建筑結(jié)構(gòu)基本知識(shí)課件

可編輯課件1第八章建筑結(jié)構(gòu)基本知識(shí)可編輯課件2一、建筑結(jié)構(gòu)的概念定義:建筑物中能承受或傳遞荷載而起骨架作用的體系(部分)。其他功能:溫度變化、地基不均勻沉降、地震作用等。規(guī)劃建筑設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)施工建筑物的形成過(guò)程:紅線外觀（功能）計(jì)算（安全）建造規(guī)劃局設(shè)計(jì)院抗震辦防火辦建筑公司驗(yàn)收監(jiān)理公司甲方可編輯課件3可編輯課件41.分類根據(jù)建筑材料劃分：建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)用最廣泛混凝土結(jié)構(gòu)砌體結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)木結(jié)構(gòu)應(yīng)用較多基本不用應(yīng)用前景好砼=混凝土可編輯課件5根據(jù)承載方式劃分:建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)用最廣泛框架結(jié)構(gòu)磚混結(jié)構(gòu)剪力墻結(jié)構(gòu)筒體結(jié)構(gòu)應(yīng)用較多很少較少框--剪結(jié)構(gòu)普遍可編輯課件62.主要優(yōu)缺點(diǎn)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)：強(qiáng)度高、耐久、抗震性能好，具有可塑性；自重大、抗裂性能差、現(xiàn)澆時(shí)耗費(fèi)模板多、工期長(zhǎng)。應(yīng)用范圍：一般民用建筑、多高層建筑、工業(yè)廠房、大跨結(jié)構(gòu)。砌體結(jié)構(gòu)：造價(jià)低廉、耐火性好、施工方便、工藝簡(jiǎn)單；自重大、強(qiáng)度低、抗震性能差、砌筑工作繁重、粘土用量大。應(yīng)用范圍：五六層以下的民用房屋、中小廠房的沉重結(jié)構(gòu)、大型工業(yè)廠房的圍護(hù)結(jié)構(gòu)?？删庉嬚n件7鋼結(jié)構(gòu):強(qiáng)度高、重量輕、質(zhì)地均勻、運(yùn)輸方便；易銹蝕、耐火性差、維修費(fèi)用高。應(yīng)用范圍:大跨重型結(jié)構(gòu)、受動(dòng)荷載結(jié)構(gòu)、可拆卸結(jié)構(gòu)、輕型結(jié)構(gòu)、容器及其它結(jié)構(gòu)。木結(jié)構(gòu):制作簡(jiǎn)單、容易施工、就地取材、造價(jià)低；易燃、易腐、易裂、易翹曲。應(yīng)用范圍:大中城市基本停用。鋼—混凝土組合結(jié)構(gòu):鋼材放在構(gòu)件內(nèi)部，外部由鋼筋混凝土做成（稱為鋼骨混凝土或勁性混凝土），如北京香格里拉飯店；或在鋼管內(nèi)部填充混凝土，做成外包鋼構(gòu)件可編輯課件8（稱為鋼管混凝土），如西雅圖太平洋第一中心太平洋第一中心大廈。混合結(jié)構(gòu)——一部分為鋼結(jié)構(gòu)，一部分為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，如深圳發(fā)展中心。注意：框架結(jié)構(gòu)比磚混結(jié)構(gòu)整體性好，抗震性能好。（在武漢地區(qū)1平方貴4.5百元）思考:層數(shù)問(wèn)題?結(jié)構(gòu)問(wèn)題?

住宿費(fèi)年代問(wèn)題?設(shè)施問(wèn)題?500、800、1000、1200元位置問(wèn)題?環(huán)境問(wèn)題?可編輯課件9二、建筑結(jié)構(gòu)的荷載1、概念定義：建筑結(jié)構(gòu)在施工期間或使用過(guò)程中承受的各種直接作用。如人群、設(shè)備、風(fēng)雪、構(gòu)件自重等。間接作用：溫度變化、地基不均勻沉降、地面運(yùn)動(dòng)等。GB50009—2001《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》2.分類根據(jù)荷載作用時(shí)間的長(zhǎng)短,分類：可編輯課件10永久荷載:在結(jié)構(gòu)使用期間，其值不隨時(shí)間變化，或其變化與平均值相比可以忽略不計(jì)的荷載。如結(jié)構(gòu)自重、土壓力等。也稱恒荷載或恒載?？勺兒奢d:在結(jié)構(gòu)使用期間，其值隨時(shí)間變化，或其變化與平均值相比不可忽略不計(jì)的荷載。如樓面活荷載、雪荷載、風(fēng)荷載、吊車荷載、灰荷載等。也稱活荷載或活載。偶然荷載:在結(jié)構(gòu)使用期間，不一定出現(xiàn)，而一旦出現(xiàn)其值很大且持續(xù)時(shí)間較短的荷載。如爆炸力、撞擊力等。

可編輯課件11根據(jù)荷載作用的性質(zhì)，分類:靜力荷載:大小、方向和位置不隨時(shí)間變化或變化極為緩慢的荷載。它不會(huì)使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生顯著的振動(dòng)，因而慣性力的影響很小，可略去。顯然，結(jié)構(gòu)的恒載都是靜力荷載。動(dòng)力荷載:隨時(shí)間迅速變化的荷載。它能使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生顯著的振動(dòng)，因而慣性力的影響不能忽略。如機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的荷載，地震時(shí)由于地面運(yùn)動(dòng)對(duì)結(jié)構(gòu)的動(dòng)力作用及爆炸引起的沖擊波等?？删庉嬚n件12根據(jù)荷載的分布情況，分類:集中荷載:作用面相對(duì)于結(jié)構(gòu)的尺寸比較的荷載。集中荷載包括集中力和集中力偶。分布荷載:連續(xù)地分布在一塊面積上的荷載。當(dāng)作用面積的寬度相對(duì)于其長(zhǎng)度較小時(shí)，就可將面荷載簡(jiǎn)化為連續(xù)分布在一段長(zhǎng)度上的荷載，稱為線荷載。分布荷載有均布荷載和非均布荷載兩種形式。集中荷載和均布線荷載是最常見(jiàn)的、應(yīng)用最多的荷載?？删庉嬚n件13三、鋼筋和混凝土的共同工作1.試驗(yàn)準(zhǔn)備兩根截面尺寸（200×300）、跨度（2.5m）、混凝土強(qiáng)度等級(jí)（C20）完全相同的簡(jiǎn)支梁。一為素混凝土梁，一為鋼筋混凝土梁（受拉區(qū)配有2根直徑為20㎜的Ⅱ級(jí)鋼筋)?；炷?由水泥、砂（細(xì)骨料）、石子（粗骨料）、外加劑等，按一定比例混合后加一定比例的水拌制而成。素混凝土:無(wú)筋或不配置受力鋼筋的混凝土可編輯課Fu=87KN截面破壞。F200300220可編輯課件15跨中加集中力P，P=13.4kN時(shí)，素混凝土梁突然折斷，P=87kN時(shí)，鋼筋混凝土梁才破壞。2.結(jié)論鋼筋和混凝土可以共同工作；鋼筋明顯地加強(qiáng)了受拉區(qū)的抗拉能力，大大提高了梁的承載能力；鋼筋和混凝土兩種材料的強(qiáng)度均得到了較充分的發(fā)揮?？删庉嬚n件163.鋼筋和混凝土共同工作的機(jī)理鋼筋主要承受拉力，混凝土主要承受壓力；鋼筋和混凝土之間有著可靠的粘結(jié)力，能牢固結(jié)成整體，受力后變形一致，不會(huì)產(chǎn)生相對(duì)滑移。鋼筋和混凝土的溫度線膨脹系數(shù)大致相同，鋼筋約為0.000012，混凝土約為0.000007～0.000014。鋼筋外邊有一定厚度的混凝土保護(hù)層，防止鋼筋銹蝕，從而保證了鋼筋混凝土構(gòu)件的耐久性?？删庉嬚n件174.粘結(jié)力的組成化學(xué)膠結(jié)力：鋼筋和砼接觸面上的化學(xué)吸附作用力。很小。摩擦力：砼收縮后將鋼筋緊緊地握裹住而產(chǎn)生的力。機(jī)械咬合力：鋼筋表面凹凸不平與砼產(chǎn)生的機(jī)械咬合作用而產(chǎn)生的力。鋼筋端部的錨固力：一般在鋼筋端部彎鉤、彎折或焊短鋼筋、短角鋼等，從而產(chǎn)生錨固力。鉤、彎折或焊短鋼筋、短角鋼等，從而產(chǎn)生錨固力?？删庉嬚n件18四、鋼筋的基礎(chǔ)知識(shí)鋼筋是指鋼筋混凝土用和預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土用鋼材，其橫截面為圓形，有時(shí)為帶有圓角的方形。1.分類我國(guó)的鋼筋產(chǎn)品分為熱軋鋼筋、中高強(qiáng)鋼絲和鋼絞線以及冷加工鋼筋三大系列?？删庉嬚n件19鋼筋熱軋鋼筋鋼絲鋼絞線冷加工鋼筋強(qiáng)度高,塑性低強(qiáng)度高，粘結(jié)性好強(qiáng)度高預(yù)應(yīng)力鋼筋塑性好非預(yù)應(yīng)力鋼筋可編輯課件20強(qiáng)度塑性弱強(qiáng)高低HPB235HRB335HRB400RRB400熱軋光圓鋼筋熱軋變形鋼筋熱軋變形鋼筋余熱處理鋼筋熱軋鋼筋

字母后面的數(shù)字表示屈服強(qiáng)度可編輯課件21HPBHotrolledPlainBarHRBHotrolledRolledBarRRBRolledRibbedBar

字母的意思2.我國(guó)常見(jiàn)鋼筋外形和直徑常見(jiàn)外形可編輯課件22可編輯課件23可編輯課件24可編輯課件25鋼廠提供的鋼筋直徑（單位:mm）鋼絲（直徑3~5mm）細(xì)鋼筋（直徑6~10mm）:6，6.5，8，8.2，10一般鋼筋:12，14，16，18，20，22粗鋼筋（直徑大于22mm）:25，28，32，36，40，508.2mm的鋼筋僅適用于有縱肋的熱處理鋼筋。直徑大于40mm的鋼筋主要用于大壩一類大體積混凝土結(jié)構(gòu)。采用時(shí)應(yīng)有可靠的工程經(jīng)驗(yàn)?？删庉嬚n件26五、混凝土的基本知識(shí)1.混凝土的強(qiáng)度立方體抗壓強(qiáng)度：邊長(zhǎng)150mm立方體標(biāo)準(zhǔn)試件，在標(biāo)準(zhǔn)條件下（20±3℃，≥90%濕度）養(yǎng)護(hù)28天，用標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法（加載速度0.15～0.3N/mm2/sec，兩端不涂潤(rùn)滑劑）測(cè)得的具有95%保證率的立方體抗壓強(qiáng)度。150mm150mm150mm可編輯課件27強(qiáng)度等級(jí)：分為14級(jí)級(jí)差為5N/mm2C15.C20、C25.C30、C35.C40、C45.C50、C55.C60、C65.C70、C75.C80C50以上為高強(qiáng)混凝土。C后面的數(shù)字表示立方體抗壓強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值。單位：N/mm2?；炷翉?qiáng)度等級(jí)與使用的鋼筋要配套，當(dāng)采用Ⅱ級(jí)、Ⅲ級(jí)鋼筋時(shí)砼強(qiáng)度等級(jí)不易低于C20，預(yù)應(yīng)力砼結(jié)構(gòu)的砼強(qiáng)度等級(jí)不易低于C30?？删庉嬚n件28100mm立方體強(qiáng)度與標(biāo)準(zhǔn)立方體強(qiáng)度之間的換算關(guān)系小于C50的混凝土,修正系數(shù)μ=0.95。隨混凝土強(qiáng)度的提高,修正系數(shù)μ值有所降低。當(dāng)fcu100=100N/mm2時(shí),換算系數(shù)μ約為0.9。μ--修正系數(shù)美國(guó)、日本、加拿大等國(guó)家,采用圓柱體（直徑150mm,高300mm）標(biāo)準(zhǔn)試件測(cè)定的抗壓強(qiáng)度來(lái)劃分強(qiáng)度等級(jí),符號(hào)記為fc’。可編輯課件29圓柱體強(qiáng)度與我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)立方體抗壓強(qiáng)度的換算關(guān)系為,立方體和圓柱體抗壓試驗(yàn)都不能代表混凝土在實(shí)際構(gòu)件中的受力狀態(tài),只是用來(lái)在同一標(biāo)準(zhǔn)條件下比較混凝土強(qiáng)度水平和品質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)（制作、測(cè)試方便）。可編輯課件302.混凝土的變形單軸受壓應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系

cu

c

c0ABCDfc

0殘余變形彈性變形OA—彈性階段；AB—微裂縫開(kāi)展；BC—彈塑性,豎向裂縫形成；CD—下降段混凝土是彈塑性材料可編輯課件313.混凝土的收縮定義：混凝土在空氣中結(jié)硬時(shí)體積減小的現(xiàn)象。收縮是混凝土在不受外力情況下體積變化產(chǎn)生的變形。對(duì)結(jié)構(gòu)的影響：產(chǎn)生裂縫，引起預(yù)應(yīng)力損失。解決辦法：設(shè)置施工縫?；炷恋氖湛s是隨時(shí)間而增長(zhǎng)的變形，早期收縮變形發(fā)展較快，兩周可完成全部收縮的25%，一個(gè)月可完成50%，以后變形發(fā)展逐漸減慢，整個(gè)收縮過(guò)程可延續(xù)兩年以上。可編輯課件32墻板干燥收縮裂縫與邊框架的變形可編輯課件33混凝土的收縮受結(jié)構(gòu)周圍的溫度、濕度、構(gòu)件斷面形狀及尺寸、配合比、骨料性質(zhì)、水泥性質(zhì)、混凝土澆筑質(zhì)量及養(yǎng)護(hù)條件等許多因素有關(guān)。注意！水泥用量多、水灰比越大，收縮越大。骨料彈性模量高、級(jí)配好，收縮就小。干燥失水及高溫環(huán)境，收縮大。小尺寸構(gòu)件收縮大，大尺寸構(gòu)件收縮小。高強(qiáng)混凝土收縮大?？删庉嬚n件344.混凝土的徐變定義：混凝土在長(zhǎng)期荷載作用下其應(yīng)變隨時(shí)間繼續(xù)增長(zhǎng)的現(xiàn)象。與下列因素有關(guān)，加以注意：水泥用量越多，徐變?cè)酱螅换炷凉橇显黾?，徐變變小；混凝土?qiáng)度等級(jí)越高，徐變?cè)叫。火B(yǎng)護(hù)及使用環(huán)境濕度大時(shí)徐變??；構(gòu)件截面的應(yīng)力越大，徐變?cè)酱?。可編輯課件35六、板的構(gòu)造1、板的厚度單跨板，≥L0/35；多跨連續(xù)板，≥L0/40；且≥60mm。2.板的配筋分布鋼筋受力鋼筋可編輯課件36受力鋼筋計(jì)算確定

受力鋼筋分布鋼筋分布鋼筋

固定受力筋位置阻止砼開(kāi)裂板內(nèi)受力均勻分布鋼筋布置在受力鋼筋的內(nèi)側(cè)

可編輯課件37七、梁的的構(gòu)造1.梁的截面寬度取50mm的倍數(shù)。高度：≤800mm，取50mm的倍數(shù)；＞800mm，取100mm的倍數(shù)?？删庉嬚n件382.梁的配筋箍筋②,③⑤④①②③⑤④⑤架立筋①②③縱向受力筋②③彎起鋼筋計(jì)算確定計(jì)算確定固定箍筋,形成鋼筋骨架構(gòu)造確定可編輯課件39八、混凝土的保護(hù)層和截面有效高度1.混凝土保護(hù)層厚度（C）應(yīng)從鋼筋的外邊緣起算。受力鋼筋：板、墻、殼，15～35mm；梁、柱，25～45mm。非受力筋：板、墻、殼，≥10mm；梁、柱，≥15mm?？删庉嬚n件40注意受力鋼筋的混凝土保護(hù)層最小厚度同時(shí)也不應(yīng)小于受力鋼筋的直徑。有防火要求的,應(yīng)符合放火規(guī)范的規(guī)定?！?5≥dh0≥C≥25≥d≥C≥30≥1.5dhas≥15,d≤200≥70hh0as可編輯課件41九、砌體結(jié)構(gòu)的基本知識(shí)可編輯課件42砌體——是把塊體（包括粘土磚、空心磚、砌塊、石材等）和砂漿通過(guò)砌筑而成的結(jié)構(gòu)材料。砌體結(jié)構(gòu)——系指將由塊體和砂漿砌筑而成的墻、柱作為建筑物主要受力構(gòu)件的結(jié)構(gòu)體系。1.塊體燒結(jié)普通磚原料：粘土、煤矸石、頁(yè)巖或粉煤灰。標(biāo)準(zhǔn)磚尺寸：適用范圍：房屋上部及地下基礎(chǔ)等部。24011553可編輯課件43燒結(jié)多孔磚原料:同燒結(jié)磚，但孔洞率不小于25%。尺寸:承重多孔磚主要采用（40×115×90）和（190×190×90）多孔磚優(yōu)點(diǎn):節(jié)約粘土、減少砂漿用量、提高工效、節(jié)省造價(jià)；減輕自重、增強(qiáng)抗震性能。適用范圍:房屋上部結(jié)構(gòu)（不宜用于凍脹地區(qū)地下部位）?？删庉嬚n件44砌塊原料:普通混凝土或輕骨料混凝土主規(guī)格尺寸:390×190×190mm空心率:20%～50%可編輯課件45石材分類：（按容重）重質(zhì)巖石、輕質(zhì)巖石（按其加工后的外形規(guī)則程度）可分為料石和毛石2.砂漿砂漿作用將單個(gè)的塊體粘結(jié)成整體、促使構(gòu)件應(yīng)力分布均勻；填實(shí)塊體之間的縫隙，提高砌體的保溫和防水性能，增強(qiáng)墻體抗凍性能。可編輯課件46砂漿分類

水泥砂漿；混合砂漿；非水泥砂漿（石灰、粘土砂漿）砂漿品種塑性摻合料和易保水性強(qiáng)度耐久性耐水性水泥砂漿無(wú)差較高好好混合砂漿有好高較好差非水泥砂漿有好低差無(wú)可編輯課件473.無(wú)筋磚砌體砌筑方法：一順一丁、梅花丁和三順一丁等可編輯課件48墻體尺寸:240mm（一磚）、370mm（一磚半）、490mm（二磚）620mm（二磚半）可編輯課件494.配筋磚砌體水平網(wǎng)狀配筋砌體水平灰縫中配置鋼筋網(wǎng)片提高軸心抗壓承載力混凝土或鋼筋砂漿面層組合磚砌體磚砌體外側(cè)配置縱向鋼筋提高偏心抗壓承載力可編輯課件50

磚砌體和鋼筋混凝土構(gòu)造柱組合墻在房屋墻體中設(shè)置間距不大于4m的構(gòu)造柱提高磚墻的承載力與磚墻體要有水平拉接筋連接可編輯課件515.配筋砌塊砌體可編輯課件526.圈梁圈梁作用增強(qiáng)房屋的整體性和空間剛度防止地基不均勻沉降而使墻體開(kāi)裂減少振動(dòng)