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文檔簡介

1、結構術語

2、建筑結構的概念

3、建筑結構的類型及運用

4、混凝土結構設計基本原理

5、建筑抗震的基本知識

1、結構術語框架結構framestructure

由梁和柱為主要構件組成的承受豎向和水平作用的結構。剪力墻結構shearwallstructure

由剪力墻組成的承受豎向和水平作用的結構。框架-剪力墻結構frame-shearwallstructure

由框架和剪力墻共同承受豎向和水平作用的結構。板柱-剪力墻結構slab-columnshearwallstructure

由無梁樓板和柱組成的板柱框架與剪力墻共同承受豎向和水平作用的結構。筒體結構tubestructure

由豎向筒體為主組成的承受豎向和水平作用的建筑結構。筒體結構的筒體分剪力墻圍成的薄壁筒和由密柱框架或壁式框架圍成的框筒等。框架-核心筒結構frame-corewallstructure

由核心筒與外圍的稀柱框架組成的筒體結構。筒中筒結構tubeintubestructure

由核心筒與外圍框筒組成的筒體結構?;旌辖Y構mixedstructure,hybridstructure

由鋼框架(框筒)、型鋼混凝土框架(框筒)、鋼管混凝土框架(框筒)與鋼筋混凝土核心筒體所組成的共同承受水平和豎向作用的建筑結構。

轉換層transferstory

設置轉換結構構件的樓層,包括水平結構構件及其以下的豎向結構構件。加強層storywithoutriggersand/orbeltmembers

設置連接內筒與外圍結構的水平伸臂結構(梁或桁架)的樓層,必要時還可沿該樓層外圍結構設置帶狀水平桁架或梁。連體結構towerslinkedwithconnectivestructure(s)

除裙樓以外,兩個或兩個以上塔樓之間帶有連接體的結構。多塔樓結構multi-towerstructurewithacommonpo-dium

未通過結構縫分開的裙樓上部具有兩個或兩個以上塔樓的結構。

框架結構剪力墻結構框架-剪力墻結構筒體結構筒體結構類型混凝土結構concretestructure

以混凝土為主制成的結構,包括素混凝土結構、鋼筋混凝土結構和預應力混凝土結構等。素混凝土結構plainconcretestructure

無筋或不配置受力鋼筋的混凝土結構。普通鋼筋steelbar

用于混凝土結構構件中的各種非預應力筋的總稱。預應力筋prestressingtendonand/orbar

用于混凝土結構構件中施加預應力的鋼絲、鋼絞線和預應力螺紋鋼筋等的總稱。鋼筋混凝土結構reinforcedconcretestructure

配置受力普通鋼筋的混凝土結構。預應力混凝土結構prestressedconcretestructure

配置受力的預應力筋,通過張拉或其他方法建立預加應力的混凝土結構?,F(xiàn)澆混凝土結構cast-in-situconcretestructure

在現(xiàn)場原位支模并整體澆筑而成的混凝土結構。裝配式混凝土結構precastconcretestructure

由預制混凝土構件或部件裝配、連接而成的混凝土結構。裝配整體式混凝土結構assembledmonolithicconcretestructure

由預制混凝土構件或部件通過鋼筋、連接件或施加預應力加以連接,并在連接部位澆筑混凝土而形成整體受力的混凝土結構。深受彎構件deepflexuralmember

跨高比小于5的受彎構件。深梁deepbeam

跨高比小于2的簡支單跨梁或跨高比小于2.5的多跨連續(xù)梁。先張法預應力混凝土結構pretensionedprestressedconcretestructure

在臺座上張拉預應力筋后澆筑混凝土,并通過放張預應力筋由粘結傳遞而建立預應力的混凝土結構。后張法預應力混凝土結構post-tensionedprestressedconcretestructure

澆筑混凝土并達到規(guī)定強度后,通過張拉預應力筋并在結構上錨固而建立預應力的混凝土結構。

無粘結預應力混凝土結構unbondedprestressedconcretestructure

配置與混凝土之間可保持相對滑動的無粘結預應力筋的后張法預應力混凝土結構。有粘結預應力混凝土結構bondedprestressedconcretestructure

通過灌漿或與混凝土直接接觸使預應力筋與混凝土之間相互粘結而建立預應力的混凝土結構。結構縫structuraljoint

根據結構設計需求而采取的分割混凝土結構間隔的總稱?;炷帘Wo層concretecover

結構構件中鋼筋外邊緣至構件表面范圍用于保護鋼筋的混凝土,簡稱保護層。錨固長度anchoragelength

受力鋼筋依靠其表面與混凝土的粘結作用或端部構造的擠壓作用而達到設計承受應力所需的長度。鋼筋連接spliceofreinforcement

通過綁扎搭接、機械連接、焊接等方法實現(xiàn)鋼筋之間內力傳遞的構造形式。配筋率ratioofreinforcement

混凝土構件中配置的鋼筋面積(或體積)與規(guī)定的混凝土截面面積(或體積)的比值。剪跨比ratioofshearspantoeffectivedepth

截面彎矩與剪力和有效高度乘積的比值。橫向鋼筋transversereinforcement

垂直于縱向受力鋼筋的箍筋或間接鋼筋。永久荷載permanentload

在結構使用期間,其值不隨時間變化,或其變化與平均值相比可以忽略不計,或其變化是單調的并能趨于限值的荷載??勺兒奢dvariableload

在結構使用期間,其值隨時間變化,且其變化與平均值相比不可以忽略不計的荷載。偶然荷載accidentalload

在結構設計使用年限內不一定出現(xiàn),而一旦出現(xiàn)其量值很大.且持續(xù)時間很短的荷載。荷載代表值representativevaluesofaload

設計中用以驗算極限狀態(tài)所采用的荷載量值,例如標準值、組合值、頻遇值和準永久值。設計基準期designreferenceperiod

為確定可變荷載代表值而選用的時間參數。荷載效應loadeffect

由荷載引起結構或結構構件的反應,例如內力、變形和裂縫等。荷載組合loadcombination

按極限狀態(tài)設計時,為保證結構的可靠性而對同時出現(xiàn)的各種荷載設計值的規(guī)定?;窘M合fundamentalcombination

承載能力極限狀態(tài)計算時,永久荷載和可變荷載的組合。偶然組合accidentalcombination

承載能力極限狀態(tài)計算時永久荷載、可變荷載和一個偶然荷載的組合,以及偶然事件發(fā)生后受損結構整體穩(wěn)固性驗算時永久荷載與可變荷載的組合。標準組合characteristic/nominalcombination

正常使用極限狀態(tài)計算時,采用標準值或組合值為荷載代表值的組合。頻遇組合frequentcombination

正常使用極限狀態(tài)計算時,對可變荷載采用頻遇值或準永久值為荷載代表值的組合。準永久組合quasi-permanentcombination

正常使用極限狀態(tài)計算時,對可變荷載采用準永久值為荷載代表值的組合。等效均布荷載equivalentuniformliveload

結構設計時,樓面上不連續(xù)分布的實際荷載,一般采用均布荷載代替;等效均布荷載系指其在結構上所得的荷載效應能與實際的荷載效應保持一致的均布荷載?;狙簉eferencesnowpressure

雪荷載的基準壓力,一般按當地空曠平坦地面上積雪自重的觀測數據,經概率統(tǒng)計得出50年一遇最大值確定。基本風壓referencewindpressure

風荷載的基準壓力,一般按當地空曠平坦地面上10m高度處10min平均的風速觀測數據,經概率統(tǒng)計得出50年一遇最大值確定的風速,再考慮相應的空氣密度,按貝努利(Bernoulli)公式(E.2.4)確定的風壓。地面粗糙度terrainroughness

風在到達結構物以前吹越過2km范圍內的地面時,描述該地面上不規(guī)則障礙物分布狀況的等級??拐鹪O防烈度seismicprecautionaryintensity

按國家規(guī)定的權限批準作為一個地區(qū)抗震設防依據的地震烈度。一般情況,取50年內超越概率10%的地震烈度??拐鹪O防標準seismicprecautionarycriterion

衡量抗震設防要求高低的尺度,由抗震設防烈度或設計地震動參數及建筑抗震設防類別確定。地震動參數區(qū)劃圖seismicgroundmotionparameterzonationmap

以地震動參數(以加速度表示地震作用強弱程度)為指標,將全國劃分為不同抗震設防要求區(qū)域的圖件。地震作用earthquakeaction

由地震動引起的結構動態(tài)作用,包括水平地震作用和豎向地震作用。土石方結構:持力層:直接承受基礎荷載的一定厚度的地基土層。回填:將土重新填入(如溝渠或基礎墻的空隙);亦指用任何材料重新填滿。打夯:人工打夯或用打夯機把地基砸實.夯點:測試土質的一種辦法,一般測量夯擊數,來此定一塊土地的土質是否一樣。釬探:將鋼釬打入土層,根據一定進尺所需的擊數探測土層情況或粗略估計土層的容許承載力的一種簡易的探測方法。大放腳:是指從基礎墻斷面上看單邊或兩邊階梯型的放出部分,根據每步放腳的高度是否相等,分為等高式和不等高式兩種。釬探打夯大放腳溝槽:槽底寬3米內,槽長大于3倍槽寬的。地坑:底面積在20平米內,且底長邊小于3倍短邊的。放坡:為了防止土壁塌方,確保施工安全,當挖方超過一定深度或填方超過一定高度時,其邊沿應放出的足夠的邊坡。這就是放坡。工作面:直接進行采掘或排土的場所。填料加固:用于軟弱地基挖土后的換填材料加固工程?;A與結構:筏板基礎:(又名滿堂基礎和筏型基礎)是把柱下獨立基礎或者條形基礎全部用聯(lián)系梁聯(lián)系起來,下面再整體澆注底板。由底板、梁等整體組成。一般有無梁式滿堂基礎、梁板式滿堂基礎和箱形基礎三種形式條形基礎:(又名帶型基礎)是指基礎長度遠遠大于寬度的一種基礎形式。按上部結構分為墻下條形基礎和柱下條形基獨立基礎:當建筑物上部結構采用框架結構或單層排架結構承重時,基礎常采用方形、圓柱形和多邊形等形式的獨立式基礎。獨立基礎分:階形基礎、坡形基礎、杯形基礎3種。箱型基礎:箱型基礎是由鋼筋砼的底板、頂板、側墻及一定數量的內隔墻構成封閉的箱體,基礎中部可在內隔墻開門洞作地下室。樁承臺基礎:由樁和連接樁頂的樁承臺(簡稱承臺)組成的深基礎,平臺一般采用鋼筋混凝土結構,其承上傳下的作用,把墩身荷載傳到基樁上。杯形基礎:當柱采用預制構件時,則基礎做成杯口形,然后將柱子插入并嵌固在杯口內,故稱杯形基礎.。條形基礎筏板基礎柱下獨立基礎箱型基礎杯形基礎樁承臺基礎梁墻柱板:懸挑梁:不是兩端都有支撐的,一端埋在或者澆筑在支撐物上,另一端伸出挑出支撐物的梁,可為固定、簡支或自由段??鐢担簝芍ёg算一跨,比如柱和墻。基礎梁:架在基礎上的梁,不需要支底模的梁,主要作用是作為上部建筑的基礎,將上部荷載傳遞到地基上??蚣芰海褐竷啥伺c框架柱(KZ)相連的梁,或者兩端與剪力墻相連但跨高比不小于5的梁。圈梁:圈梁是指在房屋的基礎上部的連續(xù)的鋼筋混凝土梁也叫地圈梁(DQL);而在墻體上部,緊挨樓板的鋼筋混凝土梁叫上圈梁。圈梁地圈梁懸挑梁過梁:當墻體上開設門窗洞口且墻體洞口大于300mm時,為了支撐洞口上部砌體所傳來的各種荷載,并將這些荷載傳給門窗等洞口兩邊的墻,常在門洞洞口上設置橫梁,該梁稱為過梁。連梁:指兩端與剪力墻相連且跨高比小于5的梁。一般在風荷載和地震荷載的作用下,連梁的內力往往很大。作用類似于過梁。暗梁:樓板上有墻需要梁來承重受力,或柱間需設拉結梁,但梁又不能突出板的下面影響空間使用要求,而在板上設加強鋼筋起梁的作用。設暗梁處樓板應不少于150mm厚。邊框梁:建筑物的邊軸線框架的梁。加腋梁:指鋼梁或混凝土梁在根部斜向加高,加腋部份相當于柱子上的“牛腿磚平碹:(又名磚過梁)磚平碹是門窗洞口上的橫梁,也就是磚砌平拱過梁,是磚墻中的一種傳統(tǒng)作法。過梁加腋梁過梁過梁磚平碹吊車梁:用于專門裝載廠房內部吊車的梁,一般安裝在廠房上部。有梁板:有梁板是由一個方向或兩個方向的梁(主梁、次梁)與板連成一體的板或者是板的下部有梁,它包括梁板式肋形板和井字肋形板。工程量按梁、板總和計算。梁是板的支座,分單向板和雙向板.無梁板:無梁板是指板無梁、直接用柱頭支撐,包括板和柱帽。其工程量按板和柱帽之和計算。柱是板的支座,不設梁.平板:平板是指板無柱、無梁由墻承重。由圈梁、剪力墻圍成的板。密肋板:為增加板的剛度,要在板的一側增加一些小梁。通常肋的條數很多。吊車梁密肋板有梁板無梁板平板板帶:用于預制板安裝及排板后而不足一塊板的部分(縫寬大于60mm才用板帶)采用與預制板厚度相同的現(xiàn)澆板進行補缺。升板:在地面把每層的鋼筋砼樓板預先澆筑,達到強度后,把每層樓板通過吊裝到設計高度后板底用特制的鋼銷進行固定。構造柱:是在墻身的主要轉角部位設置的豎直構件,其作用是與去圈梁一起組成空間骨架,以提高建筑物的整體剛度和整體的延展性,約束墻體裂縫的開展,從而增加建筑物的抗震能力。常見于磚混結構??蚣苤涸诳蚣芙Y構中承受梁和板傳來的荷載,并將荷載傳給基礎,是主要的豎向受力構件。需要通過計算配筋。常見于框架結構。獨立柱:四周沒有構件和它相連來一起承重,單獨承重,四周是自由端,常見于地下室車庫結構和廣告牌等。芯柱:芯柱就是在框架柱截面中三分之一左右的核心部位配置附加縱向鋼筋及箍筋而形成的內部加強區(qū)域。梁上柱和剪力墻上柱:建筑物的底部沒有柱子,到了某一層后又需要設置柱子,那么柱子只能從下一層的梁上生根了,這就是梁上柱。從剪力墻上生根的,就是剪力墻上柱。框支柱和框支梁:因為建筑需要大空間的要求,使部分結構的豎向構件不能連續(xù)設置,因此需設置轉換層,部分不能落地的剪力墻和框架柱,需在轉換層的梁上生根,該梁稱為框支梁,而支撐框支梁的柱稱為框支柱。梁上柱和剪力墻上柱:建筑物的底部沒有柱子,到了某一層后又需要設置柱子,那么柱子只能從下一層的梁上生根了,這就是梁上柱。從剪力墻上生根的,就是剪力墻上柱??蛑е涂蛑Я海阂驗榻ㄖ枰罂臻g的要求,使部分結構的豎向構件不能連續(xù)設置,因此需設置轉換層,部分不能落地的剪力墻和框架柱,需在轉換層的梁上生根,該梁稱為框支梁,而支撐框支梁的柱稱為框支柱。構造柱框支柱框支梁芯柱柱帽:當樓面荷載較大時,為提高板的承載能力、剛度和抗沖切能力,在柱頂設置的用來增加柱對板支托面積的結構。墻肢:墻肢是指兩根連梁之間的墻,這么說是為了與墻體開小洞口區(qū)別。若干片墻肢連在一起,稱為一個墻段。主墻:主墻是指磚墻,砌塊墻厚在180mm以上或超過100mm以上的剪力墻或除輕質隔墻的墻均為主墻,其他非承重的間壁墻都視為非主墻。剪力墻:房屋或構筑物中主要承受風荷載或地震引起的水平荷載的墻體,防止結構剪切破壞。有三要素:砼,抗震,承重。接樁:將已打入的前一根樁頂端與后一根樁的下端相連接在一塊的過程。送樁:需要用打樁機和送樁機將預制樁共同送入土中.柱帽鋼筋:鋼筋:配置在鋼筋砼及預應力鋼筋砼構件中的鋼條或鋼絲的總稱。受力鋼筋:鋼筋砼結構中,按結構計算,承受拉力或壓力的鋼筋,是所配置鋼筋中的主要部分。有受拉鋼筋,受壓鋼筋等。構造鋼筋:相對于受力鋼筋而言,構造鋼筋不承受主要的作用力,只起維護、拉結,分布作用。有分布筋,箍筋,腰筋,拉筋等。隔一布一:不同型號的鋼筋交錯布置。熱軋鋼筋:由低碳鋼和普通合金鋼在高溫狀態(tài)下壓制而成,主要用于鋼筋砼和預應力混凝土結構的配筋,分為熱軋光圓鋼筋和熱軋帶肋鋼筋兩種。有HPB235,HRB335,HRB400,RRB400,最前者屬于光圓鋼筋,其他屬于帶肋鋼筋。冷軋鋼筋:用熱軋盤條經多道冷軋減徑,一道壓肋并經消除內應力后形成的一種帶有二面或三面月牙形的鋼筋。主要用于預應力砼構件中。分為冷軋扭鋼筋CTB和冷軋帶肋鋼筋CRB兩種。預應力鋼筋:在外荷載作用到構件上之前,通過先張法或后張法預先對構件砼施加壓應力,當構件承受由外荷載產生的拉力時,首先抵消砼中已有的預壓力,然后隨荷載增加,才能使砼受拉而后出現(xiàn)裂縫。鋼絲網:鋼絲網是水泥砂漿基面的骨架,可以選用鋼絲粗為16-18號網格為20-25毫米的鋼絲網或鍍鋅鐵絲網。不同材質的交接處一般用鋼絲網,是為了做裝飾防止開裂的.鋼板網:金屬板材經過特種機械(鋼板網沖剪機)加工處理后,形成為網眼狀況的張料物體。箍筋:用來滿足斜截面抗剪強度,并聯(lián)結受力主筋和受壓區(qū)砼使其共同工作,此外,用來固定主鋼筋的位置而使構件(梁或者柱)內各種鋼筋構成鋼筋骨架的鋼筋。肢數:梁同一截面內在高度方向箍筋的根數。貫通筋:貫通筋是指貫穿于構件(如梁)整個長度的鋼筋,中間既不彎起也不中斷,當鋼筋過長時可以搭接或焊接,但鋼筋直徑相同。貫通筋既可以是受力鋼筋,也可以是架力鋼筋。通長筋:基本同貫通筋,但是搭接時鋼筋的直徑可同可不同。縱筋:又叫縱向鋼筋。縱筋一般指長度方向的主要受力鋼筋,在砼構件內沿長方向布置的鋼筋,多為受力鋼筋,主要在構件中承受拉力。腰筋:(又名側縱筋)腰筋又稱“腹筋”,他的得名是因為他的位置一般位于梁兩側中間部位而得來的,是梁中部構造鋼筋,主要是因為有的梁太高,需要在箍筋中部加條連接筋(梁側的縱向構造鋼筋實際中又稱為腰筋)。鋼筋網腰筋鋼板網附加箍筋:附加箍筋是主次梁之間的構造加強鋼筋,比吊筋更常用。設置方法為,每側3根,共6根。間距50mm,直徑同普通箍筋。吊筋:吊筋是主次梁之間的構造加強鋼筋,將作用于砼梁式構件底部的集中力傳遞至頂部,是提高梁承受集中荷載抗剪能力的一種鋼筋,形狀如元寶,又稱為元寶筋。拉筋:同時拉住主筋和箍筋的鋼筋,拉筋主要是為提高鋼筋骨架的整體性而起拉結作用。分布筋:出現(xiàn)在單向板中,布置在受力鋼筋的上部,與受力鋼筋垂直。作用是固定受力鋼筋的位置并將板上的荷載分散到受力鋼筋上,同時也能防止因砼的收縮和溫度變化等原因。彎矩筋:向上彎起的彎矩是正彎矩,反之,向下彎起的彎矩就是負彎矩。負筋:(又名負彎矩筋或扣筋)梁或板的構造鋼筋,為抵抗負彎矩而設置的鋼筋就叫負彎矩筋,一般來說,常碰到的負彎矩筋有兩種,一種是樓板與梁交接的地方,另一種就是梁的支座處。架立筋:架立鋼筋設置在梁的受壓區(qū)外邊緣兩側,用來固定箍筋和形成鋼筋骨架。如受壓區(qū)配有縱向受壓鋼筋時,則可不再配置架立鋼筋。架立鋼筋的直徑與梁的跨度有關。附加箍筋負筋拉筋架立筋吊筋電渣壓力焊:是將兩鋼筋安放成豎向或斜向(傾斜度在4:1的范圍內)對接形式,利用電流通過液體熔渣所錨固:錨固是指鋼筋被包裹在砼中,增強砼與鋼筋的連接。搭接:在砼結構構件中,鋼筋長度不夠時,按要求將兩根鋼筋互相疊合而形成的連接。鋼筋連接的基本形式:綁扎搭接,焊接,和機械連接幾類.植筋:植筋就是種植鋼筋,為了加固建筑物或是續(xù)建,在原建筑直錨:直接錨固、直線形錨固。彎錨:鋼筋經過彎折處理的錨固叫作彎錨?;炷帘Wo層:是指砼構件中,起到保護鋼筋避免鋼筋直接裸露的那一部分砼,其厚度為縱向鋼筋(非箍筋)外緣至砼表面的最小距離。加密區(qū):箍筋加密區(qū)是用來抵抗水平處豎向的剪應力的。電渣壓力焊植筋焊接機械連接綁扎搭接馬牙搓:當砌體不能同時砌筑的時候,在交接處一般要預留馬牙搓,以保持砌體的整體性與穩(wěn)定性,常用在構造柱與砌筑墻體的連接中,是指構造柱上凸出的部分。后澆帶:防止現(xiàn)澆鋼筋砼結構由于溫度、收縮不均可能產生的有害裂縫,在基礎底板、墻、梁相應位置留設臨時施工縫,在若干時間后再澆搗該施工縫砼,將結構連成整體.馬牙槎后澆帶2、建筑結構的概念

建筑結構是指在建筑物(包括構筑物)中,由建筑材料做成用來承受各種荷載或者作用,以起骨架作用的空間受力體系,在不致混淆時可簡稱結構。

作用分為直接作用和間接作用。直接作用習慣上稱為荷載,系指施加在結構上的集中力或分布力系。間接作用指引起結構外加變形或約束變形由溫度變化、材料脹縮等引起的受約束結構或構件中潛在的變形稱為約束變形,由地面運動、地基不均勻變形等引起的結構或構件的變形稱為外加變形。建筑結構由水平構件、豎向構件和基礎組成。水平構件包括板、梁等,用以承受豎向荷載;豎向構件包括柱、墻等,用以支承水平構件或承受水平荷載;基礎用以將建筑物承受的荷載傳至地基。3、建筑結構的類型及運用

3.1建筑結構的類型(1)按建筑材料劃分

鋼筋混凝土結構、鋼結構、砌體(包括磚、砌塊、石等)結構、木結構、塑料結構等(2)按結構型式劃分:充氣結構、墻體結、框架結構、深梁結構、筒體結構、拱結構、網架結構、薄殼(包括折板)結構、懸索結構、艙體結構等(3)按結構體型劃分:單層結構(多用于單層工業(yè)廠房、食堂等)、多層結構(一般2~7層)、高層結構(一般8層以上)、大跨結構(跨度大約在40~50m以上)3.2常見建筑結構類型及運用(1)、砌體結構1)用磚砌體、石砌體或砌塊砌體建造的結構,又稱磚石結構。由于砌體的抗壓強度較高而抗拉強度很低,因此,砌體結構構件主要承受軸心或小偏心壓力,而很少受拉或受彎,一般民用和工業(yè)建筑的墻、柱和基礎都可采用砌體結構。在采用鋼筋混凝土框架和其他結構的建筑中,常用磚墻做圍護結構,如框架結構的填充墻。煙囪、隧道、涵洞、擋土墻、壩、橋和渡槽等,也常采用磚、石或砌塊砌體建造。2)砌體結構的主要優(yōu)點是:①容易就地取材。磚主要用粘土燒制;石材的原料是天然石;砌塊可以用工業(yè)廢料──礦渣制作,來源方便,價格低廉。②磚、石或砌塊砌體具有良好的耐火性和較好的耐久性。③砌體砌筑時不需要模板和特殊的施工設備。在寒冷地區(qū),冬季可用凍結法砌筑,不需特殊的保溫措施。④磚墻和砌塊墻體能夠隔熱和保溫,所以既是較好的承重結構,也是較好的圍護結構。3)砌體結構的缺點是:①與鋼和混凝土相比,砌體的強度較低,因而構件的截面尺寸較大,材料用量多,自重大。②砌體的砌筑基本上是手工方式,施工勞動量大。③砌體的抗拉和抗剪強度都很低,因而抗震性能較差,在使用上受到一定限制;磚、石的抗壓強度也不能充分發(fā)揮。④粘土磚需用粘土制造,在某些地區(qū)過多占用農田,影響農業(yè)生產。(2)、框架結構1)框架結構是指由梁和柱以剛接或者鉸接相連接而成構成承重體系的結構,即由梁和柱組成框架共同抵抗適用過程中出現(xiàn)的水平荷載和豎向荷載。采用結構的房屋墻體不承重,僅起到圍護和分隔作用,一般用預制的加氣混凝土、膨脹珍珠巖、空心磚或多孔磚、浮石、蛭石、陶爛等輕質板材等材料砌筑或裝配而成??蚣芙Y構住宅是指以鋼筋混凝土澆搗成承重梁柱,再用預制的加氣混凝土、膨脹珍珠巖、浮石、蛭石、陶爛等輕質板材隔墻分戶裝配成而的住宅。適合大規(guī)模工業(yè)化施工,效率較高,工程質量較好。2)框架建筑的主要優(yōu)點:空間分隔靈活,自重輕,有利于抗震,節(jié)省材料;具有可以較靈活地配合建筑平面布置的優(yōu)點,利于安排需要較大空間的建筑結構;框架結構的梁、柱構件易于標準化、定型化,便于采用裝配整體式結構,以縮短施工工期;采用現(xiàn)澆混凝土框架時,結構的整體性、剛度較好,設計處理好也能達到較好的抗震效果,而且可以把梁或柱澆注成各種需要的截面形狀。3)框架結構體系的缺點為:框架節(jié)點應力集中顯著;框架結構的側向剛度小,屬柔性結構框架,在強烈地震作用下,結構所產生水平位移較大,易造成嚴重的非結構性破性;鋼材和水泥用量較大,構件的總數量多,吊裝次數多,接頭工作量大,工序多,浪費人力,施工受季節(jié)、環(huán)境影響較大;不適宜建造高層建筑,框架是由梁柱構成的桿系結構,其承載力和剛度都較低,特別是水平方向的(即使可以考慮現(xiàn)澆樓面與梁共同工作以提高樓面水平剛度,但也是有限的),它的受力特點類似于豎向懸臂剪切梁,其總體水平位移上大下小,但相對與各樓層而言,層間變形上小下大,設計時如何提高框架的抗側剛度及控制好結構側移為重要因素,對于鋼筋混凝土框架,當高度大、層數相當多時,結構底部各層不但柱的軸力很大,而且梁和柱由水平荷載所產生的彎矩和整體的側移亦顯著增加,從而導致截面尺寸和配筋增大,對建筑平面布置和空間處理,就可能帶來困難,影響建筑空間的合理使用,在材料消耗和造價方面,也趨于不合理,故一般適用于建造不超過15層的房屋。

(3)、鋼結構鋼結構通常由型鋼和鋼板等制成的鋼梁、鋼柱、鋼桁架等構件組成;各構件或部件之間采用焊縫、螺栓或鉚釘連接。有些鋼結構還用鋼鉸線、鋼絲繩或鋼絲束以及鑄鋼等材料組成。鋼材的組織結構均勻,接近于各向同性勻質體,因而鋼結構的理論計算結果比較符合實際受力情況;鋼材強度較高,彈性模量也高;鋼結構塑性和韌性好、適宜于承受振動和沖擊荷載;鋼材容重與強度的比值一般小于混凝土和木材,因而鋼結構的重量輕;鋼結構便于機械化制造,精確度較高,安裝方便,是工程結構中工業(yè)化程度最高的一種結構;施工較快,可盡快地發(fā)揮投資的經濟效益。鋼結構的密封性較好,但耐銹蝕性較差,需要經常維護;耐火性也較差。鋼結構常用于跨度大、高度大、荷載大、動力作用大的各種工程結構中,如工業(yè)廠房的承重骨架和吊車梁、大跨度的屋蓋結構、高層建筑的骨架、大跨度的橋梁、起重機結構、塔架和桅桿結構、石油化工設備的框架、工作平臺和海洋采油平臺、管道支架、水工閘門等;也常用于可裝拆搬遷的結構,如臨時性展覽館、建筑工地用房、混凝土模板等。輕型鋼結構常用于小跨度輕屋面的各類房屋、自動化高架倉庫等。此外,容器結構、爐體結構和大直徑管道等也常用鋼材制成

(4)、剪力墻結構剪力墻結構是用鋼筋混凝土墻板來代替框架結構中的梁柱,能承擔各類荷載引起的內力,并能有效控制結構的水平力,這種用鋼筋混凝土墻板來承受豎向和水平力的結構稱為剪力墻結構

剪力墻體系的優(yōu)點為:

1)、整體性好;

2)、側向剛度大,水平力作用下側移??;

3)、由于沒有梁、柱等外露與凸出,便于房間內部布置。

剪力墻體系的缺點為:

1)、不能提供大空間房屋;

2)、結構延性較差。常用于高層建筑(5)、框架剪力墻框架結構摻加部分混凝土墻,叫做框架剪力墻結構優(yōu)點:室內空間的使用以及房間隔墻的拆改,和框架結構一樣靈活多變??拐鹦阅芘c純剪力墻結構一樣堅固。缺點:混凝土用量多,自重大,總高度通常無法超過150m常用于高層的辦公樓、商場和酒店(6)、混合結構

框架剪力墻結構中的框架柱內用型鋼鋼材,或在柱子外側包裹型鋼鋼材,叫做混合結構優(yōu)點:混凝土結構摻加大型型鋼鋼材,可以有效減小混凝土柱子的尺寸,減少結構自重,并加強柱子的抗震和承重性能??梢员绕胀蚣芗袅Y構修得更高,最高可以修建到300米甚至更高的高度。缺點:因為綜合了框架剪力墻結構和鋼結構的優(yōu)點,此類結構在150米~300米的建筑中廣泛使用,缺點較少常用于超高層民用建筑和地標建筑常用于超高層民用建筑和地標建筑3.3結構所要解決的問題(1)使骨架形成的空間能良好地服務于人類生活、生產的要求和人類對美觀的需要。前者是物質的,后者是精神的。這是結構之所以存在的根本目的;(2)結構要抵御自然界各種作用力(地心吸力、風力、地震力等),因而需要有抵抗力(強度、剛度和穩(wěn)定性)的功能。這是結構之所以存在的根本價值所在;(3)怎樣充分發(fā)揮所采用建筑材料的作用。這是結構的另一重要功能。材料是結構之所以存在的根本基礎條件;(4)結構所要解決的問題還有其它表現(xiàn),如連接構造問題、經濟問題等。4、混凝土結構設計基本原理

一、緒

論鋼筋與混凝土為什么能共同工作:(1)鋼筋與混凝土間有著良好的粘結力,使兩者能可靠地結合成一個整體,在荷載作用下能夠很好地共同變形,完成其結構功能。(2)鋼筋與混凝土的溫度線膨脹系數也較為接近,因此,當溫度變化時,不致產生較大的溫度應力而破壞兩者之間的粘結。(3)包圍在鋼筋外面的混凝土,起著保護鋼筋免遭銹蝕的作用,保證了鋼筋與混凝土的共同作用。1、混凝土的主要優(yōu)點:1)材料利用合理2)可模性好3)耐久性和耐火性較好4)現(xiàn)澆混凝土結構的整體性好5)剛度大、阻尼大6)易于就地取材2、混凝土的主要缺點:1)自重大2)抗裂性差3)承載力有限4)施工復雜、施工周期較長5)修復、加固、補強較困難建筑結構的功能包括安全性、適用性和耐久性三個方面作用的分類:按時間的變異,分為永久作用、可變作用、偶然作用結構的極限狀態(tài):承載力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)結構的目標可靠度指標與結構的安全等級和破壞形式有關。荷載的標準值小于荷載設計值;材料強度的標準值大于材料強度的設計值二、鋼筋與混凝土材料物理力學性能一、混凝土立方體抗壓強度(fcu,k):用150mm×150mm×150mm的立方體試件作為標準試件,在溫度為(20±3)℃,相對濕度在90%以上的潮濕空氣中養(yǎng)護28d,按照標準試驗方法加壓到破壞,所測得的具有95%保證率的抗壓強度。(fcu,k為確定混凝土強度等級的依據)1.強度

軸心抗壓強度(fc):由150mm×150mm×300mm的棱柱體標準試件經標準養(yǎng)護后用標準試驗方法測得的。(fck=0.67fcu,k)軸心抗拉強度(ft):相當于fcu,k的1/8~1/17,fcu,k越大,這個比值越低。

復合應力下的強度:三向受壓時,可以使軸心抗壓強度與軸心受壓變形能力都得到提高。

雙向受力時,(雙向受壓:一向抗壓強度隨另一向壓應力的增加而增加;雙向受拉:混凝土的抗拉強度與單向受拉的基本一樣;一向受拉一向受壓:混凝土的抗拉強度隨另一向壓應力的增加而降低,混凝土的抗壓強度隨另一向拉應力的增加而降低)

受力變形:(彈性模量:通過曲線上的原點O引切線,此切

線的斜率即為彈性模量。反映材料抵2.變形抗彈性變形的能力)體積變形(溫度和干濕變化引起的):收縮和徐變等。混凝土單軸向受壓應力-應變曲線數學模型美國E.Hognestad建議的模型德國Rusch建議的模型

混凝土的彈性模量、變形模量和剪變模量彈性模量變形模量切線模量(1)徐變:混凝土的應力不變,應變隨時間而增長的現(xiàn)象?;炷廉a生徐變的原因:a、填充在結晶體間尚未水化的凝膠體具有粘性流動性質b、混凝土內部的微裂縫在載荷長期作用下不斷發(fā)展和增加的結果線性徐變:當應力較小時,徐變變形與應力成正比;非線性徐變:當混凝土應力較大時,徐變變形與應力不成正比,徐變比應力增長更快。影響因素:應力越大,徐變越大;初始加載時混凝土的齡期愈小,徐變愈大;混凝土組成成分水灰比大、水泥用量大,徐變大;骨料愈堅硬、彈性模量高,徐變小;溫度愈高、濕度愈低,徐變愈大;尺寸大小,尺寸大的構件,徐變減小。養(yǎng)護和使用條件對結構的影響:受彎構件的長期撓度為短期撓度的兩倍或更多;長細比較大的偏心受壓構件,側向撓度增大,承載力下降;由于徐變產生預應力損失。(不利)截面應力重分布或結構內力重分布,使構件截面應力分布或結構內力分布趨于均勻。(有利)收縮:混凝土在空氣中結硬時體積減小的現(xiàn)象,在水中體積膨脹。影響因素:1、水泥的品種:水泥強度等級越高,則混凝土的收縮量越大;2、水泥的用量:水泥越多,收縮越大;水灰比越大,收縮也越大;3、骨料的性質:骨料的彈性模量大,則收縮??;4、養(yǎng)護條件:在結硬過程中,周圍的溫、濕度越大,收縮越??;5、混凝土制作方法:混凝土越密實,收縮越??;6、使用環(huán)境:使用環(huán)境的溫度、濕度大時,收縮??;7、構件的體積與表面積比值:比值大時,收縮小。對結構的影響:會使構件產生表面的或內部的收縮裂縫,會導致預應力混凝土的預應力損失等。措施:加強養(yǎng)護,減少水灰比,減少水泥用量,采用彈性模量大的骨料,加強振搗等?;炷恋钠谑呛奢d重復作用下產生的。(200萬次及其以上)二、鋼筋表面形狀:光圓鋼筋:HPB235

帶肋鋼筋:HRB335、HRB400、RRB400有明顯屈服點的鋼筋:四個階段(彈性階段、屈服階段、強化階段、破壞階段),屈服強度力學性能是主要的強度指標。(軟鋼)沒有明顯屈服點的鋼筋:在承載力計算時,取“條件屈服強度”(0.85)(硬鋼)

鋼筋的疲勞是指鋼筋在承受重復并帶有周期性動荷載作用下,經過一定次數后,鋼筋由原塑性破壞變成脆性突然斷裂破壞的現(xiàn)象。影響鋼筋疲勞的因素:1.疲勞應力幅2.鋼筋外表面幾何尺寸和形狀3.鋼筋直徑、鋼筋強度等級4.鋼筋軋制工藝和試驗方法

鋼材在常溫下經剪切、冷彎、輥壓、冷拉、冷拔等冷加工過程,性能將發(fā)生顯著改變,強度提高、塑性降低,使鋼材產生硬化,有增加鋼結構脆性的危險。

鋼筋的冷拉特性:只提高抗拉強度,不提高抗壓強度,強度提高,塑性下降鋼筋的冷拔能提高抗拉強度又能提高抗壓強度混凝土結構對鋼筋性能的要求:強度、塑性、可焊性、與混凝土的粘結。鋼筋的力學指標:強度

鋼筋的塑性指標:伸長率、冷彎

鋼筋的強度指標:屈服強度和極限強度三、鋼筋與混凝土的粘結1.粘結的定義及組成(1)定義:鋼筋與其周圍混凝土之間的相互作用。(包括沿鋼筋長度的粘結和鋼筋端部的粘結)(2)組成:膠著力、摩擦力、機械咬合力。變形鋼筋的粘結力最主要的是機械咬合力。2.保證可靠粘結的構造措施

錨固長度的影響因素:鋼筋直徑、鋼筋抗拉強度設計值、混凝土抗拉強度設計值、外形系數。鋼筋的錨固長度以拉伸錨固長度為基本錨固長度。任何情況下,縱向受拉鋼筋的錨固長度不應小于250mm。變形鋼筋及焊接骨架中的光圓鋼筋、軸心受壓構件中的光圓鋼筋可不做彎鉤。三、受彎構件正截面受彎承載力

一、梁、板的一般構造1.截面形式與尺寸板:厚度與跨度、荷載有關,以10mm為模數梁:寬度一般為100,120,150,(180),200,(220),250,300,以下級差為50mm;高度一般為250,300,…,800mm,級差為50mm,800以上級差為100mm。h/b=2.0~2.5(矩形),h/b=2.5~3.0(T形)2.材料的選擇與構造(1)鋼筋:梁(縱向受力鋼筋:常用HRB335,直徑12,14,16,18,20,22;箍筋:常用HPB235或HRB335,直徑6,8,10);板(縱向受拉鋼筋:常用HPB235、HRB335,直徑6,8,10,12;分布鋼筋:常用HPB235,直徑6,8)(2)縱向受力鋼筋配筋率:縱向受力鋼筋截面面積As與截面有效面積bh0的百分比截面有效高度:截面高度減去縱向受拉鋼筋全部截面重心至受拉邊緣的距離h。=h-as(3)混凝土保護層厚度:

縱向受力鋼筋的外表面到截面邊緣的的垂直距離,稱為混凝土保護層厚度用c表示?;炷帘Wo層的三個作用:1).防止縱向鋼筋銹蝕2).在火災等情況下,使鋼筋的溫度上升緩慢3).使縱向鋼筋與混凝土有較好的粘結。環(huán)境為一類,混凝土強度等級為C25~C45,混凝土保護層最小厚度,梁為25mm,板為15mm。二.適筋梁正截面受彎的三個受力階段1.兩個轉折點:受拉區(qū)混凝土開裂點,縱向受拉鋼筋開始屈服的點。(1)混凝土開裂前的未裂階段(Ⅰ):→Ⅰa是受彎構件正截面抗裂驗算的依據。特點:①受拉區(qū)混凝土沒有開裂;②受壓區(qū)混凝土的壓應力圖形是直線,受拉區(qū)混凝土的拉應力圖形在第Ⅰ階段前期是直線,后期是曲線;③彎矩與截面曲率基本上是直線關系。(2)混凝土開裂后至鋼筋屈服前的裂縫階段(Ⅱ):→Ⅱ是裂縫寬度與變形驗算的依據。

特點:①在裂縫截面處,受拉區(qū)大部分混凝土退出工作,拉力由縱向受拉鋼筋承擔,但鋼筋沒有屈服;②受壓區(qū)混凝土已有塑性變形,但不充分,壓應力圖形為只有上升段的曲線,最大壓應力在受壓區(qū)邊緣;③彎矩與截面曲率是曲線關系,截面曲率與撓度的增長加快了。鋼筋開始屈服至截面破壞的破壞階段(Ⅲ):→Ⅲa是正截面受彎承載力計算的依據。

特點:①受拉區(qū)絕大部分混凝土退出工作,鋼筋屈服;②受壓區(qū)混凝土的壓應力圖形為有上升段與下降段的曲線,最大壓應力不在受壓區(qū)邊緣,而在邊緣的內側,最終受壓區(qū)混凝土被壓碎使截面破壞;③彎矩與截面曲率為接近水平的曲線關系。2.正截面受彎破壞形態(tài)

適筋梁,少筋梁,超筋梁:實際配筋率小于最小配筋率的梁稱為少筋梁;大于最小配筋率且小于最大配筋率的梁稱為適筋梁;大于最大配筋率的梁稱為超筋梁。(1)少筋截面破壞形態(tài):一裂就壞。(脆性破壞)

(2)適筋截面破壞形態(tài):鋼筋先屈服,混凝土后壓碎。(延性破壞)

,且

在適筋范圍內,梁的承載力隨配筋率的增大而增大。

(3)超筋截面破壞形態(tài):混凝土先壓碎,鋼筋不屈服。(脆性破壞)

超筋梁的承載能力最大。3.界限破壞:當鋼筋的應力達到屈服強度的同時,處于受壓區(qū)的邊緣的纖維的應力也恰好達到了混凝土的極限壓應變值(用于比較適筋梁和超筋梁的破壞)適筋梁,超筋梁,少筋梁的界限:配筋率和受壓區(qū)高度三.正截面承載力計算(1)計算假定:①截面應變保持平面;②不考慮混凝土的抗拉強度;③已知混凝土受壓的應力與應變關系;④已知縱向鋼筋的應力-應變關系方程:縱向鋼筋的應力取等于鋼筋應變與其彈性模量的乘積,但其絕對值不應大于其強度設計值,極限應變?yōu)?.01。(2)等效矩形應力圖形的等效條件:1)兩圖形的面積相等,即壓應力的合力C的大小不變;2)圖形的形心位置相同,即壓應力合力C的作用點不變。(3)相對界限受壓區(qū)高度:與混凝土及鋼筋強度:界限受壓區(qū)計算高度與截面有效高度的比值。

相對受壓區(qū)高度

:受壓區(qū)計算高度與截面有效高度的比值。(4)最小配筋率的確定原則:由素混凝土截面計算得的受彎承載力(即開裂彎矩

)與相應的鋼筋混凝土截面bh按Ⅲa階段計算得到的受彎承載力

相等。

四.單筋矩形截面正截面受彎承載力基本計算公式及其適用條件:

五.雙筋矩形截面梁受彎承載力的計算計算公式及其適用條件:

一般來說在正截面受彎中,采用縱向受壓鋼筋協(xié)助混凝土承受壓力是不經濟的,工程中從承載力計算角度出發(fā)通常僅在以下情況下采用:彎矩很大,按單筋矩矩形截面計算所得的ξ又大于ξb,而梁截面尺寸受到限制,混凝土強度等級又不能提高時;即在受壓區(qū)配置鋼筋以補充混凝土受壓能力的不足。在不同荷載組合情況下,其中在某一組合情況下截面承受正彎矩,另一種組合情況下承受負彎矩,即梁截面承受異號彎矩,這時也出現(xiàn)雙筋截面。此外,由于受壓鋼筋可以提高截面的延性,因此,在抗震結構中要求框架梁必須配置一定比例的受壓鋼筋六.T形截面梁受彎承載力的計算T形截面判別條件:①第一類T形截面,計算中和軸在翼緣內(x≤hf′),

;②第二類T形截面,計算中和軸在肋部(x>hf′),

。四、受彎構件斜截面受剪承載力1.斜截面承載力的一般概念斜裂縫主要有腹剪斜裂縫和彎剪斜裂縫兩類。剪跨比:剪跨a與梁截面有效高度h。的比值。(剪跨a:計算截面至支座截面或節(jié)點邊緣的距離)計算剪跨比:=a/h。廣義剪跨比:=M/Vh。2、斜截面受剪三種主要破壞形態(tài)及其特征①斜壓破壞(λ<1(箍筋過多或梁腹過?。涸诤奢d作用點與支座間的梁腹部出現(xiàn)若干條大體平行的腹剪斜裂縫,隨著荷載增加,梁腹部被這些斜裂縫分割成若干個斜向受壓的“短柱體”,最后它們沿斜向受壓破壞。脆性破壞。由截面限制條件來防止。②剪壓破壞(1<λ<3(箍筋適量)):彎剪斜裂縫出現(xiàn)后,荷載有較大的增長;隨著荷載的增大,出現(xiàn)臨界斜裂縫,最后臨界斜裂縫上端集中于荷載作用點附近,混凝土被壓碎而造成破壞。脆性破壞。由斜截面受剪承載力計算來防止。③斜拉破壞(

λ>3(且箍筋過少)):斜裂縫一旦出現(xiàn)就迅速延伸到集中荷載作用點處,使梁沿斜向拉裂成兩部分而突然破壞。脆性破壞。由最小配筋率來防止。承載力大?。盒眽?gt;剪壓>斜拉

破壞性質:斜拉>斜壓>剪壓2、斜截面受剪承載力計算(1)影響斜截面受剪承載力的主要因素:a、剪跨比b、混凝土強度等級c、箍筋的配箍率d、縱向受拉鋼筋配筋率e、橫截面上的骨料咬合力f、截面尺寸和形狀g、彎矩比。(2)兩個基本計算公式;一般公式:

以集中荷載為主的獨立梁:

(3)計算公式的適用范圍及條件:1、截面的最小尺寸(上限值:防止斜壓破壞)

≤4.0時,屬于一般的梁,應滿足

≥6.0時,屬于薄腹梁,應滿足當4.0<<6.0時,屬于薄腹梁,應滿足2、箍筋的最小含量(下限值:防止斜拉破壞)

為了避免發(fā)生斜拉破壞,《規(guī)范》規(guī)定,箍筋最小配筋率為:

(5)厚板的計算公式:無腹筋的一般板類受彎構件,其受剪承載力隨板厚的增大而降低。截面高度影響系數:當h0<800mm時,取h0=800mm;當h0>2000mm時,取h0=2000mm。

(6)計算方法計算截面:①從支座邊緣開始的截面;②從彎起鋼筋彎起點處開始的斜截面;③箍筋直徑或間距改變處的斜截面;④肋寬改變處的斜截面。3、保證斜截面承載力的構造措施1.抵抗彎矩圖:將各個正截面的Mu值連接起來就構成Mu圖。(表示的是構件每一正截面的受彎承載力設計值的大小)2.縱筋的彎起:彎起點應在該鋼筋充分利用截面以外,≥0.5h0;彎終點到支座邊或到前一排彎起鋼筋彎起點之間的距離,都不應大于箍筋的最大間距。3.縱向受拉鋼筋的截斷充分利用點至截斷點的距離大于1.2la不需要至截斷點的距離大于20d在受拉區(qū)段內:充分利用點至截斷點的距離大于

不需要至截斷點的距離大于1.3h0

20d在受拉區(qū)段外:充分利用點至截斷點的距離大于

不需要至截斷點的距離大于h0

20d五、受壓構件正截面承載力

一.受壓構件的一般構造要求軸心受壓構件:縱向壓力作用線與構件縱向形心軸線重合的受壓構件;偏心受壓構件:當縱向壓力作用線與構件的截面形心軸不重合,或在構件截面上同時作用有縱向壓力和彎矩時。1.材料的強度等級:宜用強度等級較高的混凝土(C20,C25,C30),不宜用高強度鋼筋。2.截面尺寸:方形和矩形柱的截面尺寸不宜小于250×250,尺寸≤800mm,取50mm的倍數,尺寸≥800mm,取100mm的倍數。3.縱向鋼筋配筋率:全部縱向鋼筋不小于0.6%;一側縱向鋼筋不小于0.2%;全部縱向鋼筋不宜大于5%。

二.軸心受壓構件正截面受壓承載力計算1.軸心受壓柱內縱筋的作用:①提高正截面受壓承載力;②改善破壞時的脆性,即提高變形能力;③防止因偶然偏心而突然破壞;④減小混凝土的徐變變形。箍筋的作用:防止縱筋的壓曲,并與縱筋組成能站立的鋼筋骨架。箍筋的作用:防止縱筋的壓曲,并與縱筋組成能站立的鋼筋骨架。2.軸心受壓柱的分類:根據長細比分為長柱和短柱。(短柱:矩形截面柱l0/b≤8,圓形截面柱l0/d≤7,任意截面柱l0/i≤28)3.穩(wěn)定系數:反映長柱比短柱的正截面受壓承載力的降低。4.正截面受壓承載力計算:

(≥3%,A取A-AC,

)(注意:1)當lo/b≤8時,j=1.0;2)當縱筋配筋率大于3%時,A應扣除縱筋面積。)5.螺旋筋和焊接環(huán)筋的作用:可以使核心混凝土處于三向受壓狀態(tài),提高了混凝土的抗壓強度和變形能力,從而間接提高了軸心受壓柱的受壓承載力和變形能力,螺旋筋和焊接環(huán)筋也可稱為“間接縱向鋼筋”或“間接鋼筋”。

1.按式計算的Nu不應大于按式(8–13)計算Nu的1.5倍。2.當遇到下列任意一種情況時,不應計入間接鋼筋的影響:1)當lo/d>12;2)當按式(8–18)計算的Nu小于按式(8–13)計算的Nu時;3)當Asso小于縱筋全部面積的25%。三.偏心受壓構件正截面破壞形態(tài)1.偏心受壓柱的破壞有材料破壞(l0/h≤30)和失穩(wěn)破壞(l0/h≥30)。2.偏心受壓短柱的正截面破壞形態(tài)(*)(1)大偏心受壓破壞(受拉破壞)

產生條件:軸心壓力N的相對偏心距e0/h0較大、且離N較遠一側的縱筋As配置不太多時。破壞特征:破壞始于離偏心軸向壓力較遠一側的縱向鋼筋受拉屈服;離偏心軸向壓力較近一側的縱向鋼筋受壓屈服,受壓區(qū)邊緣混凝土被壓碎。延性破壞。(2)小偏心受壓破壞(受壓破壞)

產生條件:軸心壓力N的相對偏心距e0/h0很小,或者雖然e0/h0不是太小,但離N較遠側的縱筋As配置很多時。破壞特征:破壞始于靠近N一側的受壓區(qū)邊緣混凝土壓應變達到其極限壓應變值,混凝土被壓碎;靠近N一側的縱筋As′達到抗壓強度;遠離N一側的縱筋As可能受壓也可能受拉,但都不屈服;脆性破壞。四.偏心受壓構件的二階彎矩當x≤xb時—受拉破壞(大偏心受壓)五.Nu-Mu相關曲線.Nu和Mu的關系:大偏心受壓破壞時,Nu隨Mu的減小而減小,隨Mu的增大而增大,界限破壞時的Mu為最大。小偏心受壓破壞時,Nu隨Mu的增大而減小。Nu-Mu相關曲線反映了在壓力和彎矩共同作用下正截面承載力的規(guī)律,具有以下一些特點:⑴相關曲線上的任一點代表截面處于正截面承載力極限狀態(tài)時的一種內力組合。如一組內力(N,M)在曲線內側說明截面未達到極限狀態(tài),是安全的;

如(N,M)在曲線外側,則表明截面承載力不足;⑵當彎矩為零時,軸向承載力達到最大,即為軸心受壓承載力N0(A點);當軸力為零時,為受純彎承載力M0(C點)⑶截面受彎承載力Mu與作用的軸壓力N大小有關;●

當軸壓力較小時,Mu隨N的增加而增加(CB段);●

當軸壓力較大時,Mu隨N的增加而減小(AB段);⑷截面受彎承載力在B點達(Nb,Mb)到最大,該點近似為界限破壞;●CB段(N≤Nb)為受拉破壞;●AB段(N>Nb)為受壓破壞;⑸如截面尺寸和材料強度保持不變,Nu-Mu相關曲線隨配筋率的增加而向外側增大;⑹對于對稱配筋截面,達到界限破壞時的軸力Nb是一致的。六.偏心受壓構件斜截面受剪承載力的計算軸向壓力的作用:軸向壓力的存在能延緩斜裂縫的出現(xiàn)和開展,使截面保留有較大的混凝土剪壓區(qū)面積,因而使受剪承載力得以提高。(當N>0.3fcA時,取N=0.3fcA)六、受扭構件承載力的計算

一.純扭構件扭曲截面的受扭承載力計算1、素混凝土純扭構件受力狀態(tài):三面開裂、一面受壓;破壞面:空間扭曲面;

破壞類型:脆性破壞2、鋼筋混凝土純扭構件1.受扭鋼筋型式:螺旋筋(很少);沿構件縱軸方向不知封閉的受扭箍筋和受扭縱筋,兩者必須同時設置。2.破壞形態(tài):①適筋破壞:縱向鋼筋和箍筋配置適當;②少筋破壞:縱筋和箍筋配置過少或其中之一配置過少時;③部分超筋破壞:縱筋和箍筋不匹配置,兩者相差比率較大;④超筋破壞:縱筋和箍筋兩者都配置過多時。3、受扭承載力計算1.開裂扭矩:

:受扭構件的截面抗扭塑性抵抗矩)2.變角空間桁架機理:縱筋為桁架的弦桿,箍筋為桁架的豎腹桿,裂縫間混凝土為桁架的斜腹桿,整個桿件如同一個空間桁架。混凝土斜腹桿與構件縱軸間的夾角不是定值,而是在30℃~60℃之間變化。額基本假定:忽略核心混凝土對抗扭的作用及鋼筋的銷栓作用;縱筋和箍筋只承受軸向拉力,分別為桁架的弦桿和腹桿;混凝土腹桿只承受軸向壓力,其傾角為α。受扭承載力計算公式:

:受扭的縱向鋼筋與箍筋的配筋強度比。

,表明抗扭縱筋和抗扭箍筋的數量配置合適,構件破壞時,兩者都能達到其抗拉屈服強度。二.矩形截面彎剪扭構件的配筋計算

βt:受扭承載力降低系數,

0.5≤βt

≤1公式:v≤0.35ftbh0

或v≤0.875ftbh0/(λ+1),可僅按受彎構件的正截面受彎承載力和純扭構件的受扭承載力分別計算;T≤0.175ftwt

,可僅按受彎構件的正截面受彎承載力和斜截面受剪承載力分別計算。

三.受扭構件的配筋構造要求

彎剪扭構件的配筋特點及其構造要求:

配筋時再保證必要的混凝土保護層的前提下,箍筋與縱筋均應盡可能的布置在構件周圍的表面處,以增大抗扭效果。根據抗扭強度要求,抗扭縱筋間距不宜大于300mm。直徑不應小于8mm,數量至少有四根,布置的矩形截面的四個角。箍筋間距不宜過大,箍筋最大間距根據抗扭要求不宜大于梁高的一半且不大于400mm,也不宜大于抗剪箍筋的最大間距,箍筋直接不小于8mm,且不小于1/4主鋼筋的直徑。

,可不進行構件受剪承載力計算,僅按構造要求配置箍筋和縱向鋼筋。七、受彎構件撓度與裂縫寬度驗算及延性和耐久性

一.概述1、正常使用極限狀態(tài):是指對應結構或結構構件達到正常使用或耐久性能的某項規(guī)定限值

以下狀態(tài)應認為超過正常使用極限狀態(tài):1、影響正常使用或外觀的變形2、影響正常使用或耐久性能的局部損壞3、影響正常使用的振動4、影響正常使用的其他特定狀態(tài)2、根據正常使用階段對結構構件裂縫的不同要求,將裂縫的控制等級分為三級:

(1)正常使用階段嚴格要求不出現(xiàn)裂縫的構件,裂縫控制等級屬一級;

(2)正常使用階段一般要求不出現(xiàn)裂縫的構件,裂縫控制等級屬二級;

(3)正常使用階段允許出現(xiàn)裂縫的構件,裂縫控制等級屬三級。

f為受彎構件撓度的計算值,按荷載效應標準組合并考慮荷載長期作用計算。二.鋼筋混凝土構件截面彎曲剛度的定義及其基本表達式鋼筋混凝土受彎構件抗彎剛度的定義:定義:使截面產生單位轉角需施加的彎矩值。(體現(xiàn)了截面抵抗彎曲變形的能力)

,

(EI:截面彎曲剛度)截面彎曲剛度:

,M小,

大,B大;M大,

小,B小。剛度是純彎區(qū)段內的平均截面彎曲剛度。(2)在短期荷載作用下鋼筋混凝土構件抗彎剛度的基本表達式;

(3)在長期荷載作用下鋼筋混凝土構件抗彎剛度及其影響因素;荷載長期作用下剛度降低的原因:1)受壓混凝土的收縮、徐變2)裂縫間受拉混凝土的應力松馳以及混凝土和鋼筋的徐變滑移3)受壓混凝土的塑性發(fā)展影響鋼筋混凝土梁剛度的因素。長期荷載影響系數

,受壓鋼筋配筋率、使用環(huán)境等。

(4)最小剛度原則:在簡支梁全跨長范圍內,可都按彎矩最大處的截面彎曲剛度,用工程力學方法中不考慮剪切變形影響的公式來計算撓度。當構件上存在正負彎矩時,可分別取彎矩區(qū)段內

處截面的最小剛度計算撓度。三.裂縫出現(xiàn)和開展的機理及平均裂縫寬度計算公式1、第一條裂縫的出現(xiàn):當混凝土的拉應變達到混凝土的極限拉應變值。2、

ψ的物理意義:

影響

ψ值的主要因素:在使用階段受拉區(qū)混凝土對截面彎曲剛度和減小裂縫寬度的貢獻是通過

ψ來體現(xiàn)的;3、平均裂縫間距計算公式的物理意義;受彎構件

軸拉構件

平均裂縫寬度4、最大裂縫寬度計算公式長期荷載影響系數

,裂縫寬度特征系數

最大裂縫寬度:

:構件受力特征系數;c:混凝土保護層厚度;

:,為第

種縱向鋼筋的相對粘結特性系數。四.延性、適用性和耐久性1、影響截面延性系數的主要因素:(1)縱向受拉鋼筋配筋率增大,延性系數減?。?)受壓鋼筋配箍率增大,延性系數增大(3)混凝土極限壓應變增大,則延性系數提高(4)混凝土強度等級提高,而鋼筋屈服強度適當降低,也可使延性系數有所提高。1.混凝土結構耐久性:指設計使用年限內,在正常維護下,必須保持適合于使用,而不需要進行維修加固。2.

影響因素:(1)混凝土的碳化:環(huán)境因素(CO2的濃度)和材料本身的性質(水泥用量、水灰比、混凝土保護層厚度、混凝土表面覆蓋層);(2)鋼筋的銹蝕:含氧水分、密實度、水灰比、氯離子、混凝土保護層厚度。八、樓蓋

一.樓蓋類型1.樓蓋按結構分類:單向板肋形樓蓋、雙向板肋形樓蓋、雙重井式樓蓋、無梁樓蓋。按預應力情況分類:鋼筋混凝土樓蓋和預應力混凝土樓蓋。按施工方法分類:現(xiàn)澆樓蓋、裝配式樓蓋和裝配整體式樓蓋。2.概念:單向板:只在一個方向彎曲或者主要在一個方向彎曲的板;雙向板:在兩個方向彎曲,且不能忽略任一方向彎曲的板。(長邊比短邊)l2/l1≤2的為雙向板,(長邊比短邊)2<l2/l1<3的宜按雙向板計算;(長邊比短邊)l2/l1≥3的為單向板。3.單向板肋梁樓蓋的結構平面布置:一般取決于建筑功能要求,在結構上應力求簡單、整齊、經濟適用。柱網盡量布置成長方形或正方形。次梁的間距決定了板的跨度,一般板的跨度為1.7~2.7m,次梁跨度為4~7m,主梁跨度為5~8m。二.單向板肋梁樓蓋的計算樓蓋結構當前常用的內力分析方法有

設計方法1、線彈性設計方法―――――――――――――彈性設計法2、考慮塑性內力重分布的分析方法――――――彈塑性設計法3、塑性極限分析方法――――――――――――塑性設計法影響內力重分布的因素:(1)塑性鉸的轉動能力(2)斜截面承載力(3)正常使用條件

應力重分布在靜定結構和超靜定結構中都可能發(fā)生?!皟攘χ胤植肌敝粫诔o定結構中發(fā)生且內力不符合結構力學的規(guī)律。1、單向連續(xù)梁板彈性設計方法1.彈性理論的計算:指在進行梁(板)結構的內力分析時,假定梁(板)為理想的彈性體,按工程力學中的一般方法進行計算。2.計算簡圖:對于跨數超過五跨的多跨連續(xù)梁、板,按五跨來計算其內力;當梁、板跨數少于五跨時,按實際跨數計算。(梁、板的計算跨度指在計算彎矩時所采用的跨間長度,其值應按支座處板、梁的實際可能的轉動情況確定,即與支承長度及構件本身剛度有關)3.荷載:傳遞路線:板→次梁→主梁→柱(墻垛)→基礎。對于板從整個板面上沿板短跨方向取出1m寬板帶作為計算單元,該板帶可簡化為一支承在次梁上承受均布荷載的多跨連續(xù)板;次梁則為支承在主梁上承受樓板傳來均布線荷載的多跨連續(xù)梁;主梁則為支承在柱(或墻)上承受由次梁傳來集中荷載的多跨連續(xù)梁一般主梁自重所占比例不大,可將其折算成集中荷載加到次梁傳來的集中荷載內。4.活荷載最不利布置的原則(*)(1)求某跨跨中截面最大正彎矩時,應在本跨內布置活荷載,然后隔跨布置;(2)求某跨跨中截面最小正彎矩(或最大負彎矩)時,本跨不布置活載,而在相鄰跨布置活荷載,然后隔跨布置;(3)求某一支座截面最大負彎矩時,應在該支座左、右兩跨布置活荷載,然后隔跨布置;(4)求某支座左、右邊的最大剪力時,活荷載布置與求該支座截面最大負彎矩時的布置相同。5.內力包絡圖:由最外輪廓所圍得內力圖。(目的:用來進行截面選擇及鋼筋布置)6.折算荷載:為了考慮支座抵抗轉動的有利影響,一般采用增大恒荷載和相應減小活荷載的辦法來處理。當板或梁支承在磚墻上時,則荷載不得進行折算。主梁按連續(xù)梁計算時,一般柱的剛度較小,柱對梁的約束作用小,故對主梁荷載不進行折算。2、單向連續(xù)梁板塑性設計方法1.塑性鉸:彎矩與曲率曲線上接近水平的延長段說明了在M增加極少的情況下,截面相對轉角劇增,截面產生很大的轉動,好像出現(xiàn)一個鉸一樣。塑性鉸與理想鉸的不同:①理想鉸不承受任何彎矩,而塑性鉸處則承受彎矩,其值等于該截面的受彎承載力;②理想鉸可沿任意方向轉動,塑性鉸只能繞彎矩作用方向轉動;③理想鉸的轉動是任意的,塑性鉸只有一定限度的轉動;④理想鉸集中于一點,塑性鉸則是有一定長度的。2.彎矩調幅法:把連續(xù)梁、板按彈性理論算得的彎矩值和剪力值進行適當的調整,通常對那些彎矩絕對值較大的截面彎矩進行調整,然后按調整后的內力進行截面設計。設計原則:①彎矩調幅后引起結構內力圖形和正常使用狀態(tài)變化,應進行驗算,或有構造措施加以保證;②受力鋼筋宜采用HRB335級、HRB400級熱軋鋼筋,混凝土強度等級宜在C20~C45范圍;截面的相對受壓區(qū)高度

應滿足

。彎矩調幅法的計算步驟:①用線彈性方法計算,并確定荷載最不利布置下的結構控制截面的彎矩最大值Mc;②采用調幅系數

降低各支座截面彎矩,設計值

;③結構的跨中截面彎矩值應取彈性分析;④調幅后,支座和跨中截面的彎矩值均應不小于M0的1/3;⑤各控制截面的剪力設計值按荷載最不利布置和調幅后的支座彎矩由靜力平衡條件計算確定。

三.構造要求1、板(1)計算特點:板的計算寬度取1m,一般可按考慮塑性內力重分布的調幅法進行內力計算。對四周與梁整體連接的單向板,其中間跨的跨中截面及中間支座,計算所得的彎矩可減少20%,其他截面則不予減少。2)構造要求:板的厚度,一般屋面≥(50~60)mm,一般樓面≥60mm,工業(yè)房屋樓面≥80mm;板厚不小于板跨的1/40(連續(xù)板)、1/35(簡支板)、1/12(懸臂板)分布鋼筋的作用:抵抗混凝土收縮和溫度變化所引起的內力;澆搗混凝土時,固定受力鋼筋的位置;將板上作用的局部荷載分散在較大的寬度上,以使更多的受力鋼筋參與工作;對四邊支承的單向板,可承受在計算中沒有考慮的長跨方向上實際存在的彎矩。在板與主梁相接處的板面上部配置附加鋼筋。2、次梁(1)計算特點:次梁按考慮塑性內力重分布的調幅法進行內力計算。由于次梁和板整體現(xiàn)澆在一起,板可以作為次梁的翼緣,故承受正彎矩的跨中截面,板處于梁的受壓區(qū),次梁按T形截面考慮,其翼緣計算寬度bf′;承受負彎矩的支座截面,T形翼緣位于受拉區(qū),按寬度等于梁寬b的矩形截面計算。(2)構造要求:高跨比h/l=1/18~1/12,寬高比b/h=1/2~1/3,一般不必進行使用階段的撓度和裂縫寬度驗算。受力鋼筋的彎起和截斷,原則上按彎矩包絡圖確定。3、主梁(1)計算特點:計算時,不考慮次梁的連續(xù)性,為了簡化計算,可將主梁的自重折算成集中荷載計算;跨中承受正彎矩的截面按T形截面計算,支座處承受負彎矩的截面則按矩形截面計算;主梁內力計算可按彈性理論方法進行。在主梁支座處,次梁與主梁支座負彎矩鋼筋相互交叉,通常次梁負彎矩鋼筋放在主梁負彎矩鋼筋上面。(2)構造要求:高跨比h/l=1/14~1/8,寬高比b/h=1/2~1/3,一般不必進行使用階段的撓度和裂縫寬度驗算。受力鋼筋的彎起和截斷,通過在彎矩包絡圖上作抵抗彎矩圖來確定。為了防止斜裂縫引起的局部破壞,應在主梁承受次梁傳來的集中力處設置附加橫

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