨比；２.混凝土等级；３.箍筋配筋率；4.纵向钢筋的配筋率◆受弯构件斜截面的受剪承载力计算〔1〕矩形、T形和I形截面的一般受弯构件，当仅配有箍筋时：对集中荷载作用下〔包括作用有多种荷载、其中集中荷载对支座截面或节点边缘所产生的剪力值占总剪力值的75%以上的情况〕的独立梁，改用以下公式〔2〕当配置箍筋和弯起钢筋时〔3〕公式适用条件1.上限值——最小截面尺寸〔防止发生斜压破坏〕2.下限值——最小配箍率和箍筋最大间距〔防止发生斜拉破坏〕◆受弯构件的裂缝宽度和挠度验算〔1〕裂缝宽度验算1.最大裂缝宽度了解公式中每个参数的含义，并可以得到减小裂缝宽度的有效措施：增加钢筋用量，采用较小直径，减小裂缝区钢筋应力。2.验算方法按上式计算最大裂缝宽度，看是否满足规定的最大裂缝的限值．假设不满足，应调整配筋面积Ａs和钢筋直径，直至满足为止．〔2〕受弯构件挠度验算1.短期刚度Ｂs2.刚度Ｂ3.最小刚度原那么即使对于等截面钢筋混凝土受弯构件，沿构件长度方向的各个截面的刚度也不相等〔由于构件开裂，裂缝宽度和刚度受弯矩的影响〕，故在计算挠度时，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〕．当计算跨度内的支座截面刚度不大于跨中截面刚度的两倍或不小于跨中截面刚度的二分之一时，该跨也可按等刚度构件进行计算，其构件刚度可取跨中最大弯矩截面的刚度．4.验算按上述刚度和最小刚度原那么计算的受弯构件的挠度不应超过受弯构件挠度的限值．钢筋混凝土受压构件◆轴心受压构件正截面受压承载力〔1〕箍筋的作用普通箍筋可以防止纵向钢筋在混凝土压碎之前压屈，保证纵筋与混凝土共同受力直到构件破坏；箍筋对核心混凝土的约束作用可以在一定程度上改善构件最终可能发生突然破坏的脆性性质。螺旋形箍筋对混凝土有较强的环向约束，因而能够提高构件的承载力和延性。〔2〕正截面受压承载力计算公式1.配有普通箍筋的轴心受压构件2.配有螺旋式或焊接环式间接钢筋的轴心受压柱在应用公式进行计算时，应根据标准具体的规定进行。◆偏心受压构件的受力性能〔1〕大偏心受压破坏(受拉破坏)大偏心受压构件的破坏特征与适筋受弯构件的破坏特征完全相同:受拉钢筋首先到达屈服,然后是受压钢筋到达屈服(用热轧钢筋配筋时).最后由于受压区混凝土压碎而导致构件破坏.〔2〕小偏心受压破坏(受压破坏)破坏都是由于受压区混凝土压碎引起的,离纵向力较近一侧的钢筋受压屈服,而另一侧的钢筋无论是受压还是受拉,均达不到屈服强度,破坏无明显预兆,混凝土强度越高,破坏越突然.〔３〕纵向弯曲的影响对长细比小的短柱,侧向挠度与初始偏心矩相比可以忽略不计,可以不考虑纵向弯曲引起的附加弯矩的影响,M和N成线形关系.构件的破坏是由于材料破坏引起的.当柱的长细比拟大时,侧向挠度产生的附加弯矩不能忽略,但中长柱的破坏仍属于材料破坏.当柱的长细比很大时(细长柱),构件的破坏已不是由于构件材料破坏所引起,而是由于构件纵向弯曲失去平衡引起破坏,称为失稳破坏.在实际工程中,必须防止失稳破坏,因为其破坏具有突然性,且材料强度不能充分发挥;而对于短柱,那么又可忽略纵向弯曲的影响.因此,需要考虑纵向弯曲影响的是中长柱.〔4〕弯矩和轴心压力对偏心受压构件正截面承载力的影响如图，截面尺寸及配筋都相同时，随着偏心距的增加,截面的破坏形态由〞受压破坏〞转化为〞受拉破坏〞.在受压破坏时,随着偏心距的增加,构件的受压承载力减少而受弯承载力增加;在受拉破坏时,随着偏心距的增加,构件受压承载力和受弯承载力都在减少.在受压破坏和受拉破坏之间,存在做一种界限破坏状态,此时受拉钢筋屈服和受压混凝土压碎同时发生.〔5〕大,小偏心受压的分界当时,构件截面为小偏心受压当时,构件截面为大偏心受压当时,构件截面为偏心受压的界限状态〔6〕偏心距增大系数长细比拟大的中长柱由于侧向挠度产生的附加弯矩不能忽略,而弯矩的增加将使受压承载力降低,故偏心受压构件考虑挠曲影响的方法是将初始偏心距乘以大于1的偏心距增大系数：◆矩形截面偏心受压构件正截面受压承载力计算〔1〕根本计算公式：离轴向压力较远一侧的受拉或受压较小的纵向钢筋应力：时为大偏心受压,取;当时为小偏心受压，。〔2〕垂直弯矩作用与平面的受压承载力验算除按上述公式计算弯矩作用与平面的受压承载力外,尚应按轴心受压构件验算垂直与平面的受压承载力,此时可不计入弯矩的作用,但应考虑稳定系数的影响。◆矩形截面对称配筋的计算方法所谓对称配筋,是指,并且采用同一种规格的钢筋.〔1〕矩形截面对称配筋的大偏心受压构件计算公式适用条件：〔保证受拉区钢筋受拉屈服〕〔保证受压区钢筋受压屈服〕〔2〕矩形截面对称配筋的大偏心受压构件计算公式公式可参考推荐教材或标准〔略〕。对矩形截面偏心受压柱对称配筋时，一般先假定为大偏心计算出，然后在进行判断，如属于大偏心那么直接按大偏心配筋计算；如属于小偏心那么按小偏心重新计算，在进行配筋计算。◆对称配筋I形截面偏心受压构件配筋计算I形截面柱在但层厂房中广泛使用,其受力性能和破坏特征与矩形截面柱相同,故其计算原那么亦与矩形截面一致.I形矩形柱一般才用对称配筋,由于截面形状不同与矩形截面,故在受压高度x的计算中采用假定-计算-判断的方法.具体可参考教材上的步骤。◆偏心受压构件斜截面受剪承载力在偏心受压构件中一般都有剪力的作用，在剪压复合作用下，当压力不超过一定范围时，混凝土抗剪强度随压应力的增大而提高。《标准》关于偏心受压构件受剪承载力计算公式，正是考虑到上述特点，以受弯构件受剪承载力计算公式为模式、以实验为根底而建立的。对钢筋混凝土矩形截面偏心受压构件，斜截面受剪承载力计公式为各参数的含义参考教材。钢筋混凝土受扭构件◆矩形截面纯扭构件承载力实验说明:当箍筋和纵筋(或者其中之一)过少时,构件的破坏特征与素混凝土构件没有差异,是脆性的“少筋破坏〞,当箍筋和纵筋都过多时,在破坏时钢筋不屈服,导致混凝土局部压碎而突然破坏,是脆性“超筋破坏〞.〔1〕箍筋强度比值为了使箍筋和纵向箍筋都能发挥作用,两种钢筋的配筋比例应当适合.《标准》采用纵向钢筋与箍筋的强度比值进行控制.它表示单位核芯长度的纵向钢筋拉力与构件单位长度的单肢箍拉力之比。且应满足以下要求〔2〕纯扭构件承载力计算◆矩形截面剪扭构件承载力〔1〕剪力和扭矩的相关性当受扭构件同时存在剪力作用时,构件的受扭承载力将有所降低.同样,由于扭矩的存在,也会引起构件受剪承载力的降低.〔2〕受扭承载力降低系数其中：〔3〕剪扭构件的剪扭承载力在考虑剪扭构件混凝土受扭承载力降低系数后,剪扭构件的抗剪,抗扭承载力可分别计算.剪扭构件受扭承载力剪扭构件受剪承载力◆矩形截面弯扭构件承载力《标准》采用“叠加法〞进行设计,按受弯构件的正截面受弯承载力和构件的受扭承载力分别求出所需要的纵向钢筋截面面积,进行叠加。◆弯剪扭构件承载力计算对于弯矩,剪力和扭矩共同作用下的构件承载力计算,可按下述方法进行:1.按受弯构件计算在弯矩作用下所需要的纵向钢筋的截面面积2.按剪扭构件计算承受剪力所需的箍筋的截面面积以及计算承受扭矩所需的纵向钢筋截面面积和箍筋的截面面积.3.叠加上述计算所得到的纵向钢筋截面面积和箍筋截面面积,即得最后所需要的纵向钢筋的截面面积和箍筋截面面积.钢筋混凝土梁板结构◆楼盖结构类型的分类方法1、按结构形式：单向板肋梁楼盖双向板肋梁楼盖井式楼盖密肋楼盖无梁楼盖2、按预加应力情况：钢筋混凝土楼盖预应力混凝土楼盖3、按施工方法：现浇式装配式装配整体式◆整浇楼(屋)盖的受力体系〔1〕单向板肋形楼盖1.单向板:按弹性理论计算l2/l1>2按塑性理论计算l2/l1>32.组成:板,次梁,主梁3.梁板布置a.为了增强房屋横向刚度，主梁一般沿房屋横向布置，而次梁那么沿纵向布置，主梁必须避开门窗洞口；当建筑上要求横向柱距大于纵向柱距较多时，主梁也可以沿纵向布置一减小主梁的跨度b.梁格布置应力求规整，板厚和梁截面尺寸尽量统一，柱网宜为正方形或矩形，梁系尽可能连贯穿以便于设计和施工。c.梁、板尽量布置成等跨。由于边跨内力要不中跨的大些，故板、次梁及主梁的边跨跨长可小于中间跨跨长〔一般在10%以内〕4.荷载的传递和计算单向板肋形楼盖的荷载传递路线:板→次梁→主梁板承受均布荷载。由于沿板长边方向的荷载相同，故在计算板的荷载效应时，可取1米宽度的单位板宽；板支撑在次梁或墙上，其支座按不动铰支座考虑。次梁承受由板传来的荷载和次梁的自重，也是均布荷载；次梁支撑在主梁上，其支座按主梁承受次梁传下的荷载以及主梁自重。次梁传下的荷载是集中荷载，主梁的自重可简化为集中荷载计算，故主梁的通常按集中荷载考虑在进行荷载计算时，不考虑结构连续性的影响，直接按各自构件承受荷载的范围进行计算。5.计算简图根本内容:1.荷载2.支撑条件3.计算跨度。可参考教材确定。〔2〕双向板肋形楼盖双向板肋形楼盖:l2/l1<2特点:在承受和传递荷载时，板在两个方向的内力和变形都不能忽略，由于板在两个方向都传递荷载，因而梁受到的是三角形分布或梯形分布的荷载.◆单向板肋形楼盖的设计计算当结构平面布置和计算简图确定后，就可进行结构构件的内力计算。单向板肋行楼盖的板和次梁往往是等跨的并有较多的跨数。随着跨数的增多，各内跨的内力差异不大，故对多于5跨的等跨梁、板〔所谓等跨，指跨度相差≤10%〕,可近似按5跨计算；对不多于5跨的梁板，按实际跨数计算。单向板肋形楼盖的内力计算方法，有弹性理论计算方法和塑像理论计算方法。〔1〕按弹性理论的计算方法单向板肋形楼盖的板,次梁以及可按不动铰支座考虑的主梁，都可按多跨连续梁〔板〕计算。当计算方法是结构力学的方法时，这就是按弹性理论计算的方法。对常用荷载下的等跨、等截面梁、其内力可直接查表。在计算时，由于实际结构构件不同于理想构件，以及活荷载作用的特点，需注意如下问题： 1.荷载的最不利组合控制截面产生最大内力的活荷载布置原那么是：a.某跨跨中产生正弯距最大值时，除在该跨布置活荷载外，尚应向左右两侧隔跨布置活荷载；使该跨跨中产生弯矩最小值时，其布置恰好与此相反；b.使某支座产生负弯矩最大值或剪力最大值时，应在该支座两跨内同时布置活荷载，并向左右两侧隔跨布置活荷载. 2.折算荷载原理：当板与次梁、主梁与次梁整浇在一起时，其支座与计算简图中的理想铰支座有较大差异。由于次梁的抗扭能力将限制板的自由转动，板实际的转角要比理想铰支座要小，为了使板的内力计算更接近与实际，可采用折算荷载进行调整。这种处理方法也适合次梁。方法：考虑到板和次梁在支承处的转动主要是由于活荷载的不利布置引起的，因此比拟简便的修正方法是保持荷载总值不变的情况下，减小活荷载，增大恒荷载。板：折算恒荷载，折算活荷载次梁：折算恒荷载，折算活荷载。其中g,q为实际的恒荷载、活荷载主梁：不采用折算荷载计算。 3.支座截面内力设计值的修正在弹性理论方法计算时，计算跨度以便都取至支座中心线。当板与梁整浇、次梁与主梁整浇以及主梁与混凝土整浇时，支撑处的截面工作高度大大增加，危险截面不是支座中心处的构件截面而是支座边缘截面.弯矩设计值剪力设计值4.按弹性理论方法计算单向板肋形楼盖的主要步骤:a.确定计算简图〔其中板和次梁采用折算荷载〕b.求出恒荷载作用下的内力和最不利活荷载作用下的内力并分别进行叠加c.作出内力包络图d.对整浇支座截面的弯矩和剪力进行调整e.按弯矩包络图确定弯起钢筋和纵向钢筋截断位置，按剪力包络图确定腹筋〔2〕按塑性理论的计算方法1.塑性较和内力重分布的概念塑性铰:显著的内力重分布发生在截面的受拉钢筋屈服之后。受拉钢筋的屈服使截面在承受的弯矩几乎不变的情况下发生较大的转动，构件在钢筋屈服的截面好象形成了一个铰，称为塑性铰。内力重分布:对于超静定结构,其内力不仅与荷载有关,荷载有关,而且还与结构的计算简图以及各局部抗弯刚度的比值有关.由于钢筋混凝土结构材料的非线性,其截面的受力过程一般有三个阶段:开裂前阶段,开裂后的带裂缝阶段和钢筋屈服后的破坏阶段.弹性阶段，结构构件的刚度始终不变，内力与荷载成正比进入带裂缝阶段后,各截面间的刚度比值发生改变,故各截面内力的比值也将随之改变.个别截面受拉钢筋屈服后进入破坏阶段而形成塑性铰,引起结构计算简图改变,使内力的变化规律发生变化.混凝土结构由于刚度比值改变或出现塑性较引起结构计算简图变化,从而引起的结构的内力不在服从弹性理论的内力规律的现象称为塑性内力重分布.塑性较与理想铰的区别是：理想铰可以自由转动但不能承受弯矩；而塑性铰只能在一个方向作有限的转动，其转动能力与构件的配筋率密切相关，配筋率增大，塑性铰转动能力减小；由于塑性铰是在截面弯矩接近破坏弯矩时才出现，故它所能承受的弯矩就是M〔极限弯矩〕。因此，理想铰是点铰，而塑性铰是一个区域铰。2.塑性理论的计算方法弯矩调幅法:对结构按弹性方法所求得的豌矩值和剪力值进行适当的调整,以考虑内力重分布的影响,同时满足静力平衡条件.在利用调幅法计算时，要注意其原那么。3.等跨连续梁板按塑性理论的设计按照塑性理论的计算方法(弯矩调幅法)和一般原那么,可导出等跨连续板,次梁在承受均布荷载下的内力计算公式,设计时可以直接利用.〔3〕配筋设计根据相应设计要点进行配筋设计。◆双向板肋形楼盖按弹性理论的计算方法当四边支承板的两向跨度之比≤2(按弹性理论计算)或≤3(按塑性理论计算)时,应考虑荷载向板的两个方传递,受力钢筋应沿板的两个方向布置.〔1〕单区格板的设计计算设计计算可直接利用不同边界下的按弹性薄板理论公式编制的相应表格,查出有关内力系数,即可进行配筋设计.〔2〕多区格板的实用计算方法1.求区格跨中最大弯矩将恒荷载g满布板面各个区格,活荷载q作棋盘形布置(如图).对这种分布情况可以看作，满布荷载和间隔荷载之和。对于满布荷载的情况，可认为在支座两侧的转角较小，可认为各区格板中间支座都是固定支座；对于间隔布置的情况，可认为支座两侧的转角大小相等，方向相反，无弯矩产生，可认为各区格板在中间张座都是简支支座；楼盖周边那么按实际支承条件采用。2.求区格支座的最大负弯矩支座的最大负弯矩可近似地按满布活荷载布置,即g+q求的.这时可认为各区格板中间支座,都是固定支座,楼盖周边仍按实际支承条件考虑.〔3〕双向板支粱梁的设计在确定双向板传给支承梁的荷载时，可根据荷载传递路线最短的原那么确定：从每一区格的四角作45°线与平行于底边的中线相交，把整块板分为四块，每块小板上的荷载就近传至其支承梁上。短跨支承梁上的荷载为三角形分布，在长跨支承梁上的荷载为梯形分布。2.2.6多层钢筋混凝土框架结构◆多层框架的结构布置〔1〕多层框架的结构布置1.组成：横梁和柱2.结构布置应注意的问题a.结构的受力要明确b.布置要尽可能匀称c.非承重隔墙宜采用轻质材料,以减轻房屋自重d.构件类型,尺寸的规格要尽量减少,以利于生产的工业化3.承重方案横向承重、纵向承重、纵横双向承重三种方案。4.变形缝的设置伸缩缝,沉降缝,抗震缝(地震区)伸缩缝:防止温度应力和混凝土收缩应力使房屋产生裂缝而设置.根底地面以上的结构和建筑全局部开.沉降缝:防止地基不均匀沉降在房屋构件中产生裂缝而设置.简述框架结构体系的组成及受力特点？

答：1、框架结构在竖向荷载作用下，受力明确、传力简捷、也便于计算。

2、在水平荷载作用下，抗侧刚度小、变形成剪切型、水平侧移大、底部几层侧移更大，与其他高层结构相比，属柔性结构。

3、自上而下的内力相差较大，构件类型较多、较费材料

4、开间灵活，便于结构布置。

◆杆件的截面尺寸和框架计算简图〔1〕截面尺寸的初步选择1.梁梁高h=(1/8-1/12)l0梁宽b=(1/2-1/3)h2.柱柱截面的宽与高一般不小于(1/15-1/20)层高,柱截面宽度不宜小与350mm,柱截面高度不宜小于400mm,并可按下述方法进行初步估算:a.承受以轴力为主的框架柱,可按轴心受压验算.考虑到弯矩的影响,适当将轴向力乘以1.2-1.4的增大系数.b.当风荷载的影响较大时,由风荷载引起的弯矩可粗略地按下式估算:〔2〕框架结构的计算简图以一榀框架作为计算单元，以杆件的轴线代表杆件，接点间的距离代表杆件的长度，对底层柱取至根底顶面，其他层柱取层高。◆竖向荷载作用下的内力近似计算---分层法〔1〕分层法根本假定1.在竖向荷载作用下,多层多跨框架的侧移忽略不计2.每层梁上的荷载对其他各层梁的影响忽略不计〔2〕计算步骤1.画出框架计算简图(标明荷载,轴线尺寸,节点编号等)2.按规定计算梁,柱的线刚度及相对线刚度3.除底层柱完,其它各层柱的线刚度(或相对线刚度)应乘以折减系数0.94.计算各节点处的弯矩分配系数,用弯矩分配法从上至下分层计算各个计算单元(每层横梁及相应的上下柱组成一个计算单元)的杆端弯矩.计算可从不平衡弯矩较大的节点开始,一般每节点分配1—2次即可.5.叠加有关杆端弯矩,得出最后弯矩图(如节点弯矩不平衡值较大时,可在节点重新分配一次,但不进行传递).6.按静力平衡条件求出框架的其它内力图(轴力及剪力图)◆水平荷载作用下的内力计算---反弯点法和D值法〔1〕反弯点法1.根本假定：1〕确定各柱间的剪力分配时，认为梁的线刚度与柱的线刚度之比为无限大，各柱上下两端均不发生角位移；2〕确定各柱的反弯点位置时，认为除底层以外的其余各层柱，受力后上下两端的转角相同；3〕不考虑框架梁的轴向变形，同一层各节点水平位移相等。2.反弯点高度：上层各柱:取h/2底层柱:取2h/33.侧移刚度D D的物理意义:表示柱上下端有单位侧向位移时在柱中产生的剪力.4.同层各柱的剪力：5.柱端及梁端弯矩柱端弯矩:梁端弯矩(节点平衡):对边柱节点:对中柱节点:〔2〕D值法1.修正后的柱侧移刚度D2.柱的反弯点高度◆水平荷载作用下侧移的近似计算用D值法计算框架总体剪切变形第j层框架上下节点的相对侧移为框架顶点的总侧移为各层侧移之和,即◆框架的荷载组合及内力组合〔1〕控制截面：1.框架梁:支座截面和跨中截面2.框架柱:柱上下端截面最不利内力四种类型:1)及相应的N,V2)及相应的M,V3)及相应的M,V4)比拟大(但不是最大)而N比拟小或比拟大〔2〕荷载组合对于一般框架结构,其根本组合可采用简化规那么,其组合形式有:1.恒荷载+活荷载或恒荷载+风荷载2.恒荷载+0.9(活荷载+风荷载)还应考虑由恒荷载控制效应的组合.2.3小结受弯构件承载力极限状态的计算包括的计算包括正截面受弯承载力计算以及斜截面受剪承载力计算。正截面受弯承载力计算公式是依据适筋梁受力的第三阶段末的受力特征通过力的平衡条件而建立的；在进行正截面受弯承载力计算时，要防止超筋破坏和少筋破坏的发生。受弯构件斜截面的主要破坏形态有斜拉破坏、斜压破坏和剪压破坏，这三种破坏形态都属于脆性破坏。受弯构件还应满足正常使用极限状态的要求。无论是轴心受压构件和偏心受压构件，受压承载力的计算公式都是根据承载力极限状态的平衡条件确定的。偏心受压构件斜截面受剪承载力的计算与受弯构件类似。扭矩往往和剪力,弯矩等共同作用.剪力的存在使构件受扭承载力下降,扭矩的存在使受剪承载力降低,这就是剪扭相关性;《标准》采用分别按受弯和受扭计算纵筋,相应位置叠加的方法进行计算纵向钢筋的计算.钢筋混凝土梁板结构是由受弯构件组成的一种最根本的结构。设计的一般步骤是：选择适当的结构形式；进行结构平面布置；确定结构构件的计算简图；进行内力分析、组合及截面配筋计算；绘制结构施工图〔简称结施〕。框架结构的设计步骤是:首先初定框架梁柱截面尺寸并进行结构平面的布置,然后对不同编号的框架进行结构计算(定简图,算荷载,内力分析及组合,梁柱截面配筋计算以及柱下根底的计算),最后绘制结构施工图(屋面,各层楼面以及根底结构平面布置图,框架的模板及配筋图等。砌体结构3.1概述本篇主要讲授砌体和砌体构件、混合结构房屋等方面的内容。3.1.1考核知识点1.砌体材料和砌体力学性能2.无筋砌体构件的承载力计算3.配筋砌体构件的受压承载力提高原理4.房屋的结构布置和静力计算方案5.墙,柱的高厚比验算6.刚性房屋的墙体计算3.1.3重点1.砌体的受压性能；2.影响砌体抗压强度的主要因素；3.强度调整系数；4高厚比的概念及验算；5.空间性能影响系数的概念；6.静力计算方案分类3.1.4难点1.强度调整系数；2.砌体局部非均匀受压；3.墙、柱高厚比验算3.2学习指导3.2.1砌体及砌体构件◆砌体材料和砌体力学性能〔1〕砌体材料：块体和砂浆块体有烧结砖、蒸压砖、砌块等；砂浆由胶凝材料(如水泥,石灰等)和细骨料(砂)加水搅拌而成的混凝土材料，其作用是粘结块体;促使应力分布均匀;减少砌体的透风性,提高砌体的隔热性和抗冻性.〔2〕砌体的受压性能1.砌体受压破坏的三个阶段1)单砖内出现裂缝2)裂缝通过假设干皮砖,形成连续裂缝3)形成贯穿裂缝,砌体完全被破坏2.影响砌体抗压强度的主要因素1)块体和砂浆的强度2)块体尺寸和几何形状的影响3)砂浆性能的影响4)砌筑质量的影响3.强度调整系数考虑不同因素对砌体强度的影响,在设计时对以下情况的各种砌体,其强度设计值应乘以调整系数1)有吊车房屋砌体跨度不小于9m(对烧结普通砖)或7.5m(其它砖砌体或砌块砌体)的梁下砌体,取0.92)无筋砌体构件截面面积A小于0.3m2时,=A+0.7(A的单位为m2)3)当采用水泥砂浆砌筑时,砌体抗压强度设计值f应乘以调整系数=0.9;对ft,fv,fm,取0.84)当验算施工中房屋的构件时,取为1.1;施工阶段尚为硬化的新砌砌体,可按砂浆强度为零确定其砌体强度.◆无筋砌体构件的承载力计算〔1〕《标准》规定受压构件的承载力计算:〔2〕高厚比的概念对矩形截面:对T形截面:〔3〕局部受压1.局部抗压强度提高系数当砌体的抗压强度为时,局部抗压强度可取为，称为砌体局部抗压强度提高系数.理解的意义和取用原那么。2.局部均匀受压时的承载力3.局部非均匀受压1〕当梁直接支承在砌体上时，梁端有效支承长度局部受压承载力计算：理解公式中的意义及计算方法。2〕梁端下设有刚性垫块，梁端有效支承长度刚性垫块下的砌体局部受压承载力计算掌握刚性垫块的概念及构造，理解公式中的物理意义及计算方法。◆配筋砌体构件简介了解配筋砌体的种类及其受压承载力提高的原理。3.2.2混合结构房屋◆房屋的结构布置和静力计算方案〔1〕房屋的结构布置方案1.纵向承重方案：荷载→纵墙→根底→地基2.横墙承重方案：荷载→横墙→根底→地基3.纵横墙承重方案：荷载→纵墙及横墙→根底→地基4.内框架承重方案：荷载→外墙(框架柱)→根底→地基〔2〕房屋的静力计算方案1.空间性能影响系数越大,空间受力性能越差越小,空间受力性能越好2.静力计算方案分类刚性方案,刚弹性方案和弹性方案。◆墙,柱的高厚比验算〔1〕墙,柱的允许高厚比确实定:影响因素：1.砂浆的强度等级2.墙上是否开洞及洞口尺寸3.是否承重4.支承条件5.施工质量〔2〕墙,柱高厚比的验算 理解公式中系数的物理意义。会利用公式对带壁柱墙的高厚比进行验算，对带构造柱墙的高厚比进行验算。◆刚性方案房屋的墙体计算〔1〕多层房屋承重纵墙1.计算单元：通常取相邻两洞口的中心之间的距离，无洞口时取梁下墙体的中心间距离〔一个开间〕。2.垂直荷载下的计算确定计算简图时，假定墙体在楼盖、屋盖处为不连续的铰支承点。控制截面一般有两个：一是墙体顶部的梁底处，该处弯矩最大，应按偏心受压构件计算受压承载力；二是墙底部截面，N最大，应按轴心受压构件计算受压承载力。3.水平荷载(风荷载)下的计算当必须考虑风荷载时,可按连续梁计算纵墙内力,并取支座弯矩和跨中弯矩为:4.承载力验算对截面相同、材料相同的墙体,只需验算最下一层.当截面和材料变化时,应按变化前后的墙体分别进行验算,并应考虑上部荷载对下部墙体的偏心影响.当考虑风荷载时,应进行荷载组合.〔2〕多层房屋承重横墙计算特征:1.荷载:横墙一般受均布荷载,故通常取1m宽度进行计算.2.构件高度H:底层和中间层各层取值与纵墙相同,但当顶层为坡屋顶时,该层应取层高加上山尖高度的一半.3.受压承载力:中间墙体控制截面可只取墙体底部;直接承重的山墙或开间不等、活荷载很大的中间墙体,计算原那么与纵墙相同.◆圈梁、过梁和挑梁〔1〕圈梁1.圈梁的作用:a.增加房屋的整体刚度b.防止地基不均匀沉降或较大振动荷载对房屋的不利影响c.可兼做过梁2.圈梁的布置a.宿舍、办公楼等多层砌体民用房屋，且层数为3～4层时，应在檐口标高处设置圈梁一道。当层数超过4层时，应在所有纵横墙上隔层设置。b.车间、仓库、食堂等空旷的单层房屋应按以下规定设置圈梁：砖砌体房屋，檐口标高为5～8m时，应在檐口标高处设置圈梁一道，檐口标高大于8m时，应增加设置数量；砌块及料石砌体房屋，檐口标高为4～5m时，应在檐口标高处设置圈梁一道，檐口标高大于5m时，应增加设置数量。c.对软弱地基上的砌体承重结构房屋,圈梁应按以下要求设置:在多层房屋的根底和顶层处宜各设置一道,其他各层可隔层设置.圈梁应设置在外墙,内纵墙和主要内横墙上,并在平面内联成封闭系统.〔2〕过梁1.过梁上的荷载对砖砌体，当过梁上的墙体高度hw＜ln/3时，应按墙体的均布自重采用。当墙体高度hw≥ln/3时，应按高度为ln/3墙体的均布自重来采用；对混凝土砌块砌体，当过梁上的墙体高度hw＜ln/2时，应按墙体的均布自重采用。当墙体高度hw≥ln/2时，应按高度为ln/2墙体的均布自重采用。2.梁、板荷载对砖和小型砌块砌体，当梁、板下的墙体高度hw＜ln时(ln为过梁的净跨)，应计入梁、板传来的荷载。当梁、板下的墙体高度hw≥ln时，可不考虑梁、板荷载。〔3〕挑梁1.挑梁的三种破坏形态a.倾覆破坏b.挑梁下砌体被局部压坏c.挑梁本身承载力缺乏而导致正截面破坏或斜截面破坏.2.挑梁的抗倾覆计算抗倾覆力矩设计值挑梁的抗倾覆何在,取挑梁尾端上部450扩散角范围内的砌体与楼面恒载标准值之和.抗倾覆验算公式理解公式中各系数的含义及计算方法。3.3小结由块体和砂浆砌筑而成的砌体,主要用于承受压力.砌体的抗压强度设计值f,主要与砂浆强度等级和块体强度等级有关，在截面尺寸和砌体材料强度等级一定的条件下,影响砌体受压构件承载力的主要因素是构件的高厚比和轴向力的偏心矩.砌体的局部受压分为局部均匀受压和局部非均匀受压.由于力的扩散作用和未直接参加受压的砌体的约束作用,局部受压强度高于全截面受压时的强度。混合结构房屋的墙体布置,可分为纵墙承重、横墙承重、纵横墙承重、内框架承重等四中方案.根据房屋的空间受力性能,可分为三种静力计算方案:刚性方案、刚弹性方案、弹性方案,其划分主要依据刚性横墙的间距s及楼盖屋盖的类型,大量的多层民用建筑一般都属于刚性方案.墙,柱应进行高厚比验算,其目的是保证使用阶段和施工阶段的稳定性.对于带壁柱的墙,除进行整片墙的高厚比验算外,还应进行壁柱间墙的验算.墙体开裂是混合结构房屋中常见的现象,其原因是多方面的.除在结构设计中进行计算外,考虑构造上的要求采取适当的措施是不可缺少的.第四篇钢结构及建筑地基根底4.1概述 本篇主要讲授钢结构的根本概念及建筑地基根底有关知识和内容。4.1.1考核知识点1.钢结构材料2.钢结构特点3.钢结构构件4.钢结构连接5.地基根底设计的根本规定6.地基计算7.无筋扩展根底的设计8.柱下钢筋混凝土独立根底的设计4.1.2重点1.钢结构特点；2.焊缝连接和螺栓连接；3.抗剪螺栓连接的破坏形式；4.根底埋深确实定和承载力计算；5.柱下钢筋混凝土独立根底设计4.1.3难点1.整体失稳、局部失稳的概念；2.根底的抗冲切承载力4.2学习指导4.2.1钢结构简介◆钢结构的材料和钢结构的特点〔1〕钢结构的材料1.钢材低碳钢、低合金高强度结构钢、型钢等。2.连接材料焊条(或焊丝)、普通螺栓和高强度螺栓、铆钉等。〔2〕钢结构的特点1.钢材的材质均匀,和力学计算的假定较为符合.2.钢材的强度高,抗拉和抗压性能好,可以减轻自重.3.钢材的塑性好,抗冲击韧性强,适宜于承受动力荷载和对抗震能力要求高的结构.4.钢结构加工制造简便、构件精确度高,施工周期短.5.耐腐蚀性能差◆钢结构构件根据构件受力情形:轴心受力构件、受弯构件、偏心受力构件等.〔1〕轴心受力构件1.计算内容:a.轴心受拉构件:强度,刚度(长细比)b.轴心受压构件:强度,刚度,稳定性(整体稳定性和局部稳定性)2.受压构件整体稳定性整体失稳:轴心受压构件有可能在截面平均应力低于钢材屈服强度之前,由于外力的轻微扰动就可能使构件产生较大的弯曲变形或扭转变形从而导致丧失承载力3.受压构件局部稳定性局部失稳:轴心受压构件,有可能在丧失整体稳定或到达受压承载力之前,薄板先发生屈曲(板件偏离原来的平面位置而发生波状鼓曲).措施:限制翼缘宽厚比和腹板高厚比◆受弯构件(钢梁)〔1〕钢梁的受弯,受剪和局部受压计算1.受弯计算直接承受动力荷载:材料力学公式；承受静力荷载或间接承受动力荷载:考虑截面塑性开展系数2.受剪:按材料力学公式计算最大剪应力,并且不应超过钢材的抗剪强度设计值.3.局部受压:钢梁承受局部集中荷载时,需进行局部受压计算.〔2〕钢梁的整体稳定性的计算1.梁丧失整体稳定性:当荷载到达某一数值后,梁在扰力作用下可能突然发生侧向弯曲和扭转,由于变形很快增加,导致梁不能继续承载.2.影响钢梁整体稳定性的主要因素:1〕梁侧向支撑点的距离l或无支跨度l0(l或l0越小稳定性越好)2)梁的截面尺寸和惯性矩(增加受压翼缘的宽度,可显著提高整体稳定性)3)梁端支承对截面的约束(约束使梁的侧向计算长度减小,从而提高稳定性)4)荷载类型和作用位置(跨中点一个集中荷载时对稳定有利,纯弯曲对稳定不利;荷载作用于受压翼缘,整体稳定性降低;荷载作用于下翼缘时整体稳定性提高).〔3〕钢梁的局部稳定1.受压翼缘:限制翼缘宽厚比2.腹板:限制腹板高厚比3.设置横向加劲肋和纵向加劲肋〔4〕刚度验算(挠度)◆拉弯构件和压弯构件计算内容:1.拉弯构件:强度,刚度(长细比)2.压弯构件:强度,刚度,整体稳定性(平面内整体稳定性和平面外整体稳定性),局部稳定性◆钢结构的连接〔1〕焊缝连接优点:灵活方便,构造简单,易于采用自动化操作,焊接不削弱截面,节省钢材,密封性好,刚度大.缺点:施工质量难控制(焊接剩余应力和剩余变形);焊接对疲劳和脆断敏感,在低温下更易断裂.焊缝连接形式及焊缝形式1.焊缝连接形式:平接,搭接,T形连接和角接等.2.主要焊缝形式:对接焊缝和角焊缝〔2〕螺栓连接按螺栓的传力：抗剪螺栓连接和抗拉螺栓连接。1.抗剪螺栓连接连接受力后,被连接的接触面产生相对滑动的趋势,依靠螺栓杆的承压和抗剪传递垂直于螺栓杆方向的外力.破坏形式:(1)栓杆直径较小时,螺杆剪切破坏;(2)当栓杆直径较大,板件较薄时,板件可能先被挤坏,由于栓杆和板件的挤压是相对的,故也把这种破坏叫做螺栓承压破坏,(3)板件可能因螺栓孔削弱太多而被拉断;(4)端距太小,端距范围内的板件有可能被栓杆冲剪破坏.2.抗拉螺栓连接连接受力后,被连接板件的接触面产生相互脱离的趋势,依靠螺栓杆直接承受拉力来传递平行于栓杆方向的外力.3.对于高强螺栓连接,在螺栓安装时施加紧固预拉力,使连接板间产生摩擦力来传递剪力.高强度螺栓的预拉力通过紧固螺母建立,预拉力越高,越充分发挥材料潜力.4.2.2建筑地基根底◆地基根底的设计规定1.承载力计算2.地基变形验算3.稳定性验算对经常受水平荷载作用的高层建筑,高耸结构和挡土墙等,以及建造在斜坡上或边坡附近的建筑物,应验算稳定4.抗浮验算当地下水埋藏较浅,建筑地下室或地下构筑物存在上浮问题时,尚应进行稳定性验算.◆地基根底设计的荷载效应组合〔1〕确定根底地面面积时，按正常使用极限状态下荷载效应的标准组合〔2〕计算地基变形时，采用正常使用极限状态下荷载效应的准永久组合,且不应计入风荷载和地震作用.〔3〕确定根底高度、根底内力和配筋时，按承载力极限状态下荷载效应的根本组合.◆地基计算地基计算包括根底埋深、承载力计算等◆无筋扩展根底无筋扩展根底也称为刚性根底,指由砖、毛石、混凝土或毛石混凝土、灰土和三合土等材料组成的墙下条形根底或柱下独立根底.〔1〕无筋扩展根底的材料无筋扩展根底的材料主要有:混凝土、毛石混凝土、毛石、灰土、三合土等.应根据相应的规定选用。〔2〕根底底面宽度要求◆柱下钢筋混凝土独立根底〔1〕根底形状和尺寸1.底板和根底高度应满足一定的构造要求。2.根底底板尺寸确实定轴心受压根底偏心受压根底一般采用试算法:假定根底长边(一般为力矩作用方向)和短边之比为1.5-2.0,将竖向力值扩大1.2-1.4倍,先按轴心受压求出并算出两方向边长,再计算,并满足要求.3.根底的抗冲切承载力为了防止冲切破坏的发生,对矩形截面柱的阶形根底,在柱与根底交接处以及根底变阶处的受冲切承载力应进行计算。4.根底底板配筋配筋应根据控制截面的弯矩进计算，同时满足构造要求。4.3小结组成钢结构的钢材具有强度高、材质均匀、塑性好、韧性强等优点，钢结构加工制造简便,在建筑结构中有着广泛的应用和开展前景。由于钢材强度高,构件截面尺寸与钢筋混凝土结构构件和砌体结构构件相比大大减小,因此钢结构构件除按材料强度进行承载力计算外,还应考虑材料强度没到达前的稳定性计算。钢结构构件的主要连接方法是焊接和螺栓连接,其中焊接是最根本的连接方法.一般低层和多层房屋结构的根底都采用浅根底.其中混合结构房屋采用无筋扩展根底即刚性根底,多层框架结构房屋或独立柱往往采用钢筋混凝土独立根底.在满足地基稳定和变形要求的前提下,根底应尽量浅埋.刚性根底的设计主要满足两个要求:一是满足地基承载力要求,即满足保证根底底面应有一定的宽度;二是满足根底是“刚性〞的要求,即保证根底有一定的刚性角.此外,根底材料应满足有关要求.钢筋混凝土柱下独立根底的设计,主要是确定根底面积、根底高度和底板配筋.根底底面积取决于地基承载力要求及变形要求;根底高度应满足根底抗冲切承载力要求。第五篇建筑抗震设计根本知识5.1概述本篇主要讲授地震作用和结构的抗震验算、多层砌体结构房屋的抗震设计、多层钢筋混凝土框架的抗震设计等内容。5.1.1考核知识点1.震级、烈度的概念2.抗震设计的根本要求3.地震作用的计算4.结构的自振周期5.结构的抗震验算6.多层砌体结构房屋抗震设计的一般规定7.了解多层砌体结构房屋的抗震计算要点8.框架抗震设计的一般规定9.框架截面的抗震设计5.1.1重点1.震级、烈度的概念；2.建筑抗震设防分类和设防标准；3.我国抗震设防目标；4.单质点弹性体系和多质点弹性体系的地震作用的计算方法；5.能量法、顶点位移法计算结构的自振周期.5.1.3难点1.振型分解反响谱法；2.框架截面抗震设计的原那么5.2学习指导5.2.1地震作用和结构的抗震验算◆地震简介重点了解地震的有关知识和概念。1.地震震级：衡量一次地震释放能量大小的尺度2.地震烈度：地震发生时，在一定地点振动的强烈程度。它表示该地点地面和建筑物受破坏的程度，也反映该地地面运动速度和加速度峰值的大小。3.抗震设防烈度：是指按国家规定的权限批准作为一个地区抗震设防依据的地震烈度。一般情况下，它与地震根本烈度相同。◆抗震设计的根本要求〔1〕建筑抗震设防分类和设防标准根据标准设防分甲、乙、丙、丁四类，各类有不同的设防标准。〔2〕抗震设防目标“小震不坏、中震可修、大震不倒〞◆地震作用的计算地震反响：结构振动时的速度、加速度及位移等地震作用：在振动过程中作用于建筑结构上的惯性力。〔1〕重力荷载代表值GE：结构和构配件自重标准值和各可变荷载的组合值之和。〔2〕单质点弹性体系的地震作用〔3〕自振周期的计算单质点自振周期：〔4〕多质点弹性体系的地震作用１.时程分析法〔直接动力法〕２.振型分解反响谱法每个主振型情形下的各质点的水平地震作用标准值：水平地震作用标准值的效应：３.底部剪力法适用范围：建筑高度不超过４０m，以剪切变形为主〔房屋高宽比不超过４〕、质量和刚度沿高度分布比拟均匀，以及近似于单质点体系的结构。结构底部总剪力：各质点的水平集中荷载：公式的误差修正◆结构的自振周期〔1〕能量法〔2〕顶点位移法◆结构的抗震验算〔1〕荷载效应的根本组合〔2〕抗震验算的设计表达式〔3〕抗震变形验算5.2.2多层砌体结构房屋的抗震设计◆一般规定1.多层砌体房屋的结构体系,应优先采用横墙承重或纵横墙共同承重的结构体系.2.多层多排柱内框架房屋宜采用矩形平面,立面宜规那么◆多层砌体房屋抗震计算要点〔1〕水平地震作用计算底部剪力法，取〔2〕抗震验算位置对于砌体房屋，可只选择附属面积较大或者竖向应力较小的墙段进行。〔3〕地震剪力的分配按砌体墙段的层间等效侧向刚度比例分配地震剪力。〔4〕截面抗震受剪承载力验算普通砖、多孔砖墙体，一般情形下按下式验算：5.2.3多层钢筋混凝土框架的抗震设计◆框架抗震设计的一般规定〔1〕结构抗震等级〔2〕结构布置原那么：“规那么结构〞〔3〕截面尺寸选择1.梁的截面尺寸梁的截面宽度不宜小于200mm，截面高宽比不宜大于4，净跨与截面高度比不宜小于4。2.柱的截面尺寸宽度和高度均不宜小于300mm，圆柱直径不宜小于350mm；截面长边与短边之比不宜大于3；剪跨比不宜大于2。◆抗震框架设计的一般原那么1.强柱弱梁2.强剪弱弯3.强节点、强锚固◆荷载效应根本组合1.对于只考虑水平地震作用的多层框架结构，其组合式可表达为：2.框架截面抗震验算设计表达式5.3小结由于地壳运动造成局部岩层变形积累、应力过大,而使其薄弱部位断裂错动引起的地震称为构造地震,是抗震研究的重点.地震释放的能量以波的形式传播,地震波分为体波和面波,体波又分为纵波和横波,各有其特点并引起地面不同的振动.地震震级是衡量一次地震本身强弱程度的等级,通常用里式震级表示.同一震级对不同地点的建筑物的影响是不相同的,地震烈度反映某一地区地面和建筑物遭受一次地震影响的强弱程度.众值烈度、根本烈度、罕遇烈度在抗震设计中各有不同的意义.根据建筑物的使用功能的重要性,建筑分为甲类、乙类、丙类、丁类四个抗震设防类别;分别采用不同的设防标准.进行抗震设计的建筑,应满足〞小震不坏、中震可修、大震不倒〞的抗震设防目标,按照不同的烈度、不同的房屋建筑分别采取相应的抗震措施,并按规定进行抗震承载力计算、弹性变形验算或弹塑性变形验算.多层砌体结构房屋在水平地震作用下，由于墙体材料的脆性性质和结构整体性不强，易发生墙体的剪切破坏及其他形式的破坏。砌体抗震设计的关键是保证墙体的抗震承载力，采取适当的构造措施加强结构整体性，改善其变形能力。在进行框架结构抗震设计时，要理解其一般原那么。课程评估在课程结束后，请你对课程、教材、指导书、教师等质量和效劳情况提供信息反响，这会有助于我们改良以后的教学。反响意见E-MAIL地址：jsb@。□附录：附录A：《建筑结构》习题集附录B：《建筑结构试验》指导书附录A：《建筑结构》习题集一、单项选择题1．我国采用的设计基准期为〔B〕A30年B50年C80年D100年2.混凝土的强度等级是按其〔C〕决定的A轴心抗拉强度B轴心抗压强度C立方体抗压强度D三向受力状态下的抗压强度3、以下哪一种缝应将建筑物从屋顶到根底全局部开〔D〕。A伸缩缝B防震缝C施工缝D沉降缝4、墙体的高厚比验算与以下〔C〕无关A稳定性B开洞及洞口大小C是否承载D承载力大小5．混凝土的变形模量是指〔C〕A应力与塑性应变的比值B应力应变曲线切线的斜率C应力应变曲线原点切线的斜率D应力与总应变的比值6．墙体的高厚比验算与以下〔C〕无关A稳定性B开洞及洞口大小C承载力大小D是否承载7．钢筋混凝土塑性铰与普通铰的区别是(D)A塑性铰可任意转动．普通铰只能单向转动B塑性铰转动幅度受限制，但可任意转动C塑性铰转动幅度受限制，其塑性区域为无限大D塑性铰只能单向转动，且能承受一定弯矩值8．无明显屈服点的钢筋，其强度设计依据是〔C〕A抗拉强度B最大应变对应的应力C条件屈服强度D0.9倍抗拉强度9．以下表达正确的选项是〔C〕A抗剪承载力计算中，限制梁的截面尺寸是为了防止剪压破坏B钢筋充分利用点到截断点之间的距离与剪力无关C计算正常使用极限状态下荷载效应组合时，荷载是取其标准值D计算其他条件相同时，短柱的延性高于长柱的延性10、混凝土假设处于三向应力作用下，当〔D〕A横向受拉，纵向受压，可提高抗压强度B横向受压，纵向受拉，可提高抗压强度C三向受压会降低抗压强度D三向受压会提高抗压强度11、高碳钢筋采用条件屈服强度，以表示，即：〔D〕A取极限强度的20%B取应变的0.002时的应力C取应变为0.2时的应力D取剩余应变为0.002时的应力12、以下使结构进入正常使用极限状态的是〔B〕A结构的一局部出现倾覆B梁出现过大的挠度C焊缝因疲劳而发生破坏D挡土墙滑移13、在大偏心受压构件中所有纵向钢筋能充分利用的条件是〔D〕ABC为任意值DA和B14、当双筋矩形截面受弯构件时，说明：〔B〕A受拉钢筋不屈服B受压钢筋不屈服C受压、受拉钢筋均已屈服D应加大截面尺寸15、以下说法正确的选项是〔A〕A砖的抗压强度恒大于砖砌体的抗压强度B砂浆的抗压强度恒小于砖砌体的抗压强度C块体的长宽比对砌体抗压强度的影响小D砂浆的抗压强度恒大于砖砌体的抗压强度16、在抗拉连接中采用摩擦型高强度螺栓或承压型高强度螺栓，承载力设计值〔A〕A是后者大于前者B是前者大于后者C相等D不一定相等17、以下荷载中代表值只有标准值的是〔A〕A永久荷载B可变荷载C偶然荷载D风荷载18、偏心受压构件界限破坏时〔A〕A离轴力较远一侧钢筋屈服与受压区混凝土压碎同时发生B离轴力较远一侧钢筋屈服与离轴力较近一侧钢筋屈服同时发生C离轴力较远一侧钢筋屈服比受压区混凝土压碎早发生D离轴力较远一侧钢筋屈服比受压区混凝土压碎早发生19．梁的混凝土保护层厚度是指〔C〕A箍筋外外表到混凝土外外表的距离B箍筋形心到混凝土外外表的距离C主筋外外表到混凝土外外表的距离D主筋形心到混凝土外外表的距离20．双筋矩形截面梁保证受压区钢筋屈服的条件是〔C〕ABCD21．对无腹筋梁的三种破坏形态，以下说法正确的选项是〔D〕A只有斜压破坏属于脆性破坏B只有斜拉破坏属于脆性破坏C只有剪压破坏不属于脆性破坏D三者都属于脆性破坏22．T形截面连续梁，跨中正截面承载力应按〔C〕计算，支座正截面承载力应按〔〕计算。A．矩形截面，矩形截面；B．矩形截面，T形截面；C．T形截面，矩形截面；D．T形截面，T形截面。23．受弯构件减小受力裂缝宽度最有效的措施之一是〔C〕A增加截面尺寸B提高混凝土强度等级C增加受拉钢筋截面面积，减小裂缝截面钢筋应力D增加钢筋的直径24．构造柱的设置，以下表达中错误的选项是〔D〕A楼梯间四角宜设构造柱B外墙四角设置构造柱C大房间内外墙交接处应设置D构造柱要设单独根底25．关于砌体结构中圈梁作用，以下表达错误的选项是〔D〕A加强结构整体性和空间刚度B提高墙体的抗剪强度C减轻地基不均匀沉降的影响D增加房屋的高度26、标准规定的受拉钢筋锚固长度为〔C〕A随混凝土强度等级的提高而增大B随钢筋等级提高而降低C随混凝土强度等级的提高而减少，随钢筋等级提高而增大D随混凝土及钢筋等级提高而减小27、受弯构件减小受力裂缝宽度最有效的措施之一是〔C〕A增加截面尺寸B提高混凝土强度等级C增加受拉钢筋截面面积，减小裂缝截面钢筋应力D增加钢筋的直径28、同一楼屋盖类型的砌体房屋的静力计算方案，根据〔A〕确定A房屋的横墙间距B房屋的纵墙间距C房屋的层数D房屋的高度29、轴心受压构件的稳定系数主要与(C)有关A混凝土强度B配筋率C长细比D荷载30、混凝土的变形模量是指〔C〕A应力与塑性应变的比值B应力应变曲线切线的斜率C应力应变曲线原点切线的斜率D应力与总应变的比值31、抗扭纵筋在梁截面中应〔D〕A上部布置B下部布置C上部、下部布置D沿周边均匀布置32、钢筋混凝土大偏心受压构件的破坏特征是〔A〕A远离纵向压力一侧的钢筋受拉屈服，随后另一侧钢筋受压屈服，砼被压碎B远离纵向压力一侧的钢筋应力不定，而另一侧钢筋受压屈服，砼被压碎C靠近纵向压力一侧的钢筋受拉屈服，随后另一侧钢筋受压屈服，砼被压碎D靠近纵向压力一侧的钢筋应力不定，而另一侧钢筋受压屈服，砼被压碎33、只配螺旋筋的混凝土柱体受压试件，其抗压强度高于fc是因为〔C〕A螺旋筋参与受压B螺旋筋使混凝土密实C螺旋筋约束了混凝土的横向变形D螺旋筋使混凝土中不出现内裂缝34、在梁的受拉区，纵向受拉钢筋的弯起点应该设在按正截面