建筑結(jié)構(gòu)第1章概論建筑結(jié)構(gòu)與建筑的關(guān)系強(qiáng)度是建筑的最根本特征，它關(guān)系到建筑物保存的完整性和作為一個(gè)物體在自然界的生存能力，滿足此“強(qiáng)度〞所需要的建筑物局部是結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)是建筑的的根底，沒有結(jié)構(gòu)就沒有建筑物。結(jié)構(gòu)以建筑之間的關(guān)系能夠采用多種形式，結(jié)構(gòu)是建筑物的根本受力骨架。建筑結(jié)構(gòu)的根本要求平安性、經(jīng)濟(jì)性、適用性、耐久性、可持續(xù)性建筑結(jié)構(gòu)的分類按組成材料木結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)：施工周期短；易于擴(kuò)建和改造；保溫隔熱性能好；節(jié)能環(huán)保性能好。缺點(diǎn)：多疵病；易燃；易腐；易蟲蛀。砌體結(jié)構(gòu)〔包括無(wú)筋砌體和配筋砌體等〕消防限制，最高七層。優(yōu)點(diǎn)：耐久性好；耐火性好；就地取材；施工技術(shù)要求低；造價(jià)低廉。缺點(diǎn)：強(qiáng)度低，砂漿與磚石之間的粘接力較弱；自重大；砌筑工作量大，勞動(dòng)強(qiáng)度高；粘土用量大，不利于持續(xù)開展。混凝土結(jié)構(gòu)〔包括素混凝土結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)等。〕優(yōu)點(diǎn)：耐久性好；耐火性好；可模性好；整體性好；可就地取材。缺點(diǎn)：自重大；抗裂差；施工環(huán)節(jié)多；施工周期長(zhǎng)；撤除、改造難度大。鋼結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)：強(qiáng)度高、重量輕；材性好，可靠性高；工業(yè)化程度高，工期短；密封性好；抗震性能好。缺點(diǎn)：鋼材為非燃燒體，耐熱但不耐火；耐腐蝕性差。組合結(jié)構(gòu)〔可分為鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)和混合結(jié)構(gòu)〕優(yōu)點(diǎn)：剛度大；防火、防腐性能好；重量輕；抗震性能好；施工周期短、節(jié)約模板缺點(diǎn)：需要特定的剪力連接件、需要專門焊接設(shè)備與人員、需要二次抗火設(shè)計(jì)按結(jié)構(gòu)體系1〕混合結(jié)構(gòu)體系—主要承重構(gòu)件由不同的材料組成的房屋。主要用于量大面廣的多層住宅。2〕排架結(jié)構(gòu)—由屋面梁或屋架、柱和根底組成，其屋架與柱頂為鉸接，柱與根底頂面為固接。主要用于單層工業(yè)廠房中。3〕框架結(jié)構(gòu)—采用梁、柱等桿件組成空間體系作為建筑物承重骨架的結(jié)構(gòu)。優(yōu)點(diǎn)：建筑室內(nèi)空間布置靈活；平面和立面變化豐富。缺點(diǎn)：在水平荷載作用下，結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度較小，水平位移較大；框架結(jié)構(gòu)抗震性能較差，適用于非抗震設(shè)計(jì)；層數(shù)較少，建造高度不超過(guò)60m的建筑中。4〕剪力墻結(jié)構(gòu)—利用墻體構(gòu)成的承受水平和豎向作用的結(jié)構(gòu)。優(yōu)點(diǎn)：具有更強(qiáng)的側(cè)向和豎向剛度；抗水平作用的能力強(qiáng)；抗震性能好，適宜于建造高層建筑，一般在10～40層范圍內(nèi)都可采用。缺點(diǎn)：平面布置和空間布置受到一定的局限。5〕框架-剪力墻結(jié)構(gòu)—在框架結(jié)構(gòu)中布置一定數(shù)量的剪力墻可以組成框架—剪力墻結(jié)構(gòu)，豎向荷載主要由框架承受，水平荷載主要由剪力墻承受。具有更既有框架結(jié)構(gòu)布置靈活、使用方便的優(yōu)點(diǎn)，又有較大的剛度和較強(qiáng)的抗震能力，因而廣泛地應(yīng)用于高層辦公樓及賓館建筑。6〕筒體結(jié)構(gòu)—利用豎向筒體組成的承受水平和豎向作用的建筑結(jié)構(gòu)，根據(jù)筒體的布置及組成方式不同，又分為框筒結(jié)構(gòu)、筒中筒結(jié)構(gòu)和束筒結(jié)構(gòu)。適用于層數(shù)超過(guò)40～50層時(shí)的超高層建筑。3.按建筑物層數(shù)高層結(jié)構(gòu)體系——10層及以上或高度超過(guò)28m多層結(jié)構(gòu)體系——4～9層低層結(jié)構(gòu)體系——1～3層各種結(jié)構(gòu)體系的適用層數(shù)和可建層數(shù)結(jié)構(gòu)體系框架框剪墻剪力墻框架筒體框筒筒中筒適用層數(shù)10-1510-2010-3010-4040-5040-60可建層數(shù)202540505575第2章建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)根本原理1.結(jié)構(gòu)的作用、作用效應(yīng)、抗力作用——施加在結(jié)構(gòu)上的集中力或分布荷載以及引起結(jié)構(gòu)外加變形或約束變形因素的總稱。作用效應(yīng)——由作用引起的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的反響〔內(nèi)力、變形、裂縫〕。結(jié)構(gòu)抗力——結(jié)構(gòu)或構(gòu)件承受作用效應(yīng)的能力。結(jié)構(gòu)的作用、作用效應(yīng)、抗力均具有隨機(jī)性。2.荷載不同分類1.按時(shí)間的變異分類1〕永久荷載結(jié)構(gòu)自重、土壓力、預(yù)加壓力、地基沉降以及焊接等。2〕可變荷載安裝荷載、風(fēng)荷載、雪荷載、吊車荷載及溫度變化等。3〕偶然荷載地震、爆炸、撞擊等。2.按空間位置的變異分類1〕固定荷載結(jié)構(gòu)構(gòu)件自重、民用與工業(yè)建筑樓面上的固定設(shè)備荷載等。2〕可動(dòng)荷載民用與工業(yè)建筑樓面上的人群荷載、吊車荷載等。按結(jié)構(gòu)的反響分類靜態(tài)荷載對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件不產(chǎn)生加速度，或其加速度可忽略不計(jì)的荷載。結(jié)構(gòu)自重、住宅與辦公樓的樓面活荷載等屬于靜態(tài)荷載。動(dòng)態(tài)荷載對(duì)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件產(chǎn)生可忽略不計(jì)的加速度的荷載。吊車荷載、地震、設(shè)備振動(dòng)、作用在高聳結(jié)構(gòu)上的風(fēng)荷載等。3.荷載標(biāo)準(zhǔn)值和代表值結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)各種極限狀態(tài)的設(shè)計(jì)要求所采用的不同的荷載數(shù)值稱為荷載代表值。對(duì)于永久荷載以標(biāo)準(zhǔn)值作為代表值；對(duì)可變荷載根據(jù)不同的設(shè)計(jì)要求采用不同的代表值，如標(biāo)準(zhǔn)值、組合值、頻遇值、準(zhǔn)永久值。(1)標(biāo)準(zhǔn)值荷載標(biāo)準(zhǔn)值是指結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期(50年)內(nèi)，正常情況下可能出現(xiàn)的最大荷載值。通常要求荷載標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)具有95%的保證率。(2)組合值當(dāng)結(jié)構(gòu)承受兩種或兩種以上可變荷載時(shí)，，因此除主導(dǎo)的可變荷載外，其它伴隨的可變荷載均以其標(biāo)準(zhǔn)值乘以一個(gè)小于或等于1的組合系數(shù)作為可變荷載的組合值。(3)頻遇值可變荷載的頻遇值是正常使用極限狀態(tài)按頻遇組合設(shè)計(jì)時(shí)采用的一種可變荷載組合值。它是在統(tǒng)計(jì)根底上確定的。在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)被超越的總時(shí)間僅為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期的一小局部，或其超越頻率限于某一給定值。(4)準(zhǔn)永久值可變荷載中在整個(gè)設(shè)計(jì)在整個(gè)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)出現(xiàn)時(shí)間較長(zhǎng)〔可理解為總的持續(xù)時(shí)間不低于25年〕的那局部荷載值，稱為該可變荷載的準(zhǔn)永久值。4.結(jié)構(gòu)功能要求1〕平安性-正常使用和施工時(shí)能承受各種可能出現(xiàn)的作用。在設(shè)計(jì)規(guī)定的偶然事件發(fā)生時(shí)及發(fā)生后，結(jié)構(gòu)仍能保持必須的整體穩(wěn)定性。2〕適用性-在正常使用時(shí)具有良好的工作性能。不發(fā)生影響使用的變形和裂縫。3〕耐久性-在正常使用和維護(hù)下，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)〔一般為50年〕、規(guī)定的條件下，完成預(yù)定功能的能力。5.結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)所謂結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)就是結(jié)構(gòu)或構(gòu)件滿足結(jié)構(gòu)平安性、適用性、耐久性三項(xiàng)功能中某一功能要求的臨界狀態(tài)。超過(guò)這一界限，結(jié)構(gòu)或其構(gòu)件就不能滿足設(shè)計(jì)規(guī)定的該功能要求，而進(jìn)入失效狀態(tài)。極限狀態(tài)是區(qū)分結(jié)構(gòu)工作狀態(tài)的可靠或失效的標(biāo)志。極限狀態(tài)可分為兩類：承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)。(1)承載能力極限狀態(tài)承載能力極限狀態(tài)是指對(duì)應(yīng)于結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件到達(dá)最大的承載能力或不適于繼續(xù)承載的變形。當(dāng)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件出現(xiàn)以下狀態(tài)之一時(shí)，應(yīng)認(rèn)為超過(guò)了承載能力極限狀態(tài)：1.整個(gè)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一局部，作為剛體失去平衡(如傾覆等)2.結(jié)構(gòu)構(gòu)件或連接因?yàn)槌^(guò)材料強(qiáng)度而破壞(包括疲勞破壞)，或因過(guò)度變形而不適于繼續(xù)承載3.結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)動(dòng)體系4.結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件喪失穩(wěn)定(如壓屈等)5.地基喪失承載能力而破壞(如失穩(wěn)等)(2)正常使用極限狀態(tài)正常使用極限狀態(tài)是指對(duì)應(yīng)于結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件到達(dá)正常使用或耐久性能的某項(xiàng)規(guī)定的限值。當(dāng)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件出現(xiàn)以下狀態(tài)之一時(shí)，應(yīng)認(rèn)為超過(guò)了正常使用極限狀態(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(包括裂縫)3.影響正常使用的振動(dòng)4.影響正常使用的其它特定狀態(tài)6.結(jié)構(gòu)可靠概率與失效概率及可靠度指標(biāo)之間的關(guān)系結(jié)構(gòu)的可靠概率結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)構(gòu)件在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，規(guī)定的條件下完成預(yù)定功能的概率，稱為結(jié)構(gòu)的可靠度。結(jié)構(gòu)的作用效應(yīng)小于結(jié)構(gòu)抗力時(shí)，結(jié)構(gòu)處于可靠工作狀態(tài)。記為Ps結(jié)構(gòu)失效概率一般把不滿足功能要求的概率稱為結(jié)構(gòu)的失效概率。記為Pf一般工業(yè)與民用建筑的允許失效概率：延性破壞的結(jié)構(gòu)[Pf]=6.9×10-4脆性破壞的結(jié)構(gòu)[Pf]=1.1×10-4可靠度指標(biāo)β可以代替失效概率來(lái)度量結(jié)構(gòu)的可靠性。β≥[β][β]由建筑物的重要性、延性破壞還是脆性破壞來(lái)確定。7.荷載幾種組合2-8——永恒荷載的分項(xiàng)系數(shù)對(duì)結(jié)構(gòu)計(jì)算內(nèi)容不利由可變荷載控制1.2由永久荷載控制1.35有利一般結(jié)構(gòu)計(jì)算1.0傾覆，滑移0.9——第一個(gè)和第i個(gè)可變荷載分項(xiàng)系數(shù)——永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值的效應(yīng)——在根本組合中起控制作用的一個(gè)可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值的效應(yīng)——第i個(gè)可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值的效應(yīng)——可變荷載Qi組合值系數(shù)2-8簡(jiǎn)化2-92-132-14——可變荷載Qi頻遇值系數(shù)——可變荷載Qi準(zhǔn)永久值系數(shù)2-15第三章結(jié)構(gòu)材料的力學(xué)性能及指標(biāo)1.結(jié)構(gòu)材料根本要求1)結(jié)構(gòu)材料根本要求強(qiáng)度:材料抵抗破壞能力的指標(biāo)。彈性極限強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、極限強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度彈性：彈性是材料在外力作用下產(chǎn)生變形，當(dāng)外力去除后能完全恢復(fù)到原始形狀的性質(zhì)。塑性：塑性是材料在外力作用下產(chǎn)生變形，當(dāng)外力去除后，有一局部變形不能恢復(fù)的性質(zhì)。沖擊韌性：鋼材抗沖擊而不破壞的能力。徐變：徐變是指在恒定溫度和應(yīng)力條件下，構(gòu)件或材料的變形隨時(shí)間增加而增大的現(xiàn)象。應(yīng)力松弛：應(yīng)力松弛是指在恒定溫度和應(yīng)力條件下，構(gòu)件或材料的變形隨時(shí)間增加而減小的現(xiàn)象。2〕其他要求協(xié)同工作性能、耐久性、可加工性、取材便利，價(jià)格合理，經(jīng)濟(jì)實(shí)用。2.木材1〕木材的性能指標(biāo)密度：構(gòu)成木材細(xì)胞壁物質(zhì)的密度，約為1.50~1.56g/cm3含水率：木材中水分質(zhì)量占枯燥木材質(zhì)量的半分比濕漲干縮性：木材具有顯著的濕漲干縮性強(qiáng)度：工程上常利用木材的抗壓、抗拉、抗彎和抗剪強(qiáng)度。影響因素：含水率、環(huán)境溫度、負(fù)荷時(shí)間、表觀密度、疵病。2〕木材的防護(hù)木材的腐朽與防腐：1.創(chuàng)造條件，使木材不適于真菌的寄生和繁殖；2.把木材變成有毒的物質(zhì)，使其不能作為真菌的養(yǎng)料。木材的防蟲：采用化學(xué)藥劑處理木材的防火：浸漬、添加阻燃劑、覆蓋第四章混凝土結(jié)構(gòu)第一節(jié)鋼筋和混凝土材料的力學(xué)性能1.鋼筋的強(qiáng)度、變形和型號(hào)1)強(qiáng)度屈服強(qiáng)度〔屈服極限〕明顯流幅的鋼筋：下屈服點(diǎn)對(duì)應(yīng)的強(qiáng)度作為設(shè)計(jì)強(qiáng)度的依據(jù)無(wú)明顯流幅的鋼筋：剩余應(yīng)變?yōu)?.2%時(shí)所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力作為條件屈服強(qiáng)度,實(shí)際應(yīng)用中可取極限抗拉強(qiáng)度σb的85%作為條件屈服點(diǎn)。疲勞強(qiáng)度：規(guī)定的應(yīng)力幅度內(nèi)，經(jīng)一定次數(shù)的重復(fù)荷載后，發(fā)生疲勞破壞的最大應(yīng)力值稱為疲勞強(qiáng)度。極限抗拉強(qiáng)度：C點(diǎn)對(duì)應(yīng)應(yīng)力值2〕變形變形指標(biāo)伸長(zhǎng)率：鋼筋拉斷后的伸長(zhǎng)與原長(zhǎng)的比值冷彎要求：將直徑為d的鋼筋繞直徑為D的鋼筋彎成一定的角度而不發(fā)生斷裂彈性模量：ＡＢ段應(yīng)力應(yīng)變比值徐變：應(yīng)力不變，隨時(shí)間的增長(zhǎng)應(yīng)變繼續(xù)增加松弛：長(zhǎng)度不變，隨時(shí)間的增長(zhǎng)應(yīng)力降低彈性模量、屈服強(qiáng)度、極限抗拉強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率是鋼材最重要的四個(gè)力學(xué)指標(biāo)。拉伸性能是建筑鋼材最重要的性能。3〕鋼筋的型號(hào)1.按化學(xué)成分：a.碳素鋼〔鐵、碳、硅、錳、硫、磷等元素〕：低碳鋼〔含碳量<0.25%〕；中碳鋼〔含碳量0.25~0.6%〕；高碳鋼〔含碳量0.6~1.4%〕b.普通低合金鋼〔另加硅、錳、鈦、釩、鉻等〕：錳系；硅釩系；硅鈦系；硅錳系；硅鉻系2.按加工：a.鋼筋：熱軋鋼筋；冷拉鋼筋；熱處理鋼筋b.鋼絲：碳素鋼絲；刻痕鋼絲；鋼絞線；冷拔低碳鋼絲3.按外表形狀：光圓鋼筋；變形鋼筋4.按鋼筋的應(yīng)用范圍：非預(yù)應(yīng)力鋼筋：HPB235，HRB335，HRB400，RRB400預(yù)應(yīng)力鋼筋：碳素鋼絲，刻痕鋼絲，鋼絞線，熱處理鋼筋，冷拉鋼筋2.混凝土的強(qiáng)度、變形和型號(hào)1)強(qiáng)度1.單軸受力狀態(tài)下混凝土的抗壓強(qiáng)度立方體抗壓強(qiáng)度cu立方體抗壓強(qiáng)度是區(qū)分混凝土強(qiáng)度等級(jí)的指標(biāo)，我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)混凝土的強(qiáng)度等級(jí)有：C15，C20，C25，C30，C35，C40，C45，C50，C55，C60，C65，C70，C75，C80強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值=強(qiáng)度平均值-1.645×均方差C代表混凝土，C后的數(shù)字即為混凝土的立方體抗壓強(qiáng)度棱柱體抗壓強(qiáng)度f(wàn)c取fc=0.67cu2.單軸受力狀態(tài)下混凝土的抗拉強(qiáng)度直接受拉試驗(yàn)ft取t=0.348fcu0.55劈裂試驗(yàn)ftsts=0.19cu3/4是抗壓強(qiáng)度的1/20`1/8，抗壓強(qiáng)度越大抗拉強(qiáng)度越小。3.復(fù)合受力狀態(tài)下混凝土的強(qiáng)度雙軸應(yīng)力下的強(qiáng)度雙向受拉：強(qiáng)度接近單向受拉強(qiáng)度雙向受壓：抗壓強(qiáng)度和極限壓應(yīng)變均有所提高一拉一壓：強(qiáng)度降低三向受壓時(shí)的混凝土強(qiáng)度三向受壓時(shí)，混凝土的抗壓強(qiáng)度和極限變形都有較大提高2〕變形1.受力變形混凝土的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系OA—彈性階段AB—微裂縫開展BC—彈塑性，豎向裂縫形成C點(diǎn)應(yīng)力到達(dá)最高ck,對(duì)應(yīng)應(yīng)變?yōu)榉逯祽?yīng)變E0=0.002CD—下降段D點(diǎn)的應(yīng)變?yōu)闃O限壓應(yīng)變Eu=0.0033軸向受拉時(shí)混凝土的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系極限拉應(yīng)力為極限壓應(yīng)力的1/20~1/8，極限拉應(yīng)變?yōu)闃O限壓應(yīng)變的1/20左右，曲線只有上升段、混凝土的彈性模量長(zhǎng)期荷載作用下混凝土的變形性能----徐變影響徐變的因素1.應(yīng)力：σc<0.5fc，徐變變形與應(yīng)力成正比----線性徐變0.5fc<σc<0.8fc，非線性徐變。徐變比應(yīng)力快。σc>0.8fc，造成混凝土破壞，不穩(wěn)定2.加荷時(shí)混凝土的齡期，越早，徐變?cè)酱?.水泥用量越多，水灰比越大，徐變?cè)酱?.骨料越硬，徐變?cè)叫?.非受力變形混凝土的膨脹：在水中，或飽和濕度空氣中體積增大的性質(zhì)。混凝土的收縮：結(jié)硬過(guò)程中混凝土體積縮小的性質(zhì)。影響因素：水泥品種：等級(jí)越高，收縮越大水泥用量：水泥用量越多，水灰比越大，收縮越大骨料：骨料越硬，收縮越小養(yǎng)護(hù)條件、制作方法、使用環(huán)境、體積與外表積的比值等。3〕型號(hào)建筑工程中，鋼筋混凝土構(gòu)件的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C15;當(dāng)采用HRB335級(jí)鋼筋時(shí)，不宜低于C20;當(dāng)采用HRB400和RRB400級(jí)鋼筋以及承受重復(fù)荷載的構(gòu)件，不得低于C20;預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)不應(yīng)低于C30;采用鋼絞線、鋼絲、熱處理鋼筋作預(yù)應(yīng)力鋼筋時(shí)，不宜低于C40.墊層、地面混凝土和填充用混凝土可以采用C10.第二節(jié)鋼筋混凝土受彎構(gòu)件1.矩形截面受彎構(gòu)件破壞過(guò)程及類型1)類型沿彎矩最大截面破壞時(shí)，破壞截面與構(gòu)件的軸線垂直，稱為嚴(yán)正截面破壞。沿剪力最大或彎矩和剪力都較大截面破壞時(shí)，破壞截面與構(gòu)件的軸線斜交，成為沿斜截面破壞。受彎構(gòu)件的破壞特征取決于配筋率、混凝土的強(qiáng)度等級(jí)、截面形式等諸多因素。配筋率的影響最為顯著。2〕過(guò)程適筋梁的破壞過(guò)程1.截面開裂前Ⅰ應(yīng)力應(yīng)變成正比Ⅰa出現(xiàn)塑性形變受拉區(qū)應(yīng)力圖形成曲線，受拉區(qū)邊緣混凝土可達(dá)其實(shí)際抗拉強(qiáng)度和抗拉極限應(yīng)變值2.從截面開裂到受拉區(qū)縱向受力鋼筋開始屈服的階段Ⅱ鋼筋完全承受裂縫處拉應(yīng)力，受壓區(qū)出現(xiàn)塑性形變，應(yīng)力圖呈曲線Ⅱa受拉鋼筋屈服至屈服強(qiáng)度3.破壞階段Ⅲ裂縫向壓區(qū)延伸，受壓區(qū)減小Ⅲa梁破壞1.少筋破壞：構(gòu)件的配筋率低于某一定值時(shí)，承載能力低，并且“一裂就破〞。裂縫延伸快，鋼筋受突然增大的應(yīng)力而屈服。屬于脆性破壞。2.適筋破壞：配筋率不低也不高時(shí)，破壞前有明顯的塑性變形和裂縫預(yù)兆。3.超筋破壞：配筋率超過(guò)某一定值時(shí)，有一定預(yù)兆但不明顯。鋼筋不屈服，受壓區(qū)混凝土壓碎，破壞突然發(fā)生。2.矩形截面受彎構(gòu)件設(shè)計(jì)計(jì)算P45(1)根本假定:1.截面應(yīng)變?cè)谧冃魏笕员３制矫?.不考慮混凝土的抗拉強(qiáng)度3.混凝土受壓的應(yīng)力與應(yīng)變關(guān)系曲線按照規(guī)定取用。E0=0.002Eu=0.00334.鋼筋的應(yīng)力取等于鋼筋應(yīng)變與其彈性模量的乘積，但其絕對(duì)值不應(yīng)大于相應(yīng)的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。受拉鋼筋的極限拉應(yīng)變?nèi)?.01。2.計(jì)算a.計(jì)算簡(jiǎn)圖b.根本計(jì)算公式兩個(gè)平衡方程水平方向合力為零——ΣX=0a1fcbx=fyAs各力對(duì)截面上任意一點(diǎn)的合力矩為零，當(dāng)對(duì)受拉區(qū)縱向受力鋼筋的合力作用點(diǎn)取矩時(shí)，有——ΣMs=0M≤a1fcbx(h0-x/2)當(dāng)對(duì)受壓區(qū)混凝土壓應(yīng)力合力作用點(diǎn)取矩時(shí)，有——ΣMc=0M≤fyAs(h0-x/2)h0=h-as估算常用值板單向板厚度60~80，雙向板80mm直徑通常采用6、8、10mm，間距一般不小于70mm.最小保護(hù)層厚15mm,h0=h-20mm梁簡(jiǎn)支梁高跨比1/12左右。矩形截面梁的高寬比2.0~2.5梁常用的寬度為b=120、150、180、200、220、250、300、350等。常用高度=250、300、350…750、800、900、1000mm等。梁中常用的縱向受力鋼筋直徑為10~28，根數(shù)不得少于兩根。受拉區(qū)鋼筋間距大于鋼筋直徑，受壓區(qū)大于1.5倍直徑。當(dāng)采用單排鋼筋時(shí)h0=h-35mm當(dāng)采用雙排鋼筋時(shí)ho=h-60mm適應(yīng)條件a.為防止構(gòu)件發(fā)生少筋破壞，要求構(gòu)件的配筋率不得低于其最小配筋率。取和0.2%中的較大值b.為防止構(gòu)件發(fā)生超筋破壞，要求構(gòu)件截面的相對(duì)受壓區(qū)高度不得超過(guò)其相對(duì)界限受壓區(qū)高度〔有明顯屈服點(diǎn)鋼筋；無(wú)明顯屈服點(diǎn)鋼筋〕即ζ≤ζb極限受彎承載力的計(jì)算afcbx=fyAsMu=afcbx(h0-x/2)=fyAs(h0-x/2)ζ=x/h0=fyAs/a1fcbh0=ρsfy/a1fcMu=a1fcbh02ζ(1-0.5ζ)=asa1fcbh02其中as為截面抵抗系數(shù)Mu=ρsfybh02ζ(1-0.5ζ)=fyAsγsh0其中γs為截面內(nèi)力臂系數(shù)3.簡(jiǎn)支有腹梁的抗剪的破壞過(guò)程及類型1〕過(guò)程在斜裂縫出現(xiàn)前，箍筋的應(yīng)力很小，主要由混凝土傳遞剪力；斜裂縫出現(xiàn)后，與斜裂縫相交的箍筋應(yīng)力增大。限制了斜裂縫的開展，提高了抗剪承載力。2〕分類斜拉破壞：配箍率ρsv很低，或間距S較大且λ較大的時(shí)候；剪壓破壞：配箍和剪跨比適中，破壞時(shí)箍筋受拉屈服，剪壓區(qū)壓碎，斜截面承載力隨ρsv及fyv的增大而增大。斜壓破壞：ρsv很大，或λ很小(λ≤1)斜向壓碎，箍筋未屈服；對(duì)有腹筋梁來(lái)說(shuō)，只要截面尺寸適宜，箍筋數(shù)量適當(dāng)，剪壓破壞是斜截面受剪破壞中最常見的一種破壞形式，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)防止出現(xiàn)另外二種破壞形態(tài)。4.有腹梁的抗剪設(shè)計(jì)計(jì)算P715.減小裂縫寬度和撓度的有效措施改善裂縫的措施a.設(shè)計(jì)方面：采用小直徑筋、變形筋，分散布置；〔提高粘結(jié)力〕在普通鋼筋混凝土梁中，不使用高強(qiáng)鋼筋；構(gòu)造措施：防止外形突變；〔減少應(yīng)力集中〕配縱向水平鋼筋；〔控制腹板收縮裂縫〕縱向主筋在支座處加強(qiáng)錨固。b.施工方面：控制水灰比，振搗密實(shí)，提高混凝土密實(shí)度；加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)；嚴(yán)格控制混凝土配合比，不加有害早強(qiáng)劑；正確控制混凝土保護(hù)層厚度。c.使用方面：定期對(duì)梁體裂縫檢查；注意梁體所處環(huán)境的變化，注意防銹。減少撓度的措施①增大截面高度是提高截面抗彎剛度、減小構(gòu)件撓度的最有效措施；②增大縱向受拉鋼筋的配筋率或提高混凝土強(qiáng)度等級(jí)，假設(shè)構(gòu)件截面受到限制不能加大時(shí)，可考慮采用這種方法,但作用并不顯著。③在受壓區(qū)配置一定數(shù)量的受壓鋼筋,可以充分利用縱向受壓鋼筋對(duì)長(zhǎng)期剛度的有利影響。另外，采用預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件也是提高受彎構(gòu)件剛度的有效措施。實(shí)際工程中，往往采用控制跨高比的方法來(lái)滿足變形條件的要求。6.如何提高混凝土耐久性1〕滿足混凝土的根本要求；控制最大水灰比、最小水泥用量、最低強(qiáng)度等級(jí)、最大氯離子含量以及最大堿含量。2〕規(guī)定最小保護(hù)層厚度；3〕裂縫控制：一級(jí)：嚴(yán)格要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件；二級(jí)：一般要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件；三級(jí)：允許出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件。4〕其他措施對(duì)環(huán)境較差的構(gòu)件，宜采用可更換或易更換的構(gòu)件；混凝土外表防護(hù)、陽(yáng)極保護(hù)、鋼筋阻銹劑、改善鋼材材質(zhì)和涂層鋼筋。第三節(jié)鋼筋混凝土受壓構(gòu)件1.軸心受壓構(gòu)件受力性能及破壞特征1〕短柱短柱受荷以后，截面應(yīng)變?yōu)榫鶆蚍植迹摻顟?yīng)變與混凝土應(yīng)變相同。由于混凝土塑性變形的開展及收縮徐變的影響，鋼筋與混凝土之間發(fā)生壓應(yīng)力的重分布。對(duì)于配置HPB235、HRB335、HRB400級(jí)鋼筋的構(gòu)件，在混凝土到達(dá)最大應(yīng)力fck以前，鋼筋已到達(dá)其屈服強(qiáng)度，這時(shí)構(gòu)件尚未破壞，荷載仍可繼續(xù)增長(zhǎng)，鋼筋應(yīng)力那么保持不變。當(dāng)混凝土的壓應(yīng)變到其極限值時(shí)，構(gòu)件外表出現(xiàn)縱向裂縫，保護(hù)層混凝土開始剝落，構(gòu)件到達(dá)其極限承載力。破壞時(shí)箍筋之間的縱筋發(fā)生壓屈并向外凸出，中間局部混凝土壓酥，混凝土應(yīng)力到達(dá)棱柱體抗壓強(qiáng)度。不管受壓鋼筋在構(gòu)件破壞時(shí)是否屈服，構(gòu)件的最終承載力都是由混凝土壓碎來(lái)控制。當(dāng)縱筋為高強(qiáng)度鋼筋時(shí)，構(gòu)件破壞時(shí)縱筋應(yīng)力約為400N/mm2，達(dá)不到其屈服強(qiáng)度。2〕長(zhǎng)柱當(dāng)受壓構(gòu)件的長(zhǎng)細(xì)比擬大時(shí)，軸心受壓構(gòu)件雖是全截面受壓，但隨著壓力增大，長(zhǎng)柱不僅發(fā)生壓縮變形，同時(shí)產(chǎn)生較大的橫向撓度，在未到達(dá)材料破壞的承載力以前，常由于側(cè)向撓度增大而發(fā)生失穩(wěn)破壞。側(cè)向撓度的增大導(dǎo)致了附加彎矩〔偏心矩〕的增大，如此相互影響，最終使長(zhǎng)柱在軸力和彎矩的作用下發(fā)生失穩(wěn)破壞。破壞時(shí)受壓一側(cè)產(chǎn)生縱向裂縫，箍筋之間的縱向鋼筋向外凸出，構(gòu)件中部混凝土被壓碎。另一側(cè)混凝土那么被拉裂，在構(gòu)件高度中部產(chǎn)生水平裂縫。有側(cè)移結(jié)構(gòu)，其二階效應(yīng)主要是由水平荷載產(chǎn)生的側(cè)移引起的。精確考慮這種二階效應(yīng)較為復(fù)雜，一般需通過(guò)迭代方法進(jìn)行計(jì)算。2.矩形截面偏心受壓構(gòu)件破壞形態(tài)1〕受拉破壞——大偏心受壓破壞先受拉側(cè)混凝土較早出現(xiàn)裂縫，隨后As首先到達(dá)屈服強(qiáng)度。裂縫迅速開展，受壓區(qū)高度減小最后受壓側(cè)鋼筋A(yù)'s受壓屈服，壓區(qū)混凝土壓碎而到達(dá)破壞。破壞特征：與配有受壓鋼筋的適筋梁相似，為塑性破壞。承載力主要取決于受拉側(cè)鋼筋。2〕受壓破壞——小偏心受壓破壞可能局部受拉局部受壓，也可能全截面受壓。破壞特征：截面受壓側(cè)混凝土和鋼筋的受力較大。而受拉側(cè)鋼筋應(yīng)力較小。截面最后是由于受壓區(qū)混凝土首先壓碎而到達(dá)破壞，與配有受壓鋼筋的超筋梁相似，為脆性破壞。承載力主要取決于壓區(qū)混凝土和受壓側(cè)鋼筋第四節(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的根本知識(shí)1.預(yù)應(yīng)力混凝土的優(yōu)點(diǎn)提高抗裂度和剛度：延緩裂縫的出現(xiàn)，減小裂縫寬度；截面剛度顯著提高，撓度減小，可建造大跨度結(jié)構(gòu)。受剪承載力提高：施加縱向預(yù)應(yīng)力可延緩斜裂縫的形成，使受剪承載力得到提高。卸載后的結(jié)構(gòu)變形或裂縫可得到恢復(fù)：由于預(yù)應(yīng)力的作用，使用活荷載移去后，裂縫會(huì)閉合，結(jié)構(gòu)變形也會(huì)得到復(fù)位。提高構(gòu)件的疲勞承載力：預(yù)應(yīng)力可降低鋼筋的疲勞應(yīng)力比，增加鋼筋的疲勞強(qiáng)度。減輕結(jié)構(gòu)自重：使高強(qiáng)鋼材和高強(qiáng)混凝土得到應(yīng)用，有利于減輕結(jié)構(gòu)自重，節(jié)約材料，取得經(jīng)濟(jì)效益。提高耐久性。2.先張法、后張法概念及特點(diǎn)1〕先張法張拉鋼筋并在臺(tái)座上固定，澆注混凝土構(gòu)件，混凝土強(qiáng)度達(dá)設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75%以上時(shí)剪斷鋼筋。特點(diǎn)：通過(guò)預(yù)應(yīng)力鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)力傳遞預(yù)應(yīng)力。適用工廠化生產(chǎn)的中小型構(gòu)件2〕后張法澆混凝土構(gòu)件，并在構(gòu)件中預(yù)留孔道，混凝土強(qiáng)度達(dá)設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75%以上時(shí)在構(gòu)件中預(yù)留孔道中穿鋼筋并張拉，錨固灌漿。特點(diǎn)：依靠其兩端錨具懋住預(yù)應(yīng)力鋼筋并傳遞預(yù)應(yīng)力。適用于運(yùn)輸、安裝不便的大、中型構(gòu)件3.預(yù)應(yīng)力損失概念預(yù)應(yīng)力筋張拉后，由于混凝土和鋼材的性質(zhì)以及制作方法上原因，預(yù)應(yīng)力筋中預(yù)應(yīng)力會(huì)從σcon逐步減少，并經(jīng)過(guò)相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間才最終穩(wěn)定下來(lái)，這種應(yīng)力降低稱為預(yù)應(yīng)力損失。原因發(fā)生在預(yù)應(yīng)力傳到混凝土之前：錨固損失摩擦損失松弛損失〔長(zhǎng)期〕溫差損失發(fā)生在預(yù)應(yīng)力傳到混凝土之后：混凝土的收縮和徐變引起的損失〔長(zhǎng)期〕——是引起損失的主要局部局部擠壓損失彈性壓縮損失第五節(jié)鋼筋混凝土平面樓蓋1.樓蓋分類按結(jié)構(gòu)形式分為：?jiǎn)蜗虬謇吡簶巧w，雙向板肋梁樓蓋，井式樓蓋，密肋樓蓋和無(wú)梁樓蓋等；〔密肋樓蓋間距密，一般為0.9~1.5m，有時(shí)甚至少于700mm。〕按預(yù)應(yīng)力情況分為：鋼筋混凝土樓蓋和預(yù)應(yīng)力混凝土樓蓋；按施工方法可分為：現(xiàn)澆式，裝配式和裝配整體式樓蓋。2.單向板和雙向板的概念單向板肋梁樓蓋：當(dāng)l2/l1≥3時(shí)，可按沿短邊方向的單向板計(jì)算；雙向板肋梁樓蓋：當(dāng)時(shí)l2/l1≤2，應(yīng)按雙向板計(jì)算。當(dāng)2<l2/l1<3時(shí)宜按雙向板計(jì)算，亦可按沿短邊方向的單向板計(jì)算，但應(yīng)沿長(zhǎng)邊方向布置足夠數(shù)量的鋼筋。3.什么是塑性鉸受彎構(gòu)件從鋼筋屈服至截面破壞，轉(zhuǎn)角劇增，即在梁內(nèi)拉、壓塑性變形集中的跨中區(qū)域形成一個(gè)性能特殊的“鉸〞。塑性鉸的特點(diǎn)1、只能繞彎矩作用方向發(fā)生單方向轉(zhuǎn)動(dòng)——單向性；2、只能在從受拉鋼筋屈服到混凝土壓碎的有限范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，即Φu～Φy——有限性；3、在轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)既可傳遞剪力也可傳遞一定的彎矩，即截面的極限彎矩M<Mu——雙重性；4、可通過(guò)適當(dāng)增配鋼筋來(lái)控制塑性鉸出現(xiàn)的部位——可控制性。第五章砌體結(jié)構(gòu)1.塊體、砂漿、砌體表示及分類1〕塊體磚：燒結(jié)普通磚、空心磚〔燒結(jié)多孔磚、大孔空心磚〕非燒結(jié)硅酸鹽磚〔蒸壓灰砂磚、蒸壓粉煤灰磚、爐渣磚、礦渣磚〕燒結(jié)普通磚/燒結(jié)多孔磚：MU30、MU25、MU20、MU15、MU10蒸壓灰砂磚、蒸壓粉煤灰磚：MU25、MU20、MU15、MU10砌塊：混凝土小型砌塊(h<350mm)混凝土中型砌塊(h＝360-900mm)粉煤灰中型實(shí)心砌塊(h＝360-900mm)MU20、MU15、MU10、MU7.5、MU5石材：MU100、MU80、MU60、MU50、MU40、MU30、MU202〕砂漿水泥砂漿、混合砂漿、石灰砂漿和粘土石灰砂漿M15、M10、M7.5、M5、M2.53〕砌體可分為承重和非承重墻。磚砌體、石砌體、砌塊砌體、配筋磚砌體2.砌體墻住的截面尺寸及穩(wěn)定性1〕墻柱最小尺寸要求：獨(dú)立磚柱：≥240mm×370mm；毛石墻：宜≥350mm；毛料石柱：宜≥400mm×400mm；當(dāng)有振動(dòng)荷載時(shí)，墻柱不宜采用毛石砌體。2〕穩(wěn)定性用墻、柱高厚比驗(yàn)算保證墻、柱在施工和使用階段的穩(wěn)定性。β=H0/h≤μ1μ2[β]φ0受高后比和砂漿強(qiáng)度等級(jí)3.砌體構(gòu)造柱及其施工方式為增加建筑物的整體剛度和穩(wěn)定性，設(shè)置鋼筋混凝土構(gòu)造柱使之與圈梁連接，形成空間骨架。施工時(shí)必須先砌墻，后澆筑鋼筋混凝土柱，并沿墻高每500mm設(shè)2Φ6拉接鋼筋，每邊申入墻內(nèi)不小于1m。4.圈梁的作用增強(qiáng)房屋整體剛度；防止不均勻沉降或振動(dòng)荷載的不利影響；提高房屋抗震能力。第六章鋼結(jié)構(gòu)1.鋼結(jié)構(gòu)可能的破壞形式及破壞特點(diǎn)整體失穩(wěn)：作用在結(jié)構(gòu)上的外荷載尚未到達(dá)按強(qiáng)度計(jì)算得到的結(jié)構(gòu)破壞荷載時(shí)，結(jié)構(gòu)已不能承當(dāng)并產(chǎn)生較大的變形，整個(gè)結(jié)構(gòu)偏離原來(lái)的平衡位置而倒塌。局部失穩(wěn)：在保持整體穩(wěn)定的條件下，結(jié)構(gòu)中的局部構(gòu)件或構(gòu)件中的板件已不能承受外荷載而失去穩(wěn)定。塑性破壞〔延性破壞〕：結(jié)構(gòu)經(jīng)歷了顯著塑性變形后失去承載能力的破壞。脆性破壞：結(jié)構(gòu)未經(jīng)歷顯著塑性變形失去承載能力的破壞。破壞前無(wú)任何征兆，不出現(xiàn)異樣和明顯變形，無(wú)早期裂縫。疲勞破壞：在循環(huán)荷載重復(fù)作用下，結(jié)構(gòu)經(jīng)歷一定時(shí)間損傷積累，結(jié)構(gòu)發(fā)生斷裂的現(xiàn)象。2.鋼結(jié)構(gòu)的機(jī)械性能指標(biāo)強(qiáng)度：材料抵抗外力作用時(shí)不致破壞的能力〔抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、比例極限〕塑性：應(yīng)力超過(guò)屈服點(diǎn)fy后，能產(chǎn)生一定的剩余變形而不立即斷裂的性能〔伸長(zhǎng)率、斷面收縮率〕韌性：反映鋼材抵抗沖擊荷載、動(dòng)力荷載的能力，是鋼材在變形和斷裂過(guò)程中吸收能力的度量。〔夏比V型缺口Akv、梅氏U型缺口ak、沖擊韌性〕冷彎性能：衡量鋼材在冷加工〔常溫〕塑性變形時(shí)抵抗裂紋的能力。可焊性：采用一般焊接工藝就可到達(dá)合格焊縫性能。耐久性：耐腐蝕性能、耐疲勞性能。3.鋼材的分類和規(guī)格1〕分類建筑鋼結(jié)構(gòu)的用材品種2)規(guī)格鋼板：型鋼〔熱軋、焊接〕：角鋼〔熱軋〕規(guī)格工字鋼〔熱軋〕規(guī)格槽鋼〔熱軋〕規(guī)格H型鋼〔熱軋、焊接〕規(guī)格T型鋼〔熱軋〕鋼管〔熱軋、焊接〕規(guī)格冷彎薄壁型鋼一般2-6mm有加厚趨勢(shì)，美國(guó)25mm。4.鋼結(jié)構(gòu)連接分類焊縫連接——現(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu)最根本地連接方式，應(yīng)用最廣泛。螺栓連接——鋼結(jié)構(gòu)開展方向：工廠構(gòu)件焊接、工地節(jié)點(diǎn)螺栓連接。鉚釘連接5.理想的軸心受壓構(gòu)件的整體失穩(wěn)有哪幾種形式彎曲失穩(wěn)：雙軸對(duì)稱截面失穩(wěn)、單軸對(duì)稱截面〔繞非對(duì)稱軸失穩(wěn)〕。扭轉(zhuǎn)失穩(wěn)：十字形截面和Z形截面。彎扭失穩(wěn)：?jiǎn)屋S對(duì)稱截面〔繞對(duì)稱軸失穩(wěn)〕。6.什么是梁的整體失穩(wěn)當(dāng)Mx較小時(shí)，梁僅在彎矩作用平面內(nèi)〔yoz平面〕或繞強(qiáng)軸〔x軸〕彎曲變形。當(dāng)Mx逐漸增加，到達(dá)某一數(shù)值時(shí)，梁將突然發(fā)生側(cè)向彎曲〔繞弱軸y〕和扭轉(zhuǎn)〔繞z軸〕變形，并喪失繼續(xù)承載的能力，這種現(xiàn)象稱為梁?jiǎn)适дw穩(wěn)定或彎扭屈曲。7.影響梁整體穩(wěn)定性的因素有哪些截面剛度的影響。側(cè)向支撐距離的影響。荷載類型的影響。荷載作用位置的影響。受壓翼緣的影響。支座位移約束程度的影響。第七章鋼筋混凝土單層廠房1.單層廠房的分類1)按結(jié)構(gòu)材料分混合結(jié)構(gòu):磚柱＋RC/木/輕鋼屋架吊車噸位≤5t，跨度≤15m，柱頂標(biāo)高≤8m小型廠房鋼筋混凝土結(jié)構(gòu):RC柱＋RC/鋼屋架吊車噸位≥25t，或跨度≥36m或特殊工藝廠房鋼結(jié)構(gòu)：鋼柱＋鋼屋架其它情況2)按結(jié)構(gòu)形式分排架結(jié)構(gòu)：有剛、柔性排架之分。剛性排架常簡(jiǎn)稱為排架，其屋架(或屋面梁)看成是剛度無(wú)窮大的一根橫梁，柱頂與屋架(或屋面梁)鉸接，柱底與根底剛接。跨