建筑結構與選型

1、1. 建筑結構由豎向承重結構體系，水平承重結構體系和下部結構三部分組成2. 按建筑材料分類：混凝土結構，鋼結構，鋼-混凝土組合結構，砌體結構，木結構和混合結構。3. 主體結構體系有墻體結構體系，框架結構體系，框架-剪力墻結構體系和筒體結構體系4. 按結構層數分類：單層建筑結構，多層建筑結構，高層建筑結構。5. 按豎向荷載的傳遞途徑分類：橫向承重結構、縱向承重結構、縱橫向混合承重結構。6. 按結構的空間分類：殼體結構，網架結構，膜結構，懸索結構7. 作用的分類：永久作用-主要是指結構自重，土壓力，水位不變時的水壓力等，慣稱恒載。其特點是：在設計基準期內，荷載的量值不隨時間變化或其變化與平均值相比

2、可以忽略不計?？勺冏饔?主要是指樓（屋）面活荷載，風荷載，雪荷載，水位變化的水壓力等可變荷載，慣稱活荷載。在工業(yè)廠房中可能還有吊車荷載，屋面積灰荷載（位于水泥廠，高爐，轉爐等車間附近的房屋）等。其特點是：在設計基準期內，荷載的量值隨時間而變化。且其變化與平均值相比不可忽略?？勺兒奢d是設計基準期內可能存在也可能卸去或移動的荷載。偶然作用-主要是指撞擊，爆炸，罕遇地震等。其特點是：在設計基準期內不一定出現，而一旦出現，其量值很大且持續(xù)時間很短。8. 荷載標準值：在結構使用期間內可能出現的最大荷載值，包括永久荷載標準值和可變荷載標準值，即建筑結構荷載規(guī)范規(guī)定的荷載基本代表值。9. 延性：一般用于抗震

3、設計，是指超過彈性極限后直至破壞的過程中，材料耐受變形的能力10. 伸長率：鋼材受拉破壞時的應變值稱為伸長率，它是鋼材塑性性能的主要指標。伸長率較大表明鋼材的塑性性能較好。11. 冷彎性能：冷彎性能是衡量鋼材加工性能的一個指標，是指鋼材在冷加工(常溫加工)下產生塑性變形時不致發(fā)生裂縫的能力，用冷彎試驗來檢驗。通過冷彎沖頭加壓，使試件彎曲。發(fā)生 裂縫時試件的彎轉角度越大，塑性性能越好。12. 焊接性：焊接連接是鋼結構最常用的連接形式。焊接時將在焊縫附近的鋼材中形成熱影響區(qū)，由于冷熱不均，在鋼材中引起較大的焊接應力。焊接性好是指焊接安全，可靠，不發(fā)生焊接裂縫，焊接接頭和焊縫的 沖擊韌性以及熱影響區(qū)

4、域的塑性性能和強度都不應低于鋼材。13. 沖擊韌性：鋼材的韌性是判斷鋼材在承受動力荷載作用時是否出現脆性破壞的主要指標。14. 結構的功能要求；安全性:一是指結構在正常施工和正常使用條件下，能承受可能出現的各種作用；二是指在設計規(guī)定的偶然事件（例如地震）發(fā)生時發(fā)生后，仍能保持必需的整體穩(wěn)定性，結構僅發(fā)生局部的損壞而不致發(fā)生連續(xù)倒塌。適用性：是指結構在正常維護下具有足夠的耐久性能，例如不發(fā)生影響正常使用的過大撓度，永久變形和過大的振幅和顯著的振動，不產生令使用者感到不安的裂縫寬度等。耐久性：是指結構在正常維護下具有足夠的耐久性能，即要求結構在規(guī)定的工作環(huán)境中，在正常維護的條件下能夠被正常使用到規(guī)

5、定的設計使用年限。所謂“正常維護”包括必要的檢測，防護和維修。15. 承載能力極限狀態(tài)：是指結構或構件達到最大承載力，或達到不適于繼續(xù)承載的變形的狀態(tài)。當結構或構件出現下列狀態(tài)之一時，即認為超過了承載能力極限狀態(tài)：、整體結構或構件的一部分作為剛體失去平衡。例如傾覆，過大的滑移等。、結構構件或連接因超過材料強度而破壞（包括疲勞破壞），或因過度的變形而不適于繼續(xù)承載。疲勞破壞是在使用中由于荷載多次重復作用而達到的破壞。、結構轉變?yōu)闄C動體系。例如超靜定結構由于某些截面的“屈服”而成為幾何可變體系。、結構或構件喪失穩(wěn)定。例如細長柱達到臨界荷載時發(fā)生壓屈等。、地基喪失承載能力而破壞。例如地基失穩(wěn)等。15

6、正常使用極限狀態(tài)：是指結構或構件達到適用性能或耐久性能的某項規(guī)定限值的極限狀態(tài)。當結構或構件出現下列狀態(tài)之一時，即認為超過了正常使用極限狀態(tài)：、影響正常使用或外觀的變形。例如某些構件必需控制變形，裂縫才能滿足使用要求。過大的變形將造成房屋內粉刷剝落，填充墻和隔斷開裂，屋面積水；過大的變形，裂縫也會造成用戶心里上的不安全感。、影響正常使用或耐久性的局部損壞（包括裂縫）、影響正常使用的振動。、影響正常使用的其他特定狀態(tài)。16冷加工鋼筋有：冷拉鋼筋，冷拔鋼絲，冷軋帶肋鋼筋和冷軋扭鋼筋。17混凝土結構中所用的鋼筋材料有兩類，一類是有明顯屈服點的鋼筋，如熱軋鋼筋；另一類是無明顯屈服點的鋼筋，如鋼絞線，鋼

7、絲和熱處理鋼筋等。 18混凝土結構中的鋼筋有受力鋼筋和構造鋼筋兩類。受力鋼筋包括縱向受力鋼筋，彎起鋼筋，箍筋；構造鋼筋包括架立鋼筋，分布鋼筋等。架立鋼筋的作用：與其余鋼筋組成鋼筋骨架，并承受溫度應力和收縮應力。分布鋼筋的作用：一、固定板中受力鋼筋的位置組成鋼筋網，使鋼筋在澆注混凝土時能保持設計位置； 二、把樓板上的局部荷載較均勻的分布到受力鋼筋上去，改善板的受力； 三、承受由于溫度變化和混凝土收縮引起的內力； 四、在四邊支承的單向板中可以承受長邊方向實際上存在的彎矩。19.混凝土的強度：混凝土軸心抗壓強度（fc）、 混凝土抗拉強度（ft）、混凝土復合受力強度。19混凝土的收縮；混凝土在空氣中結

8、硬時體積減小的現象稱為收縮。（混凝土中的水泥用量越多，水灰比越大，收縮越大；使用環(huán)境溫度越高，相對濕度越低，收縮越大；混凝土養(yǎng)護不良引起收縮量增加；骨料的彈性模量高，級配好可以減少收縮量。）20混凝土的徐變；在不變荷載的長期作用下材料應變隨時間而增長的現象稱為徐變。 混凝土的配合比是影響徐變的內在因素，骨料的彈性模量值越高，體積比越大徐變越小。水灰比越低，徐變也越??；受荷前養(yǎng)護時的溫度、濕度越高，水泥水化作用越充分，徐變越小。受荷后所處環(huán)境的溫度越高，徐變越大。21粘結作用由三部分組成：一是混凝土中水泥膠體與鋼筋表面的化學膠著力，二是鋼筋與混凝土接觸面上的摩擦力，三是由于鋼筋表面粗糙不平與混凝

9、土的機械咬合作用。22正截面受彎承載力計算采用下列基本假定：、截面應保持平面（平均應變平截面假定）、不考慮混凝土的抗拉強度、混凝土受壓應力-應變關系曲線采用圖、縱向鋼筋的應力取等于應變與其彈性模量的乘積，但其絕對值不應大于相應的強度設計值?？v向受拉鋼筋的極限應變等于0.00123梁的斜截面受剪破壞形態(tài)有：斜拉破壞，斜壓破壞和剪壓破壞24樓蓋的形式：現澆式樓蓋，裝配式樓蓋，裝配正式樓蓋25現澆式樓蓋有：肋梁樓蓋，井式樓蓋，密肋樓蓋，無梁樓蓋。26單向板肋梁樓蓋：樓蓋中四邊支承矩形區(qū)的長邊跨度2與短邊跨度L1的比值2時，在荷載的作用下，短跨方向的彎矩值遠遠大于長跨方向的彎矩指，長跨方向的彎矩值可以

10、忽略，認為板只在長邊受到肋梁的支承作用，荷載僅僅通過短跨方向傳給長邊的肋梁，故稱之為單向板肋梁樓蓋。27當L2L12時稱為雙向板肋梁樓蓋。28板中受力鋼筋有兩種配置方式：分離式和彎起式。29樓梯可分為板式樓梯，梁式樓梯，懸挑式樓梯，螺旋式樓梯等。30按照使用荷載作用下構件截面應力狀態(tài)的不同，預應力鋼筋混凝土分為:全預應力混凝土，有限預應力混凝土，部分預應力混凝土。31防止或減輕墻體開裂的主要措施防止或減輕由地基不均勻沉降引起墻體裂縫的主要措施合理的結構整體布置。主要的措施有：控制軟土地基上房屋的長度與高度比值，長高比不宜大于25。房屋平面現狀力求簡單。房屋各部分高差不宜過大。對于空間剛度較好的

11、房屋，連接處的高差不宜超過一層，超過時宜用沉降縫分開。相鄰兩幢房屋的高差較大時，基礎之間的距離應根據有效工程經驗確定，不應過近。 加強房屋結構的整體剛度。合理布置承重墻體，應盡量將縱墻拉通，并隔一定距離（不大于房屋寬度的15倍）設置一道橫墻且與縱墻可靠連接。設置鋼筋混凝土圈梁可顯著增強縱橫墻連接，提高墻柱穩(wěn)定性，增強房屋的空間剛度和整體性，調整房屋不均勻沉降。設置沉降縫。房屋體型較復雜時宜采用沉降縫將其劃分成若干體型規(guī)則，整體剛度較好的獨立設置沉降單元。沉降縫一般設置于地基壓縮性有顯著差異處，房屋高度或荷載差異較大的交接處，房屋過長時也宜在適當部分設沉降縫。沉降縫應自屋頂到基礎把房屋完全分開。

12、32受彎構件根據破壞的形態(tài)可分為少筋破壞，超筋破壞，適筋破壞。少筋破壞：截面的配筋率很低時，受彎構件正截面發(fā)生少筋破壞。在荷載的作用下，受彎構件截面高度上部受壓，下部受拉。荷載較小時混凝土可以承受拉力而不開裂，但荷載稍大便產生垂直裂縫，裂縫截面的混凝土拉力便全部轉移給縱向受拉鋼筋。由于構件中受拉鋼筋用量很少，鋼筋應力突然增大以致屈服，裂縫隨即上升，致使構件發(fā)生折斷型破壞。少筋破壞的特點是截面受壓區(qū)高度很小，混凝土的抗壓能力不能充分發(fā)揮。這類破壞的承載力是由混凝土抗拉強度控制的，一裂就壞。破壞十分突然，屬于脆性破壞，設計中應予以避免超筋破壞：截面的配筋率過高時，受彎構件正截面發(fā)生超筋破壞。受彎構

13、件受拉區(qū)混凝土開裂以后，隨著荷載的不斷增加，受拉鋼筋的應力和受壓混凝土的應力不斷增加。但是，由于鋼筋用量過多，裂縫的發(fā)展受到鋼筋的遏制，裂縫特征發(fā)展不明顯，而且一直到受壓混凝土被壓碎，構件發(fā)生正截面破壞時，受拉鋼筋仍未屈服。這類構件的正截面承載力是由混凝土抗壓強度控制的，破壞前沒有明顯的預兆，構件的變形也小，屬于脆性破壞，設計中予以避免。適筋破壞：截面的配筋率適中時，受彎構件正截面發(fā)生適筋破壞。構件的受拉區(qū)混凝土開裂以后，原來由混凝土承擔的拉力有效轉移給縱向受拉鋼筋，純彎區(qū)段出現多條裂縫。當荷載增加到一定值時，受拉鋼筋的應力達到屈服值，然后受壓區(qū)混凝土被壓碎。所以，這類構件中受拉鋼筋以及受壓混

14、凝土的性能得到比較充分的發(fā)揮，構件在破壞前有較大的變形和較寬的裂縫寬度等明顯預兆。在鋼筋屈服以后，構件產生顯著的塑性變形，屬于延性破壞。這類構件的受力是明顯的階段特征，一般把這類構件稱為適筋受彎破壞，混凝土受彎構件，板構件正截面受彎承載力計算要符合適筋構件的要求。33適筋梁正截面的受力性能適筋梁的受力階段：第階段-開裂前工作階段。彎矩很小時，構件猶于一彈性勻質材料梁，截面受壓，受拉區(qū)的應力與其應變成正比，沿截面高度二者都呈三角形分布；構件抗彎剛度大，擾度和鋼筋應變很小，且都與彎矩值成正比。隨著彎矩的增大，混凝土的受拉塑性變形明顯發(fā)展，混凝土拉應力分布逐漸變?yōu)榍€形。當彎矩達到截面的開裂彎矩值時

15、，受拉區(qū)邊緣處混凝土應變達到拉應變極限值，而混凝土受壓區(qū)基本仍處于彈性工作階段，應力分布仍為三角形，受壓區(qū)邊緣的混凝土壓變遠小于極限壓變值。第階段 -帶裂縫工作階段。彎矩稍大于截面出現垂直裂縫的臨界狀態(tài)，構件中混凝土抗拉強度最弱的某些截面先出現第一批裂縫而進入第階段。開裂部分的混凝土逐漸脫離受拉工作，將承擔的拉力轉移給鋼筋，鋼筋的應力顯著增加，且增長的速度也比開裂前快。第階段-屈服階段。這一階段的特點是：雖然鋼筋應力已達到屈服，但受壓混凝土尚未被壓碎，彎矩仍有可能增大。鋼筋應力不再增大但其塑性應變迅速發(fā)展，形成流幅。裂縫顯著開展并形成一條臨界裂縫，構件的擾度和曲率顯著增大，剛度急劇降低，表明進

16、入截面“屈服”狀態(tài)，但仍有 一定的變形能力。34對于受彎構件的不同設計要求，應該以不同受力階段的截面應力分布圖形作為計算的依據；當構件不允許出現裂縫時，應以第階段末Ia狀態(tài)的應力圖形作為計算構件抗裂能力的依據。當對構件的變形和垂直裂縫寬度有限值要求時，即進行構件正常使用極限狀態(tài)驗算時，應以第階段的應力圖形作為依據對任何受彎構件，都必須保證其正截面受彎承載力，此時應以a的應力圖形作為計算依據。35.T形截面梁承受彎矩時，若截面中和軸位于翼緣范圍內時成為第1類T形截面（xhf）；若截面中和軸位于腹板范圍內時稱為第2類T型截面（xhf）。35預應力混凝土的特點：優(yōu)點：裂縫寬度小，剛度大，撓度小，結構的耐久性好抗裂性高，可建造水工建筑儲水結構，抗?jié)B結構。充分利用高強材料，節(jié)約鋼材，減輕自重，特別在大跨度的結構中更為經濟。提高構件的抗剪性能提高構件的抗疲勞性能提高受壓構件的穩(wěn)定承載力缺點：工藝較復雜，對質量要求高，因而需要配備一支技術較熟練的專業(yè)隊伍需要有一定的專門設備，如張拉機具，灌漿設備等預應力混凝土結構的開工費較大，對構件數量少的工程成本較高36影響砌體抗壓強度的主要因素：塊體和砂漿的強度，砂漿的性能，塊體的外形和灰縫厚度，施工技術和施工管理水平，塊體含水量和水平灰縫飽滿度37砌體房屋結構的靜力計算方案分為三種若S很小，說明房屋的空間作用很大，可認為S=0