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1、建筑结构基本知识,一、建筑结构的概念定义：建筑物中能承受或传递荷载而起骨架作用的体系(部分)。其他功能：温度变化、地基不均匀沉降、地震作用等。,规划,建筑设计,结构设计,施工,建筑物的形成过程：,红线,外观（功能）,计算（安全）,建造,规划局,设计院,抗震办,防火办,建筑公司,验收,监理公司,甲方,1、分类根据建筑材料划分：,建筑结构,应用最广泛,应用较多,基本不用,应用前景好,砼=混凝土,根据承载方式划分：,建筑结构,应用最广泛,应用较多,很少,较少,框-剪结构,普遍,2、主要优缺点钢筋混凝土结构：强度高、耐久、抗震性能好，具有可塑性；自重大、抗裂性能差、现浇时耗费模板多、工期长。应用范围：
2、一般民用建筑、多高层建筑、工业厂房、大跨结构。砌体结构：造价低廉、耐火性好、施工方便、工艺简单；自重大、强度低、抗震性能差、砌筑工作繁重、粘土用量大。应用范围：五六层以下的民用房屋、中小厂房的沉重结构、大型工业厂房的围护结构。,钢结构：强度高、重量轻、质地均匀、运输方便；易锈蚀、耐火性差、维修费用高。应用范围：大跨重型结构、受动荷载结构、可拆卸结构、轻型结构、容器及其它结构。木结构：制作简单、容易施工、就地取材、造价低；易燃、易腐、易裂、易翘曲。应用范围：大中城市基本停用。钢混凝土组合结构：钢材放在构件内部，外部由钢筋混凝土做成（称为钢骨混凝土或劲性混凝土），如北京香格里拉饭店；或在钢管内部填
3、充混凝土，做成外包钢构件,（称为钢管混凝土），如西雅图太平洋第一中心太平洋第一中心大厦。混合结构一部分为钢结构，一部分为钢筋混凝土结构，如深圳发展中心。注意：框架结构比砖混结构整体性好，抗震性能好。（在武汉地区1平方贵4、5百元）,思考:层数问题?结构问题?,住宿费,年代问题?设施问题?,500、800、1000、1200元,位置问题?,环境问题?,二、建筑结构的荷载1、概念定义：建筑结构在施工期间或使用过程中承受的各种直接作用。如人群、设备、风雪、构件自重等。间接作用：温度变化、地基不均匀沉降、地面运动等。GB 500092001 建筑结构荷载规范 2、分类根据荷载作用时间的长短,分类：,永
4、久荷载：在结构使用期间，其值不随时间变化，或其变化与平均值相比可以忽略不计的荷载。如结构自重、土压力等。也称恒荷载或恒载。可变荷载：在结构使用期间，其值随时间变化，或其变化与平均值相比不可忽略不计的荷载。如楼面活荷载、雪荷载、风荷载、吊车荷载、灰荷载等。也称活荷载或活载。偶然荷载：在结构使用期间，不一定出现，而一旦出现其值很大且持续时间较短的荷载。如爆炸力、撞击力等。,根据荷载作用的性质，分类：静力荷载：大小、方向和位置不随时间变化或变化极为缓慢的荷载。它不会使结构产生显著的振动，因而惯性力的影响很小，可略去。显然，结构的恒载都是静力荷载。动力荷载：随时间迅速变化的荷载。它能使结构产生显著的振
5、动，因而惯性力的影响不能忽略。如机械运转时产生的荷载，地震时由于地面运动对结构的动力作用及爆炸引起的冲击波等。,根据荷载的分布情况，分类：集中荷载：作用面相对于结构的尺寸比较的荷载。集中荷载包括集中力和集中力偶。分布荷载：连续地分布在一块面积上的荷载。当作用面积的宽度相对于其长度较小时，就可将面荷载简化为连续分布在一段长度上的荷载，称为线荷载。分布荷载有均布荷载和非均布荷载两种形式。集中荷载和均布线荷载是最常见的、应用最多的荷载。,三、钢筋和混凝土的共同工作1、试验准备两根截面尺寸（200300）、跨度（2.5m）、混凝土强度等级（C20）完全相同的简支梁。一为素混凝土梁，一为钢筋混凝土梁（受
6、拉区配有2根直径为20的级钢筋)。,混凝土：由水泥、砂（细骨料）、石子（粗骨料）、外加剂等，按一定比例混合后加一定比例的水拌制而成。,素混凝土：无筋或不配置受力钢筋的混凝土,300,Fu=87KN 截面破坏。,跨中加集中力P，P=13.4kN时，素混凝土梁突然折断，P=87kN时，钢筋混凝土梁才破坏。2、结论钢筋和混凝土可以共同工作；钢筋明显地加强了受拉区的抗拉能力，大大提高了梁的承载能力；钢筋和混凝土两种材料的强度均得到了较充分的发挥。,3、钢筋和混凝土共同工作的机理钢筋主要承受拉力，混凝土主要承受压力；钢筋和混凝土之间有着可靠的粘结力，能牢固结成整体，受力后变形一致，不会产生相对滑移。钢筋
7、和混凝土的温度线膨胀系数大致相同，钢筋约为0.000012，混凝土约为0.000007 0.000014。钢筋外边有一定厚度的混凝土保护层，防止钢筋锈蚀，从而保证了钢筋混凝土构件的耐久性。,4、粘结力的组成化学胶结力：钢筋和砼接触面上的化学吸附作用力。很小。摩擦力：砼收缩后将钢筋紧紧地握裹住而产生的力。机械咬合力：钢筋表面凹凸不平与砼产生的机械咬合作用而产生的力。钢筋端部的锚固力：一般在钢筋端部弯钩、弯折或焊短钢筋、短角钢等，从而产生锚固力。钩、弯折或焊短钢筋、短角钢等，从而产生锚固力。,四、钢筋的基础知识钢筋是指钢筋混凝土用和预应力钢筋混凝土用钢材，其横截面为圆形，有时为带有圆角的方形。1、
8、分类我国的钢筋产品分为热轧钢筋、中高强钢丝和钢绞线以及冷加工钢筋三大系列。,钢筋,热轧钢筋,钢 丝,钢绞线,冷加工钢筋,强度高，塑性低,强度,塑性,弱,强,高,低,HPB235,HRB335,HRB400,RRB400,热轧光圆钢筋,热轧变形钢筋,热轧变形钢筋,余热处理钢筋,热轧钢筋,字母后面的数字表示屈服强度,HPB,HRB,RRB,字母的意思,2、我国常见钢筋外形和直径 常见外形,钢厂提供的钢筋直径（单位：mm）钢丝（直径35mm）细钢筋（直径610mm）：6，6.5，8，8.2，10 一般钢筋：12，14，16，18，20，22 粗钢筋（直径大于22mm）：25，28，32，36，40，
9、508.2mm的钢筋仅适用于有纵肋的热处理钢筋。直径大于40mm的钢筋主要用于大坝一类大体积混凝土结构。采用时应有可靠的工程经验。,五、混凝土的基本知识1、混凝土的强度立方体抗压强度：边长150mm立方体标准试件，在标准条件下（203，90%湿度）养护28天，用标准试验方法（加载速度0.150.3N/mm2/sec，两端不涂润滑剂）测得的具有95%保证率的立方体抗压强度。,强度等级：分为14级级差为5N/mm2 C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75、C80 C50以上为高强混凝土。C后面的数字表示立方体抗压强度的标准值。单位：N
10、/mm2。混凝土强度等级与使用的钢筋要配套，当采用级、级钢筋时砼强度等级不易低于C20，预应力砼结构的砼强度等级不易低于C30。,100mm立方体强度与标准立方体强度之间的换算关系 小于C50的混凝土，修正系数=0.95。随混凝土强度的提高，修正系数 值有所降低。当fcu100=100N/mm2时，换算系数 约为0.9。,-修正系数,美国、日本、加拿大等国家，采用圆柱体（直径150mm，高300mm）标准试件测定的抗压强度来划分强度等级，符号记为 fc。,圆柱体强度与我国标准立方体抗压强度的换算关系为，,立方体和圆柱体抗压试验都不能代表混凝土在实际构件中的受力状态，只是用来在同一标准条件下比较
11、混凝土强度水平和品质的标准（制作、测试方便）。,2、混凝土的变形单轴受压应力-应变关系,OA弹性阶段；AB微裂缝开展；BC弹塑性，竖向裂 缝形成；CD下降段,混凝土是弹塑性材料,3、混凝土的收缩定义：混凝土在空气中结硬时体积减小的现象。收缩是混凝土在不受外力情况下体积变化产生的变形。对结构的影响：产生裂缝，引起预应力损失。解决办法：设置施工缝。混凝土的收缩是随时间而增长的变形，早期收缩变形发展较快，两周可完成全部收缩的25%，一个月可完成50%，以后变形发展逐渐减慢，整个收缩过程可延续两年以上。,墙板干燥收缩裂缝与边框架的变形,混凝土的收缩受结构周围的温度、湿度、构件断面形状及尺寸、配合比、骨
12、料性质、水泥性质、混凝土浇筑质量及养护条件等许多因素有关。注意！水泥用量多、水灰比越大，收缩越大。骨料弹性模量高、级配好，收缩就小。干燥失水及高温环境，收缩大。小尺寸构件收缩大，大尺寸构件收缩小。高强混凝土收缩大。,4、混凝土的徐变定义：混凝土在长期荷载作用下其应变随时间继续增长的现象。与下列因素有关，加以注意：水泥用量越多，徐变越大；混凝土骨料增加，徐变变小；混凝土强度等级越高，徐变越小；养护及使用环境湿度大时徐变小；构件截面的应力越大，徐变越大。,六、板的构造1、板的厚度单跨板，L0/35；多跨连续板，L0/40；且 60mm。2、板的配筋,受力钢筋 计算确定,分布钢筋 固定受力筋位置阻止
13、砼开裂板内受力均匀分布钢筋布置在受力钢筋的内侧,七、梁的的构造1、梁的截面宽度取50mm的倍数。高度：800mm，取50mm的倍数；800mm，取100mm的倍数。,2、梁的配筋,箍筋,架立筋,纵向受力筋,弯起钢筋,计算确定,计算确定,固定箍筋，形成钢筋骨架,构造确定,八、混凝土的保护层和截面有效高度1、混凝土保护层厚度（C）应从钢筋的外边缘起算。受力钢筋：板、墙、壳，1535mm；梁、柱，2545mm。非受力筋：板、墙、壳，10mm；梁、柱，15mm。,注意受力钢筋的混凝土保护层最小厚度同时也不应小于受力钢筋的直径。有防火要求的，应符合放火规范的规定。,九、砌体结构的基本知识,砌体 是把块体
14、（包括粘土砖、空心砖、砌块、石材等）和砂浆通过砌筑而成的结构材料。砌体结构 系指将由块体和砂浆砌筑而成的墙、柱作为建筑物主要受力构件的结构体系。1、块体烧结普通砖 原料：粘土、煤矸石、页岩或粉煤灰。标准砖尺寸：适用范围：房屋上部及地下基础等部。,烧结多孔砖 原料：同烧结砖，但孔洞率不小于25%。,尺寸：承重多孔砖主要采用（4011590）和（19019090）多孔砖优点：节约粘土、减少砂浆用量、提高工效、节省造价；减轻自重、增强抗震性能。适用范围：房屋上部结构（不宜用于冻胀地区地下部位）。,砌块原料：普通混凝土或轻骨料混凝土主规格尺寸：390190190mm空心率：20%50%,石材 分类：（
15、按容重）重质岩石、轻质岩石（按其加工后的外形规则程度）可分为料石和毛石2、砂浆砂浆作用将单个的块体粘结成整体、促使构件应力分布均匀；填实块体之间的缝隙，提高砌体的保温和防水性能，增强墙体抗冻性能。,砂浆分类 水泥砂浆；混合砂浆；非水泥砂浆（石灰、粘土砂浆）,3、无筋砖砌体砌筑方法：一顺一丁、梅花丁和三顺一丁等,墙体尺寸：240mm（一砖）、370mm（一砖半）、490mm（二砖）620mm（二砖半）,4、配筋砖砌体,水平网状配筋砌体水平灰缝中配置钢筋网片提高轴心抗压承载力,混凝土或钢筋砂浆面层组合砖砌体砖砌体外侧配置纵向钢筋提高偏心抗压承载力,砖砌体和钢筋混凝土构造柱组合墙 在房屋墙体中设置间
16、距不大于4m的构造柱 提高砖墙的承载力 与砖墙体要有水平拉接筋连接,5、配筋 砌块 砌体,6、圈梁圈梁作用增强房屋的整体性和空间刚度防止地基不均匀沉降而使墙体开裂减少振动作用对房屋产生的不利影响与构造柱配合有助于提高砌体结构的抗震性能,钢筋混凝土过梁,砖砌弧拱过梁,7、过梁,钢筋砖过梁,砖砌平拱过梁,8、挑梁,适用范围：房屋雨篷、阳台和悬挑楼梯。,注意：挑梁埋入砌 体长度L1与挑出长 度L之比宜大于1.2；当挑梁上无砌体时，宜使L1/L2。,9、防止或减轻墙体开裂的主要措施,温度裂缝,沉降裂缝,裂缝对房屋性能的影响：外观防水、防渗、保温性能整体性、承载能力、耐久性和抗震性能裂缝形成原因设计施工材料 干缩裂缝环境温度变化 温度裂缝地基不均匀沉降 沉降裂缝,防止或减轻墙体开裂的原理 合理的结构布置 加强房屋结构的整体刚度 设置沉降缝 设置收缩缝,合二为一,尽量对称,构造柱,房屋超过60米必须设,防止或减轻墙体开裂的措施为减少屋面与顶层墙体温差，防止墙顶产生裂缝，屋面应设置保温、隔热层。为释放或降低温差应力，屋面保温（隔热）层或屋面刚性面层及砂浆找平层应设置分隔缝，分隔缝间距不宜大于6m，并与女儿墙隔开，其缝宽不小于30mm。受温差影响较大地区可适当选用装配式有檩体系钢筋混凝土屋盖和瓦材屋盖。,
