建筑结构与选型.doc

1. 建筑结构由竖向承重结构体系，水平承重结构体系和下部结构三部分组成2. 按建筑材料分类：混凝土结构，钢结构，钢-混凝土组合结构，砌体结构，木结构和混合结构。3. 主体结构体系有墙体结构体系，框架结构体系，框架-剪力墙结构体系和筒体结构体系4. 按结构层数分类：单层建筑结构，多层建筑结构，高层建筑结构。5. 按竖向荷载的传递途径分类：横向承重结构、纵向承重结构、纵横向混合承重结构。6. 按结构的空间分类：壳体结构，网架结构，膜结构，悬索结构7. 作用的分类：永久作用-主要是指结构自重，土压力，水位不变时的水压力等，惯称恒载。其特点是：在设计基准期内，荷载的量值不随时间变化或其变化与平均值相比可以忽略不计。可变作用-主要是指楼（屋）面活荷载，风荷载，雪荷载，水位变化的水压力等可变荷载，惯称活荷载。在工业厂房中可能还有吊车荷载，屋面积灰荷载（位于水泥厂，高炉，转炉等车间附近的房屋）等。其特点是：在设计基准期内，荷载的量值随时间而变化。且其变化与平均值相比不可忽略。可变荷载是设计基准期内可能存在也可能卸去或移动的荷载。偶然作用-主要是指撞击，爆炸，罕遇地震等。其特点是：在设计基准期内不一定出现，而一旦出现，其量值很大且持续时间很短。8. 荷载标准值：在结构使用期间内可能出现的最大荷载值，包括永久荷载标准值和可变荷载标准值，即建筑结构荷载规范规定的荷载基本代表值。9. 延性：一般用于抗震设计，是指超过弹性极限后直至破坏的过程中，材料耐受变形的能力10. 伸长率：钢材受拉破坏时的应变值称为伸长率，它是钢材塑性性能的主要指标。伸长率较大表明钢材的塑性性能较好。11. 冷弯性能：冷弯性能是衡量钢材加工性能的一个指标，是指钢材在冷加工(常温加工)下产生塑性变形时不致发生裂缝的能力，用冷弯试验来检验。通过冷弯冲头加压，使试件弯曲。发生 裂缝时试件的弯转角度越大，塑性性能越好。12. 焊接性：焊接连接是钢结构最常用的连接形式。焊接时将在焊缝附近的钢材中形成热影响区，由于冷热不均，在钢材中引起较大的焊接应力。焊接性好是指焊接安全，可靠，不发生焊接裂缝，焊接接头和焊缝的 冲击韧性以及热影响区域的塑性性能和强度都不应低于钢材。13. 冲击韧性：钢材的韧性是判断钢材在承受动力荷载作用时是否出现脆性破坏的主要指标。14. 结构的功能要求；安全性:一是指结构在正常施工和正常使用条件下，能承受可能出现的各种作用；二是指在设计规定的偶然事件（例如地震）发生时发生后，仍能保持必需的整体稳定性，结构仅发生局部的损坏而不致发生连续倒塌。适用性：是指结构在正常维护下具有足够的耐久性能，例如不发生影响正常使用的过大挠度，永久变形和过大的振幅和显著的振动，不产生令使用者感到不安的裂缝宽度等。耐久性：是指结构在正常维护下具有足够的耐久性能，即要求结构在规定的工作环境中，在正常维护的条件下能够被正常使用到规定的设计使用年限。所谓“正常维护”包括必要的检测，防护和维修。15. 承载能力极限状态：是指结构或构件达到最大承载力，或达到不适于继续承载的变形的状态。当结构或构件出现下列状态之一时，即认为超过了承载能力极限状态：、整体结构或构件的一部分作为刚体失去平衡。例如倾覆，过大的滑移等。、结构构件或连接因超过材料强度而破坏（包括疲劳破坏），或因过度的变形而不适于继续承载。疲劳破坏是在使用中由于荷载多次重复作用而达到的破坏。、结构转变为机动体系。例如超静定结构由于某些截面的“屈服”而成为几何可变体系。、结构或构件丧失稳定。例如细长柱达到临界荷载时发生压屈等。、地基丧失承载能力而破坏。例如地基失稳等。15正常使用极限状态：是指结构或构件达到适用性能或耐久性能的某项规定限值的极限状态。当结构或构件出现下列状态之一时，即认为超过了正常使用极限状态：、影响正常使用或外观的变形。例如某些构件必需控制变形，裂缝才能满足使用要求。过大的变形将造成房屋内粉刷剥落，填充墙和隔断开裂，屋面积水；过大的变形，裂缝也会造成用户心里上的不安全感。、影响正常使用或耐久性的局部损坏（包括裂缝）、影响正常使用的振动。、影响正常使用的其他特定状态。16冷加工钢筋有：冷拉钢筋，冷拔钢丝，冷轧带肋钢筋和冷轧扭钢筋。17混凝土结构中所用的钢筋材料有两类，一类是有明显屈服点的钢筋，如热轧钢筋；另一类是无明显屈服点的钢筋，如钢绞线，钢丝和热处理钢筋等。 18混凝土结构中的钢筋有受力钢筋和构造钢筋两类。受力钢筋包括纵向受力钢筋，弯起钢筋，箍筋；构造钢筋包括架立钢筋，分布钢筋等。架立钢筋的作用：与其余钢筋组成钢筋骨架，并承受温度应力和收缩应力。分布钢筋的作用：一、固定板中受力钢筋的位置组成钢筋网，使钢筋在浇注混凝土时能保持设计位置； 二、把楼板上的局部荷载较均匀的分布到受力钢筋上去，改善板的受力； 三、承受由于温度变化和混凝土收缩引起的内力； 四、在四边支承的单向板中可以承受长边方向实际上存在的弯矩。19.混凝土的强度：混凝土轴心抗压强度（fc）、 混凝土抗拉强度（ft）、混凝土复合受力强度。19混凝土的收缩；混凝土在空气中结硬时体积减小的现象称为收缩。（混凝土中的水泥用量越多，水灰比越大，收缩越大；使用环境温度越高，相对湿度越低，收缩越大；混凝土养护不良引起收缩量增加；骨料的弹性模量高，级配好可以减少收缩量。）20混凝土的徐变；在不变荷载的长期作用下材料应变随时间而增长的现象称为徐变。 混凝土的配合比是影响徐变的内在因素，骨料的弹性模量值越高，体积比越大徐变越小。水灰比越低，徐变也越小；受荷前养护时的温度、湿度越高，水泥水化作用越充分，徐变越小。受荷后所处环境的温度越高，徐变越大。21粘结作用由三部分组成：一是混凝土中水泥胶体与钢筋表面的化学胶着力，二是钢筋与混凝土接触面上的摩擦力，三是由于钢筋表面粗糙不平与混凝土的机械咬合作用。22正截面受弯承载力计算采用下列基本假定：、截面应保持平面（平均应变平截面假定）、不考虑混凝土的抗拉强度、混凝土受压应力-应变关系曲线采用图、纵向钢筋的应力取等于应变与其弹性模量的乘积，但其绝对值不应大于相应的强度设计值。纵向受拉钢筋的极限应变等于0.00123梁的斜截面受剪破坏形态有：斜拉破坏，斜压破坏和剪压破坏24楼盖的形式：现浇式楼盖，装配式楼盖，装配正式楼盖25现浇式楼盖有：肋梁楼盖，井式楼盖，密肋楼盖，无梁楼盖。26单向板肋梁楼盖：楼盖中四边支承矩形区的长边跨度2与短边跨度L1的比值2时，在荷载的作用下，短跨方向的弯矩值远远大于长跨方向的弯矩指，长跨方向的弯矩值可以忽略，认为板只在长边受到肋梁的支承作用，荷载仅仅通过短跨方向传给长边的肋梁，故称之为单向板肋梁楼盖。27当L2L12时称为双向板肋梁楼盖。28板中受力钢筋有两种配置方式：分离式和弯起式。29楼梯可分为板式楼梯，梁式楼梯，悬挑式楼梯，螺旋式楼梯等。30按照使用荷载作用下构件截面应力状态的不同，预应力钢筋混凝土分为:全预应力混凝土，有限预应力混凝土，部分预应力混凝土。31防止或减轻墙体开裂的主要措施防止或减轻由地基不均匀沉降引起墙体裂缝的主要措施合理的结构整体布置。主要的措施有：控制软土地基上房屋的长度与高度比值，长高比不宜大于25。房屋平面现状力求简单。房屋各部分高差不宜过大。对于空间刚度较好的房屋，连接处的高差不宜超过一层，超过时宜用沉降缝分开。相邻两幢房屋的高差较大时，基础之间的距离应根据有效工程经验确定，不应过近。 加强房屋结构的整体刚度。合理布置承重墙体，应尽量将纵墙拉通，并隔一定距离（不大于房屋宽度的15倍）设置一道横墙且与纵墙可靠连接。设置钢筋混凝土圈梁可显著增强纵横墙连接，提高墙柱稳定性，增强房屋的空间刚度和整体性，调整房屋不均匀沉降。设置沉降缝。房屋体型较复杂时宜采用沉降缝将其划分成若干体型规则，整体刚度较好的独立设置沉降单元。沉降缝一般设置于地基压缩性有显著差异处，房屋高度或荷载差异较大的交接处，房屋过长时也宜在适当部分设沉降缝。沉降缝应自屋顶到基础把房屋完全分开。32受弯构件根据破坏的形态可分为少筋破坏，超筋破坏，适筋破坏。少筋破坏：截面的配筋率很低时，受弯构件正截面发生少筋破坏。在荷载的作用下，受弯构件截面高度上部受压，下部受拉。荷载较小时混凝土可以承受拉力而不开裂，但荷载稍大便产生垂直裂缝，裂缝截面的混凝土拉力便全部转移给纵向受拉钢筋。由于构件中受拉钢筋用量很少，钢筋应力突然增大以致屈服，裂缝随即上升，致使构件发生折断型破坏。少筋破坏的特点是截面受压区高度很小，混凝土的抗压能力不能充分发挥。这类破坏的承载力是由混凝土抗拉强度控制的，一裂就坏。破坏十分突然，属于脆性破坏，设计中应予以避免超筋破坏：截面的配筋率过高时，受弯构件正截面发生超筋破坏。受弯构件受拉区混凝土开裂以后，随着荷载的不断增加，受拉钢筋的应力和受压混凝土的应力不断增加。但是，由于钢筋用量过多，裂缝的发展受到钢筋的遏制，裂缝特征发展不明显，而且一直到受压混凝土被压碎，构件发生正截面破坏时，受拉钢筋仍未屈服。这类构件的正截面承载力是由混凝土抗压强度控制的，破坏前没有明显的预兆，构件的变形也小，属于脆性破坏，设计中予以避免。适筋破坏：截面的配筋率适中时，受弯构件正截面发生适筋破坏。构件的受拉区混凝土开裂以后，原来由混凝土承担的拉力有效转移给纵向受拉钢筋，纯弯区段出现多条裂缝。当荷载增加到一定值时，受拉钢筋的应力达到屈服值，然后受压区混凝土被压碎。所以，这类构件中受拉钢筋以及受压混凝土的性能得到比较充分的发挥，构件在破坏前有较大的变形和较宽的裂缝宽度等明显预兆。在钢筋屈服以后，构件产生显著的塑性变形，属于延性破坏。这类构件的受力是明显的阶段特征，一般把这类构件称为适筋受弯破坏，混凝土受弯构件，板构件正截面受弯承载力计算要符合适筋构件的要求。33适筋梁正截面的受力性能适筋梁的受力阶段：第阶段-开裂前工作阶段。弯矩很小时，构件犹于一弹性匀质材料梁，截面受压，受拉区的应力与其应变成正比，沿截面高度二者都呈三角形分布；构件抗弯刚度大，扰度和钢筋应变很小，且都与弯矩值成正比。随着弯矩的增大，混凝土的受拉塑性变形明显发展，混凝土拉应力分布逐渐变为曲线形。当弯矩达到截面的开裂弯矩值时，受拉区边缘处混凝土应变达到拉应变极限值，而混凝土受压区基本仍处于弹性工作阶段，应力分布仍为三角形，受压区边缘的混凝土压变远小于极限压变值。第阶段 -带裂缝工作阶段。弯矩稍大于截面出现垂直裂缝的临界状态，构件中混凝土抗拉强度最弱的某些截面先出现第一批裂缝而进入第阶段。开裂部分的混凝土逐渐脱离受拉工作，将承担的拉力转移给钢筋，钢筋的应力显著增加，且增长的速度也比开裂前快。第阶段-屈服阶段。这一阶段的特点是：虽然钢筋应力已达到屈服，但受压混凝土尚未被压碎，弯矩仍有可能增大。钢筋应力不再增大但其塑性应变迅速发展，形成流幅。裂缝显著开展并形成一条临界裂缝，构件的扰度和曲率显著增大，刚度急剧降低，表明进入截面“屈服”状态，但仍有 一定的变形能力。34对于受弯构件的不同设计要求，应该以不同受力阶段的截面应力分布图形作为计算的依据；当构件不允许出现裂缝时，应以第阶段末Ia状态的应力图形作为计算构件抗裂能力的依据。当对构件的变形和垂直裂缝宽度有限值要求时，即进行构件正常使用极限状态验算时，应以第阶段的应力图形作为依据对任何受弯构件，都必须保证其正截面受弯承载力，此时应以a的应力图形作为计算依据。35.T形截面梁承受弯矩时，若截面中和轴位于翼缘范围内时成为第1类T形截面（xhf）；若截面中和轴位于腹板范围内时称为第2类T型截面（xhf）。35预应力混凝土的特点：优点：裂缝宽度小，刚度大，挠度小，结构的耐久性好抗裂性高，可建造水工建筑储水结构，抗渗结构。充分利用高强材料，节约钢材，减轻自重，特别在大跨度的结构中更为经济。提高构件的抗剪性能提高构件的抗疲劳性能提高受压构件的稳定承载力缺点：工艺较复杂，对质量要求高，因而需要配备一支技术较熟练的专业队伍需要有一定的专门设备，如张拉机具，灌浆设备等预应力混凝土结构的开工费较大，对构件数量少的工程成本较高36影响砌体抗压强度的主要因素：块体和砂浆的强度，砂浆的性能，块体的外形和灰缝厚度，施工技术和施工管理水平，块体含水量和水平灰缝饱满度37砌体房屋结构的静力计算方案分为三种若S很小，说明房屋的空间作用很大，可认为S=0