第一部分:建。筑。
工。程。技。术。
第一章:建筑结构与构造。
一)建筑结构工程的可靠性。
1、功能要求:
(1)安全性:正常=》破坏;偶然=》保持稳定;
(2)适用性:良好的工作性能;变形、裂缝;
(3)耐久性:正常使用年限;砼老化、腐蚀;钢筋锈蚀;
以上三性概况为结构的可靠性。
2、两种极限状态:
(1)承载能力极限状态:结构破坏;失去平衡;疲劳破坏;
(2)正常使用极限状态:过大的变形;过早的产生裂缝;过大的振幅;
3、杆件受力形式:
(1)拉伸;(2)压缩;(3)剪切;(4)弯曲;(5)扭转;
如梁=》弯曲和剪切;柱=》压缩和弯矩。
4、材料强度:
(1)破坏时的应力;
(2)抗压、抗拉、抗剪;
5、杆件稳定:
(1)临界力公式:π2ei/l2
(2)临界力的因素:材料、截面、长度、支撑;
(3)对于支撑:两端固定=》l=0.5l
一端固定一端铰接=》l=0.7l
两端铰接=》l=l
一端固定一端自由=》l=2l
6、建筑结构的适用性:
1)正常使用的极限状态;
2)限制刚度要求;
7、悬臂梁梁的位移:
1)公式:f=ql4/8ei
2)影响因素:荷载、材料性能(e)、截面(i)、跨度(l);
8、混凝土结构裂缝控制:
1)不出现拉应力;
2)有但小于混凝土的抗拉强度;
3)允许出现裂缝,但宽度不超过允许值;
9、结构设计使用年限:
1)100年,纪念性;
2)50年,普通;
3)25年,易于替换;
4)5年,临时;
10、环境类别:
1)一般环境:碳化引起的钢筋锈蚀;
2)冻融环境:
3)海洋氯化环境:氯盐引起的钢筋锈蚀;
4)除冰盐其他氯化物环境:氯盐引起的钢筋锈蚀;
5)化学腐蚀环境:硫酸盐对混凝土的腐蚀;
11、混凝土耐久:
1)环境类别和作用等级为i-a的,设计使用年限为50年的,混凝土等级≥c25;
2)大截面混凝土柱墩在加大混凝土保护层厚度的前提下,混凝土强度可以降低,其降低幅度不应超过两个等级,且100年和50年的不应低于c25和c20。
3)预应力混凝土构件最低强度等级不应低于c40;
4)先张法构件中,除全预应力状态下保护层厚度可与普通相同外,其他应比普通钢筋增加10mm;
5)d>16mm的热轧预应力钢筋保护层厚度可与普通钢筋相同。
二)建筑结构平衡技术。
1、二力杆:
只有轴力的杆成为二力杆。
2、防止倾覆的技术要求:
(1)、引起倾覆的力矩m(倾)应小于抵抗倾覆的力矩m(抗),为了安全起见,m(倾)>(1.2~1.5)m(抗。
3、荷载分类:
(1)按照时间:
永久作用(结构自重、土压力、预加应力、混凝土收缩、基础沉降、焊接变形);
可变荷载(安装荷载、屋面和楼面的活荷载、雪荷载、风荷载、吊车荷载、积灰荷载);
偶然荷载(**力、撞击力、雪崩、严重腐蚀、**、台风);
(2)按结构的反应:
静荷载(结构自重、住宅与办公室的楼面活荷载、雪荷载);
动荷载(**、吊车设备震动、高空坠物冲击作用);
(3)按荷载作用面大小分类:
均布面荷载(铺设的木地板、地砖、花岗岩、大理石);
线荷载;集中荷载;
(4)按荷载作用方向:
垂直荷载;水平荷载;
(5)施工和检修荷载:
4、荷载对结构的影响:
(1)永久荷载:徐变,变形和裂缝,内里重分部;
(2)装修荷载:a、不能自行改变使用功能;
b、新做法产生的荷载不允许超过原有建筑装修构造做法的荷载值;
c、不允许子承重结构构件上开洞凿孔;如必须,应经原设计单位的书面的有效文件,方可施工;
d、不得自行拆除任何承重墙,或改变结构的承重体系,更不能自行设置夹层或增加楼层;
e、不允许在建筑楼面上堆放大量的建筑材料;
f、变形缝的维护:
1)杂物清除干净;
2)常采用后浇带的处理方法,来解决沉降差异的问题;
3)防震缝:当房屋高度在15m以下时,其宽度也不应小于5cm。
5、混合结构体系:
(1)、砌体抗压强度高,而抗拉强度很低,所以住宅建筑最适合采用混合结构;
(2)、适合六层以下,横向刚度大,整体性好,但平面灵活性差,(3)、混合结构不宜建造大空间的房屋;
6、框架结构体系:
层以下的建筑;
(2)、风荷载和**力简化为节点上的水平的水平集中力进行分析;
7、剪力墙体系:
(1)、侧向刚度大;
(2)、水平荷载作用下侧移小;
(3)、剪力墙间距小,建筑布置不灵活;
(4)、不适合于大空间的公共建筑;
(5)、剪力墙厚度不小于160mm,剪力墙墙段不大于8m,适用于较小开间的住宅。
和旅馆;(6)、在高度180m范围内都可以适用;
(7)、双肢剪力墙和多肢剪力墙的厚度大于160mm时,采用双层双向配筋,钢筋直径不小于8mm。
8、框架-剪力墙体系:
(1)、结构平面布置灵活;
(2)、空间较大;
(3)、侧向刚度大;
(4)、剪力墙主要承受水平荷载,框架承担竖向荷载;
(5)、不超过170m;
9、筒体结构体系:
(1)、超过层,不超过300m;
10、桁架结构体系:
(1)、节点假定为铰接点;
(2)、杆件只收轴向力;
(3)、屋架高跨比1/6~1/8;
11、网架结构体系:
(1)、分为平面网架和曲面网架;
(2)、平面网架:
a、空间受力体系;
b、杆件只受轴向力;
c、受力合理,节约材料;
d、整体性好,刚度大,稳定,f、抗震性能好;
g、适用于工业化生产;
(3)、高跨比1/15左右;
(4)、安装方式:
a、高空拼装;
b、整体安装;
12、拱式结构:
(1)、有推力的结构,杆件主要受轴向压力;
(2)、主要内力为压力;
(3)、广泛用于建筑和桥梁,适用体育馆、展览馆;
(4)、拱的类型:
a、三铰拱;
b、两铰拱;
c、无铰拱;
(5)、拱脚必须能够可靠地传承水平推力:
a、推力由拉杆承受;
b、推力由两侧框架承受;
13、悬索结构:
(1)、包括索网、边缘构件、下部支撑结构;
(2)、下部悬索支撑结构的垂直度一般为跨度的1/30;
14、薄壁空间结构:
(1)、也成壳体结构;
(2)、空间受力结构;
(3)、主要受轴向压力,弯矩很小;
三)建筑结构构造要求。
1、混凝土结构的优点:
1)、强度较高,混凝土和钢筋两种材料都得到充分利用;
(2)、可模性好,适用面广;
(3)、耐久性和耐火性较好,维护费用便宜;
(4)、现浇混凝土结构整体性好,延性好,适用于抗震防爆结构;
同时防振性和防辐射性好,适用于防护结构;
(5)、易于就地取材;
2、混凝土结构的缺点:
(1)、自重大;
(2)、抗裂性较差;
(3)、施工复杂;
(4)、工期较长;
3、钢筋的材料性能:
(1)、钢筋和混凝**同工作影响粘结性的因素:
a、混凝土强度;
b、保护层厚度;
c、钢筋之间的净距离;
4、极限状态设计方法的基本概念:
(1)、梁正截面破坏:
a、不允许设计成超筋梁和少筋梁,它们为脆性破坏;
b、超筋破坏:破坏时钢筋不会屈服,破坏是因为混凝土受压边缘达到极限压应变、混凝土被压碎而引起的,在上表面破碎;
试验表明:钢筋在梁破坏前仍处于弹性工作阶段,裂缝开展不宽,延伸不高,梁的挠度也不大;
c、少筋破坏:梁一旦开裂,纵向钢筋即屈服,甚至进入强化阶段,梁的承载力与同截面的素混凝土相当,在下表面开裂;
(2)、梁的斜截面破坏:
a、影响斜截面受力因素:
1)剪跨比和高跨比;
2)混凝土强度等级;
3)腹筋的数量(箍筋和弯起钢筋);
b、防止斜截面的措施:
1)限制梁截面的最小尺寸,其中包括混凝土轻度等级;
2)适当配置箍筋,并满足规范的构造要求;
3)当上述两项措施还不能满足要求时,可适当配置弯起钢筋,并满足规范构造要求;
5、单向板和双向板:
(1)、长边/短边≤2时:应按双向板;
<长边/短边≤3时:宜按双向板;
<长边/短边时:可按沿短边方向受力的单向板计算;
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