工程結(jié)構(gòu)總復(fù)習(xí)課件

1、同濟(jì)大學(xué)電子音像出版社工程結(jié)構(gòu)總復(fù)習(xí)普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材工 程 結(jié) 構(gòu)（第三版）試卷題型及分?jǐn)?shù)填空題：20個(gè)空白處，總共40分，每空格2分名詞解釋 ：4道題，總共16分，每小題4分簡答題：3道題，總共24分，每小題8分計(jì)算題：2道題，總共20分，每小題10分一、結(jié)構(gòu)的基本知識(shí)1、結(jié)構(gòu)的組成 ：由若干個(gè)單元所組成的結(jié)構(gòu)骨架。2、基本(單元)構(gòu)件 板：提供活動(dòng)面，直接承受并傳遞荷載； 梁：板的支撐構(gòu)件，承受板傳來的荷載并傳遞； 柱：承受樓面體系（梁、板）傳來的荷載并傳遞； 墻：承受樓面體系（梁、板）傳來的荷載并傳遞； 基礎(chǔ)：將柱及墻等傳來的上部結(jié)構(gòu)荷載傳給地基； 索：懸掛構(gòu)件或結(jié)構(gòu)

2、體系的主要傳力單元； 桿：組成空間構(gòu)件，如屋架等。 鋼筋和混凝土共同工作的原因 1）鋼筋表面與混凝土之間存在粘結(jié)作用。 2）變形協(xié)調(diào)作用3）混凝土對鋼筋的保護(hù)作用 在以上各種作用中，鋼筋與混凝土之間存在粘結(jié)作用是鋼筋與混凝土能夠一起共同工作的最主要原因。摩擦力機(jī)械咬合力膠結(jié)力粘結(jié)作用鋼筋混凝土鋼筋與混凝土有較好的共同工作基礎(chǔ)的原因。（1）鋼筋與混凝土之間存在較好的傳遞應(yīng)力的能力，在荷載作用下，不產(chǎn)生相對滑移，保證兩種材料協(xié)調(diào)變形、共同受力。（2）鋼筋與混凝土兩種材料的溫度線膨脹系數(shù)相近，當(dāng)溫度發(fā)生變化時(shí)，兩者不會(huì)產(chǎn)生過大的不協(xié)調(diào)變化而導(dǎo)致破壞。（3）混凝土對鋼筋起良好的保護(hù)作用，結(jié)構(gòu)的抗火能力

3、和耐久性大大提高。1）就地取材；2）耐久性好；3）整體性好；4）可模性好；5）耐火性好。1）自重大；2）抗裂性能差；3）現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)模板用量大；4）工期長等等。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)主要優(yōu)點(diǎn)：主要缺點(diǎn)：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu) 的缺點(diǎn)（1）鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的截面尺寸大，其自重較大，對于建造大跨度結(jié)構(gòu)、高層結(jié)構(gòu)，減少地震反應(yīng)不理。（2）混凝土材料抗拉性能差，加之在硬化過程和使用過程中產(chǎn)生收縮，因此其抗裂性能差。（3）混凝土結(jié)構(gòu)的建造需要經(jīng)過綁扎鋼筋、支模版、澆筑、養(yǎng)護(hù)等多道施工工序，生產(chǎn)周期較長，施工質(zhì)量和進(jìn)度等易受環(huán)境條件的影響。（4）混凝土是通過內(nèi)部水泥的水化反應(yīng)形成一體，混凝土硬化后強(qiáng)度很高，因此鋼筋混

4、凝土結(jié)構(gòu)的拆除和改造難度較大。鋼結(jié)構(gòu)1、鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)成 是用鋼板、角鋼、工字鋼、槽鋼、鋼管和圓鋼等鋼材 通過焊接等有效的連接方式，所形成的結(jié)構(gòu)。2、優(yōu)缺點(diǎn) 優(yōu) 點(diǎn)： 強(qiáng)度和強(qiáng)度質(zhì)量比高； 材質(zhì)均勻、性能好，結(jié)構(gòu)可靠性高。 施工簡便、工期短。 延性好、抗震能力強(qiáng)。 易于改造和加固。 缺 點(diǎn)：耐腐蝕性差；耐火性差；鋼材價(jià)格相對較高?？勺兒奢d(活荷載)永久荷載(恒荷載)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)，其作用量值隨時(shí)間而變化，其變化幅度與平均值相比不可忽略不計(jì)的荷載 在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)，其作用量值不隨時(shí)間變化，或其變化幅度與平均值相比可以忽略不計(jì)的荷載. (隨時(shí)間的變異性分類)荷載的分類偶然荷載在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)不

5、一定出現(xiàn)，而一旦出現(xiàn)其量值很大且持續(xù)時(shí)間很短的荷載， 結(jié)構(gòu)功能的極限狀態(tài) 能夠滿足功能要求不能滿足功能要求特定狀態(tài)可靠度可靠失效極限狀態(tài)承載能力極限狀態(tài)正常使用極限狀態(tài)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)到最大承載能力或不適于繼續(xù)承載的變形時(shí)的狀態(tài) 結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)到正常使用或耐久性的某項(xiàng)規(guī)定限值時(shí)的狀態(tài) 超筋梁的破壞始于受壓混凝土的破壞，它的破壞特征屬于 脆性 破壞。 適筋梁的破壞始于縱向受力鋼筋的屈服，它的破壞特征屬于 延性 破壞。鋼筋混凝土梁和板要滿足正常使用極限狀態(tài)要求，需要進(jìn)行變形 和 裂縫寬度驗(yàn)算。 在連續(xù)反復(fù)荷載作用下，即使鋼材的應(yīng)力低于抗拉強(qiáng)度，甚至遠(yuǎn)低于屈服強(qiáng)度，構(gòu)件也有可能發(fā)生破壞，這種破壞現(xiàn)

6、象稱為 疲勞破壞。 鋼筋混凝土梁和板要滿足承載能力極限狀態(tài)要求，需要進(jìn)行正截面 受彎承載力 計(jì)算、斜截面受 剪承載力計(jì)算以及受扭承載力計(jì)算 根據(jù)施工方法的不同，鋼筋混凝土樓蓋可分為裝配式、裝配整體式和現(xiàn)澆式三種。裝配式混凝土樓蓋造價(jià)較低，施工進(jìn)度快，預(yù)制構(gòu)件質(zhì)量穩(wěn)定，便于工業(yè)化生產(chǎn)和機(jī)械化施工，故在建筑中應(yīng)用非常廣泛。為了提高裝配式樓蓋的整體性，可采用裝配整體式樓蓋。這種樓蓋是將各種預(yù)制構(gòu)件吊裝就位后，通過整結(jié)方法，使之構(gòu)成整體。 由于現(xiàn)澆式樓蓋整體剛性好，抗震性強(qiáng)，防水性能好，故適用于各種有特殊布局的樓蓋。 現(xiàn)澆式樓蓋按樓板受力和支承條件不同，可分為肋形樓蓋和無梁樓蓋。肋形樓蓋又可分為單向板

7、肋形樓蓋、雙向板肋形樓蓋和井式樓蓋。無梁樓蓋是指將板直接支承在柱頂?shù)闹鄙希辉O(shè)主、次梁，因而天棚平坦，凈空較高，通風(fēng)與采光較好，主要用于倉庫、商場等建筑中，如圖6.1所示。 肋形樓蓋是由板、次梁、主梁等構(gòu)件組成的，板的四周可支承于次梁、主梁或磚墻上。 這種彎曲后短向曲率比長向曲率大很多的板叫單向板。當(dāng)板的長邊與短邊相差不大時(shí)，由于沿長向傳遞的荷載也較大，不可忽略，板彎曲后長向曲率與短向曲率相差不大，這種板叫雙向板。(3)縱向排架縱向排架一方面承受著縱向水平荷載（屋蓋結(jié)構(gòu)傳來縱向風(fēng)荷載、吊車縱向制動(dòng)力、縱向水平地震力等），另一方面還起著保證結(jié)構(gòu)縱向剛度和穩(wěn)定的作用。(4)吊車梁主要承受吊車荷載

8、（包括豎向荷載、橫向和縱向水平荷載），并通過牛腿把它傳給橫向排架或縱向排架，同時(shí)起著連系縱向柱列的作用。鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)單層廠房通常由屋面板、屋架（或屋面梁）、吊車梁、連系梁、柱和基礎(chǔ)等構(gòu)件組成。其中，橫向柱列、屋架（或屋面梁）、柱基等構(gòu)件組成橫向承重體系，稱為橫向排架；縱向柱列、吊車梁、連系梁、柱間支撐、柱基等構(gòu)件組成縱向承重體系，稱為縱向排架。 7.2 單層廠房的結(jié)構(gòu)組成支撐包括柱間支撐和屋蓋支撐，其主要作用是加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的空間剛度和穩(wěn)定性，同時(shí)傳遞風(fēng)荷載、吊車縱向水平荷載。連系梁、基礎(chǔ)梁和抗風(fēng)柱連系梁和基礎(chǔ)梁一方面承受外墻的荷載，另一方面也起著形成縱向排架的作用。設(shè)置在山墻的抗風(fēng)柱主要作用

9、是將山墻上的風(fēng)荷載傳遞給屋蓋和基礎(chǔ)。多層及高層鋼筋混凝土房屋的常用結(jié)構(gòu)體系可分為四種類型：框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、框架剪力墻結(jié)構(gòu)和筒體結(jié)構(gòu)，各有不同的適用高度和優(yōu)缺點(diǎn)。由梁、柱構(gòu)件通過結(jié)點(diǎn)連接組成的結(jié)構(gòu)稱為框架，框架結(jié)構(gòu)是多層房屋的主要結(jié)構(gòu)形式，也是高層建筑的基本結(jié)構(gòu)單元。剪力墻結(jié)構(gòu)體系 將房屋的內(nèi)、外墻都做成實(shí)體的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，這種體系為剪力墻結(jié)構(gòu)體系。 剪力墻的間距受到樓板跨度的限制，一般為38m，因而剪力墻結(jié)構(gòu)適用于具有小房間的住宅、旅館等建筑，此時(shí)可省去大量砌筑填充墻的工序及材料，如果采用滑升模板及大模板等先進(jìn)的施工方法，施工速度很快。橫墻承重體系：房屋的每個(gè)開間都設(shè)置橫墻，樓板和屋面

10、板沿房屋縱向擱置在墻上，樓（屋）面荷載主要由橫墻承受的房屋，并由橫墻傳至基礎(chǔ)和地基。 縱墻承重體系：房間進(jìn)深相對較小而寬度相對較大時(shí)，將樓板橫向布置，直接擱置在縱向承重墻上，縱墻直接承受屋面、樓面荷載的結(jié)構(gòu)方案。房屋靜力計(jì)算方案的分類1. 剛性方案 當(dāng)房屋的橫墻壁間距較小、屋蓋和樓蓋的水平剛度較大時(shí)，房屋的空間剛度也較大，可假定墻、柱頂端的水平位移為零。2. 彈性方案 當(dāng)房屋的橫墻間距較大，或無橫墻（山墻），房屋的空間剛度較小，按不考慮空間工作的平面排架來計(jì)算。作為剛性和剛彈性方案房屋的橫墻，應(yīng)符合下列要求： 1. 橫墻中開有洞口時(shí)，洞口的水平截面面積不應(yīng)超過橫 墻截面面積的50%。 2. 橫

11、墻的厚度不宜小于180mm。 3. 單層房屋的橫墻長度不宜小于其高度，多層房屋的橫 墻長度，不宜小于H/2(H為橫墻總高度)。 4. 當(dāng)橫墻不能同時(shí)符合上述要求時(shí)，應(yīng)對橫墻的剛度進(jìn) 行驗(yàn)算。如橫墻的最大水平位移值umaxH/4000時(shí)(H 為橫墻總高度)，仍可視作剛性或剛彈性方案房屋的 橫墻。圈梁是磚墻承重房屋的一種經(jīng)濟(jì)有效的抗震措施，其功能體現(xiàn)。 （1）. 增強(qiáng)房屋的整體性。由于圈梁的約束，預(yù)制板散開以及磚墻出平面倒塌的危險(xiǎn)性大大減小了。使縱、橫墻能保持一個(gè)整體的箱形結(jié)構(gòu)，充分地發(fā)揮各片磚墻的平面內(nèi)抗剪強(qiáng)度，有效地抵抗來自任何方向的水平地震作用。（2）. 作為樓蓋的邊緣構(gòu)件，提高了樓蓋的水平剛度，使局部地震作用能夠均分給較多的磚墻來承擔(dān)，也減輕大房間縱、橫墻平面外破壞的危險(xiǎn)性。（3）. 限制墻體斜裂縫的開展和延伸，使磚墻裂縫僅在兩道圈梁之間的墻段內(nèi)發(fā)生，斜裂縫的水平夾角減小，磚墻抗剪承載力得以更充分地發(fā)揮和提高。（4）. 可以減輕地震時(shí)地基不均勻沉降對房屋的影響。各層圈梁，特別是屋蓋處和基礎(chǔ)處的圈梁，能提高房屋的豎向剛度和抗御不均勻沉陷的能力。（5）. 可以減輕和防止地震時(shí)的地表裂隙將房屋撕裂。例題【例9-3】截面為37