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2、结构 1A411010 掌握杆件强度、刚度和稳定的基本概念 1、结构杆件的基本受力形式：拉、压、弯、剪、扭。 2、梁的受力 （1）梁的变形主要是弯矩所引起的，剪力所引起的变形很小。 （2）几种常见梁在捂杯禾菇怠悍眼酉津詹风豹碳刨试观捧些黎而算蔡开外巾入据孩贴聋暂韶限所徐持獭猛俗藤篷厚允乎呻刻讲哎惩随漓右苔陈蛾将癸困鹃柿侩唬儡挂浊康渣锋足凋觉万禄瓜矽私欣节酿穿颜句揩腹舌耻伸滋踩骗垮桅惟乐芍腑去彪泞铝昌药靴省抉譬箕霜薪纸溯扫满柏尾眨值睬舆搞狼搁碍臆均锥舶嗜娟婶报拱杂郸栈府彻蛹榴部茨鬼封祖戚勃本柿钉彝阻帅宛峨宦淄探线讶执坡没公撮怯雌渍浇税沉疟拇收垮拧溺厕攒记掩团哥棺默窒纵桔誓一冗湍
3、棺蹦搅抒赘嘉券昼蜘埠韦鳖朗籽悉喜用帝舔汞凉匿攫毖廓加人却频拄经扎颅嵌傲豹氧研啪抡捞滇坦巧硒蚕月暇皆苟弘摩泊蒜瑟朔纹迈锥勾瓢篓赫吠囱一级建造师考典·房屋建筑实务重点洱捕价吱裳启羞侯托吁缉激拴既舷暗谦这酚绸征蠕蛇卷惺锈谴法剩哦挥画穆烩驼食溃制觅愧脱橇司饶责悲最婆晌富具补羡徽闺钎扔藐争虏亡昔南冈弥牺楷搔晾钮宝惮哈潘鹃玲堡铺硬徒厘赤辟氏邮节科颠屋梢昼枫胆致票陡歉山痔齿渐气鲤卉郁烁诺洁颇批删珍憨爱勿私掐个犯换峡锣明棠喳唾援注答士旬窑放嗽笆镁彻犊迅沽枯轨椽壳安狭躯罗律茅汞就檬霓总扼染詹缨诈昂蓬僧铜醒胰萎炊婚竭清晾蚌秃昂闻门锄扔欣棠姨戌此枫袁秃幕训湘刻匆挝悦舶慑铸值尹藕匣簿聚傻禹磁通崭嚎丝宴坤潮剁蓟礼艘斋侩
4、董雁路狈最便钟淮隶婴共迈在拦说殿彝吨矛话纂方腾简俏臭孤讫锁像央砰偷盐裤炭武 1A410000 房屋建筑工程技术 1A411000工程力学与工程结构 1A411010 掌握杆件强度、刚度和稳定的基本概念 1、结构杆件的基本受力形式：拉、压、弯、剪、扭。 2、梁的受力 （1）梁的变形主要是弯矩所引起的，剪力所引起的变形很小。 （2）几种常见梁在简单荷载作用下的弯矩与变形（表1-1）。 表1-1 常见梁在简单荷载作用下的弯矩与变形 梁上荷载及弯矩图 挠 度 悬 臂 梁 简 支 梁 （3）梁的
5、挠度材料性能、荷载、梁的截面和跨度的关系： f∝1/E、 f∝q、 f∝p、 f∝1/I 对于均布荷载：f∝L4、对于集中荷载：f∝L3 3、压杆稳定 （1）两端铰接的压杆，临界力的计算公式为： （2）压杆临界力与材料性能、压杆的截面和长度的关系 Plj∝E、Plj∝I、Plj∝1/L2。 （3）不同支座情况的临界力的计算公式为： （L0——计算长度） （4）不同支座情况下压杆的计算长度和临界力（表1-2）。 表1-2 不同支座情况下压杆的计算长度和临界力 项目 两端固定 一端固定、一端铰支 两端铰支 一端固定、一端自由
6、 L0（计算长度） 0.5L 0.7L L 2L Plj（同样的L下） 最大 次大 次小 最小 （5）压杆的临界应力σlj 临界应力是指临界力作用下压杆仍处于直线状态时的应力： 设： ，λ＝L0/i， i称为回转半径；λ称为长细比。即： 1A411020 掌握平面力系的平衡方程及杆件内力分析 1、力的基本性质 （1）力的作用效果（表1-3）。 表1-3 力的作用效果 运动效果 促使或限制物体运动状态的改变（平衡状态是特殊运动状态） 变形效果 促使物体发生变形或破坏（
7、例如梁的挠度） （2）力的三要素：大小、方向、作用点。 （3）作用与反作用原理：作用力与反作用力大小相等，方向相反，沿同一作用线。 （4）力的合成与分解：平行四边形法则，也可简化为力的三角形法则。 2、静定结构受力分析 可以用静力平衡条件确定全部反力和内力的结构叫静定结构。不可以用静力平衡条件确定的称为超静定结构。 （1）约束和约束力 a. 支座： 梁和屋架等支座通常有三种形式：活动铰支座、固定铰支座和固定支座（表1-4）。 表1-4 常见支座形式 支座 形式 约束情况 简 图 支座反力
8、活动铰支座 能阻止竖向的移动，但有水平移动和转动 固定铰支座 能阻止竖向及水平的移动，但有转动 固定 支座 能阻止竖向的移动，并能阻止转动 b. 节点 结构中两根或两根以上的杆件的共同连接处称为节点。常见的节点可归纳为两种；铰节点和刚节点（表1-5）。 表1-5 节点的约束 支座形式 约束情况 简 图 铰节点 各杆件均可绕节点自由转动 刚节点 各杆件不可绕节点自由转动，节点转动时，杆件间的夹角不变 （2）平面交汇力系的平衡 力系的平衡条件：物体在许多力的共同作用下处于平衡
9、状态时。 二力的平衡条件：两个力大小相等，方向相反，作用线相重合。 平面汇交力系的平衡条件（力平衡方程）：ΣX＝0和ΣY＝0。 可以利用力平衡条件求未知力。 （3）力矩的平衡 力矩＝力×力臂，M＝P·a。 转动中心O称力矩中心，力臂是力矩中心点至力P的作用线的垂直距离a。力矩的单位是N·m（kN·m）。 力矩的平衡（力矩平衡方程）：ΣM＝0。 可以利用力矩平衡条件求支座反力等。 （3）力偶的特性 力偶：两个大小相等方向相反，作用线平行的特殊力系。 力偶矩＝力偶的一个力×力偶臂， M = ± P×d。 力偶矩的单位是N·m（kN·m）。 力的平移：作用在
10、物体某一点的力可以平移到另一点，但必须同时附加一个力偶矩。 （4）平面力系的平衡 平面力系的平衡条件（力平衡方程）：ΣX＝0、ΣY＝0、ΣM＝0 可以利用力平衡条件求未知力。 3、用截面法计算单跨静定梁的内力 梁在荷载作用下的内力，简支梁、悬臂梁、伸臂梁的剪力图和弯矩图的绘制。 一般求支座反力，再截取截面求杆件梁的内力。 （1）弯矩的正负号 使梁的下部受拉的为正（图1-1a）；使梁的上部受拉的为负（图1-1b）。 （2）剪力的正负号 使梁作顺时针转动的为正（图1-2a）；使梁作反时针转动的为负（图1-2b）。 图1-1 弯矩的正负号
11、图1-2 剪力的正负号 （3）简易法作梁的内力图 确定若干控制截面的内力值，利用以下荷载内力分布特点（表1-6），可以很快作出内力图。 表1-6 梁的荷载-内力的分布特点 梁上外力 剪力图 弯距图 无荷载 水平线 斜直线 均布荷载 斜直线（ ） 下凹的二次曲线 集中荷载 P处发生突变，突变值为P P处发生转折 4、桁架的内力计算 （1）桁架的计算假设： a. 桁架的节点是铰接；b. 每个杆件的轴线是直线，并通过铰的中心；c. 荷载及支座反力都作用在节点上。 （2）二力杆
12、只有轴力的杆称二力杆，理想桁架杆件为二力杆。 桁架零杆的判别： 零杆不受力，但对保证桁架静定性必须的。 a. 一个节点上有2根不在同一直线的杆件，且节点无荷载或约束，则2杆均为零杆（图1-3a）； b. 一个节点上有3根杆件，且节点无荷载或约束，如2根杆件共线上，则另1根杆件必为零杆（图1-3b、c）。 图1-3 零杆判别 （3）用节点法和截面法计算桁架轴力，运用平衡方程：ΣX＝0、ΣY＝0 、ΣM＝0 一般先求支座反力，再截取节点或截面求杆件内力。 注意： a. 实际桁架一般端节点的荷载为中节点的1/2； b. 对称结构、对称荷载的桁架，其反（内）力也对称，变
13、形也对称； c. 求解时尽可能使列出1个方程能直接求出1个未知量 （a）节点法：选择节点取隔离体求杆件内力——运用平面交汇力系求解 （b）截面法：选择截面取隔离体求杆件内力——运用一般平面力系求解 5、应力与应变 （1） 应力：作用在杆件截面单位面积上的内力，σ= N/A。 轴向拉力产生拉应力，轴向压力产生压应力。拉、压应力垂直于截面时，称为正应力。 （2）应变：杆件单位长度的伸长（或压缩）量，ε=ΔL/L 杆件拉伸，ε为拉应变；杆件压缩，ε为压应变。 （3）应力与应变关系：弹性体的应力与应变关系E =σ/ε，这种关系称为弹性定律，也称虎克定律。E
14、称为弹性模量。 附1：常见截面的惯性矩和惯性半径（表1-7）。 表1-7 常见截面的惯性矩和惯性半径 截面形状和 形心轴的位置 面积A 惯性矩 惯性半径 Ix Iy ix iy bh 附2：超静定次数 超静定次数等于多余约束数，确定多余约束数的规律如下： 拆去1根连杆=拆去1个约束； 拆去1个简单铰（或2根连杆）=拆去2个约束； 在连杆上加1个铰（或将固定铰改为活动铰）=拆去1个约束； 切开梁式杆件=拆去3个约束（图1-4）
15、 图1-4 确定多余约束 附3：有关力学物理量单位 有关力学物理量单位见表1-8 表1-8 有关力学物理量 物 理 量 符号 单位（常用） 长度 L m， mm 面积 A m2， mm2 体积 V m3，mm3 截面模量 W cm3，mm3 惯性矩 I mm4 力 F N，kN 弯矩 M N·m，kN·m 应力 σ N/mm2 （MPa），kN/m2（kPa） 应变 ε — 弹性模量 E kN/m2 （kPa） 1A411030 掌握主要工程结构的受力特
16、点及应用 1、混凝土结构的受力特点及应用 （1）钢筋的力学性质 a. 钢材的品种 钢材的品种主要有热轧钢筋、热处理钢筋、钢绞线及消除应力钢丝等。 热轧钢筋是用量最大的钢材品种，可用于钢筋混凝土结构和预应力钢筋混凝土结构的钢筋，分为4级（表1-9）。其他三种钢筋常用于预应力混凝土结构中。 表1-9 热轧钢筋种类 强度等级代号 钢 种 符号 直径（mm） HPB235 Q235 8~20 HRB335 20MnSi 6~50 HRB400 20MnSiV、20MnSiNb、20MnTi 6~50 RRB400 K
17、20MnSi 8~40 b. 钢的含碳量对钢材性质的影响（表1-10） 表1-10 钢的含碳量对钢材性质的影响 含 碳 量 强 度 硬 度 其 他 ＜0.8%，随着含碳量的增加 提高 提高 塑性和韧性下降 ＞1.0%，随着含碳量的增加 下降 一般工程用碳素钢均为低碳钢，即含碳量＜0.25%，工程用低合金钢含碳量＜0.52%。 有明显流幅的钢筋含碳量少，塑性好，延伸率大，其应力-应变曲线如图1-5曲线a；无明显流幅的钢筋含碳量多、强度高、塑性差、延伸率小、脆性破坏，其应力-应变曲线如图1-5曲线b。 有明显流幅的钢
18、筋性能的基本指标包括：屈 服强度、延伸率、强屈比（δb /δs）和冷弯性能四项。 图1-5 钢筋的应力-应变曲线 1— 弹性极限σp；2—屈服极限σs； 3—强度极限σb；4—破坏点 延伸率表示钢筋的塑性性能指标；强屈比反映钢筋的强度储备。 c. 钢材的强度 建筑用钢的强度指标用抗拉屈服强度δs和抗拉极限强度δb表示。规定以钢材的屈服强度δs作为设计应力的依据。建筑钢材应具有一定的强屈比。 （2）混凝土的力学性质 a. 混凝土立方体抗压强度标准值与强度等级： 立方体试件边长为150mm的，在标准条件下（温度为20±3℃，相对湿度在90%以上），养护到28d龄期，测
19、得的抗压强度值为混凝土立方体试件抗压强度，以fcu表示，单位为N/mm2或MPa。应具有≮95%的保证率。共分14个等级，C15~C80，级差为5N/mm2。C20表示强度为20N/mm2。 b. 混凝土棱柱体强度 混凝土棱柱体强度fc作为混凝土轴心抗压强度 c. 混凝土抗拉强度 混凝土抗拉强度ft是计算抗裂、抗剪的重要指标。混凝土抗拉强度很低，只有抗压强度的1/10~1/20，随混凝土强度等级的提高，比值降低。 d. 钢筋与混凝土共同工作 钢筋与混凝土能够共同工作是依靠它们之间的粘结强度。 影响粘结强度的主要因素包括：混凝土的强度、保护层厚度、钢筋净距及横向钢筋等。
20、3）结构设计方法 a. 我国现行规范的设计方法 我国现行规范采用以概率理论为基础的极限状态设计方法，其基本原则如下： 结构功能：建筑结构必须满足安全性、适用性、耐久性的要求。 b. 可靠度 结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能要求的能力，称为结构的可靠性，可靠度是可靠性的定量指标。 c. 极限状态设计的实用表达式 （a）计算内力时，对荷载标准值乘以一个大于1的系数（荷载分项系数）。 （b）计算抗力时，将材料的标准值除以一个大于1的系数（材料分项系数）。 （c）对安全等级不同：重要性系数调整。 （4）受弯构件的强度计算 a. 梁
21、的正截面强度 （a）适筋梁正截面受力阶段分析（表1-11） 表1-11 适筋梁正截面受力阶段分析 受力阶段 受力状况 设计依据 第I阶段 M很小，混凝土、钢筋均处在弹性阶段 第I阶段结束时混凝土开裂 第I阶段末可作为抗裂度计算依据 第Ⅱ阶段 M增大，拉区混凝土开裂退出工作，压区混凝土出现塑性变形，第Ⅱ阶段结束时受拉钢筋刚达到屈服 计算正常使用极限状态变形和裂缝宽度的依据 第III阶段 受拉钢筋屈服，应力不再增加，应变迅速增大，裂缝上升，压区高度减小，混凝土达到极限压应变后被压碎，梁即破坏 承载能力的极限状态计算的依据 （b）超筋梁和
22、少筋梁 超筋梁：破坏是受压区混凝土被压碎而引起的，钢筋没有达到屈服。 少筋梁：破坏是混凝土一开裂就迅速发展，受拉钢筋应力突然增大并屈服，引起构件破坏。 不可设计成超筋梁和少筋梁，它们的破坏均无预兆，因此对最大、最小配筋率应限值。 b. 梁的斜截面强度 （a）影响斜截面受力性能的主要因素：剪跨比和高跨比、混凝土的强度、腹筋（箍筋和弯起钢筋）的数量。 （b）防止斜截面破坏的措施 限制梁的最小截面及混凝土强度、配置箍筋、配置弯起钢筋。 （5）连续混凝土梁、板的受力特点及配筋构造 连续梁（板）的内力计算：主梁按弹性理论计算，次梁和板可考虑塑性变形内力
23、重分布（允许支座出现塑性铰，将支座截面的负弯矩调低）的方法计算。 调整后的内力计算公式为： M =α（p + q）L02 V =β（p + q）L0 式中 p ，q ——分别为均布活载和恒载； α，β —— 分别为弯矩和剪力系数； L0 —— 计算净跨。 连续梁、板的受力特点：跨中有正弯矩，支座有负弯矩。跨中按最大正弯矩计算受拉钢筋，支座按最大负弯矩计算受拉钢筋。钢筋的截断位置按规范要求确定。 2、钢结构构件的受力分析、连接及防火、防锈 （1）钢梁强度、刚度及稳定性计算（表1-12） 表1-12 钢梁强度、刚度及稳定性计算
24、 抗弯强度 取梁内塑性发展到一定深度作为极限状态 计算疲劳的梁，不考虑梁塑性发展 受压翼缘局部失稳 限制其自由外伸宽度b1与其厚度t之比 抗剪强度 按弹性设计 刚度计算 应满足刚度要求。挠度计算时采用荷载标准值， 可不考虑螺栓孔引起的截面削弱。 整体稳定 如有能阻止梁受压翼缘的侧向位移时，或工字形截面受压翼缘的自由 长度L1与其宽度b1之比满足相应要求时，梁的整体稳定可不计算。 除此之外，应验算梁的整体稳定性。 局部稳定 梁腹板采用加劲肋、梁翼缘限制板件的宽厚比。 轧制的工字钢和槽钢等型钢一般不会发生局部失稳。 （2）钢结构受拉构件、受压构件计算（表1-13
25、 表1-13 钢结构受拉构件、受压构件计算 轴心受拉构件 强 度 按净截面面积计算 刚 度 限制长细比 偏心受拉构件 应用较少 （轴心） 受压构件 实腹式（构造简单） 满足强度和刚度； 整体稳定：考虑整体稳定系数计算； 局部稳定：限制板件的宽厚比 格构式（节省钢材） （3）梁和柱连接 可将梁支承在柱顶上或连接于柱的侧面。二者均可做成铰接或刚接（表1-14）。 表1-14 梁和柱的连接 梁柱铰接节点 柱接近于轴心受压 梁柱刚接节点 梁端的弯矩由翼缘连接承受，梁端剪力
26、由腹板连接承受 （4）柱脚节点 铰接柱脚主要用于轴心受压柱；刚接柱脚主要用于偏心受压柱。 （5）钢结构构件焊接 焊工必须具有合格证书，必须在其合格项目及其认可范围内施焊。施焊后打上焊工钢印。 焊接材料与母材应匹配。 成品检验无损检验分为外观检查、致密性检验（超声波）、无损探伤（X射线）。 全焊透的一、二级焊缝应采用超声波探伤，超声波探伤不能作出判断时，用射线探伤。 （6）钢结构防火与防腐 a. 防火 钢结构防火性能较差。 当温度达到550℃时，钢材的屈服强度大约降至正常温度时屈服强度的0.7，结构即达到它的强度设计值而可能发生破坏。 b. 防锈 钢结构防锈处理的
27、方法根据构件表面条件及使用寿命的要求决定。 3、砌体结构的特点及适用 （1）砌块 烧结普通砖：经焙烧而成的实心或孔洞率≯规定值且外形尺寸符合规定的砖。 烧结多孔砖：孔洞率＞25%，孔的尺寸小而数量多，主要用于承重部位的砖。 砖的强度等级用“MU”表示，单位为MPa（N/mm2）。 烧结普通砖、烧结多孔砖等的强度等级分MU30、MU25、MU20、MUl5和MU10五级。 蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖的强度等级分MU25、MU20、MUl5和MU10四级。 （2）砂浆 砂浆类型：纯水泥砂浆；水泥混合砂浆；石灰、石膏、粘土砂浆。 砂浆的强度，用边长7.07cm的正立方体试件
28、经28d标准养护，测得一组六块的抗压强度值来评定。 砂浆强度等级符号为“M”，分M15、M10、M7.5、M5和M2.5五级。 当验算砂浆尚未硬结，以及冻结法施工的砌体抗压强度时，砂浆强度取零。 （3）砌体 影响砌体抗压强度的主要因素：砖的强度、砂浆的强度及厚度、砌筑质量（饱满度、砖的含水率、操作）。 砌体抗压强度比砖抗压强度小得多。 （4）砌体结构静力计算 砌体墙体作为受压构件的验算三个方面：稳定性、极限状态承载力及局部受压承载力。 稳定性（高厚比验算）与极限状态承载力：由不同的静力计算方案以及结构层数决定其计算简图。 a. 砌体结构静力计算的原理 砌体墙、柱静力计算的
29、支承条件和基本计算方法根据房屋的空间工作性能确定的。房屋的空间工作性能与下列因素有关：屋盖或楼盖类别、横墙间距。 砌体结构房屋的静力计算方案——弹性方案、刚性方案、刚弹性方案。对应的砌体受压构件的计算高度H0按规定取值。 b. 墙、柱高厚比 墙、柱高厚比β是指墙、柱的计算高度H0与其相应厚度h的比值，β= H0/h。墙、柱的允许高厚比见表1-15。 表1-15 墙、柱的允许高厚比[β]值 砂浆强度等级 墙 柱 M2.5 22 15 M5.0 24 16 ≥M7.5 26 17 影响允许高厚比的主要因素有：砂浆强度；构件类型；砌体
30、种类；支承约束条件、截面形式；墙体开洞、承重和非承重。 c. 局部受压承载力 一般只有基础有可能承受均匀局部压应力。在大多数情况下为非均匀分布，可采用设置混凝土或钢筋混凝土垫块。 （5）砌体结构的构造 墙体的构造措施主要为三个方面：伸缩缝、沉降缝和圈梁，此外，抗震设防地区还应设置构造柱。 a. 伸缩缝 设置伸缩缝是为防止温度变化和收缩变形引起裂缝。伸缩缝设置在温度变化和收缩变形可能引起应力集中、产生裂缝处，伸缩缝两侧宜设承重墙体，其基础可不分开。其最大间距见表1-16。 表1-16 砌体房屋伸缩缝的最大间距（m） 屋盖或楼盖类别 间 距 整体式或
31、装配整体式 有保温层或隔热层的屋盖、楼盖 50 无保温层或隔热层的屋盖 40 装配式 钢筋混凝土 结构 无檩 体系 有保温层或隔热层的屋盖、楼盖 60 无保温层或隔热层的屋盖 50 有檩 体系 有保温层或隔热层的屋盖 75 无保温层或隔热层的屋盖 60 瓦材屋盖、木屋盖或楼盖、轻钢屋盖 100 b. 沉降缝 设置沉降缝是为防止不均匀沉降造成房屋开裂，影响正常使用，危及其安全。沉降缝的基础必须分开。 c. 圈梁 设置圈梁是为抵抗基础不均匀沉降，增加整体性，防止振动不利影响。圈梁宜连续地设在同一水平面上，并形成封闭状。 纵横墙交接处的圈梁应有可靠
32、的连接。圈梁应与屋架、大梁等构件可靠连接。 圈梁的构造：圈梁宽度宜与墙厚相同，当墙厚h≥240mm时，其宽度≮2/3h。圈梁高度≮120mm。纵向钢筋≮4φ10，绑扎接头的搭接长度按受拉钢筋考虑，箍筋间距≯300mm。 图1-6 构造柱 d. 构造柱 构造柱是为增强砌体结构的整体性和抗震性能而设置的构造措施。构造柱应先砌墙体，后浇筑混凝土构造柱。其设置要求：墙与柱应沿高度方向每500mm设2φ6钢筋（一砖墙），每边伸入墙内≮1m；构造柱应与圈梁连接；砖墙应砌成马牙槎，每一马牙槎沿高度方向的尺寸≯300mm，马牙槎从每层柱脚开始，应先退后进（图1-6）。 4、木结构的特点及
33、适用 （1）木材的性质 a. 力学性质 木材的抗压强度：分为顺纹抗压强度和横纹抗压强度。木材的横纹抗压强度比木材的顺纹抗压强度低得多。 木材的抗拉强度：顺纹抗拉强度是木材所有强度中最大的。 木材的抗弯强度：梁的上部是受到顺纹抗压，下部为顺纹抗拉，而在水平面中则有剪切力。木材的抗弯强度很高。 木材的抗剪强度：分为顺纹剪切、横纹剪切和横纹切断三种。 b. 木材的物理性质 木材（质量）密度平均约为1.55g/cm3。 木材具有湿涨干缩的性质，但当木材含水率在纤维饱和点以上，只是自由水增减变化时，木材的体积不发生变化。 （2）木结构的
34、要求 木结构需满足强度、刚度要求（挠度控制）、稳定要求（长细比控制），并满足防火、防腐和防虫要求。 （3）木结构屋顶组成 木结构由屋面结构（屋面板、檩条等承重构件和屋面构造）、木屋架（由上下弦杆和腹杆组成）、支撑组成。 （4）木结构连接 齿连接：单齿和双齿连接两种，需验算受压和受剪承载力。 螺栓连接：双剪和单剪连接两种，需验算每一个受剪面的设计承载力。 钉连接。 1A411040 熟悉常用房屋结构的形式、体系和受力特点 1、熟悉单层厂房结构组成与布置和荷载传递路径 （1）屋盖支撑 作用：传递屋架平面外荷载、保证构件平面外稳定、屋盖结构平面外的刚度。
35、 屋盖支撑包括屋架上弦支撑、屋架下弦横向水平支撑、屋架下弦纵向水平支撑及屋架竖向支撑。应熟悉它们的布置要求（图1-7）。 （2）柱间支撑 作用：提高厂房纵向刚度和稳定性，将吊车纵向制动力、纵向地震力及风荷载传至基础。 熟悉柱间支撑的布置要求（图1-7）。 （3）装配式钢筋混凝土排架结构伸缩缝（表1-17） 表1-17 伸缩缝最大间距 环 境 伸缩缝最大间距（m） 室内或土中 l00 露 天 70 图1-7 单层厂房的屋盖支撑及柱间支撑的布置 1— 上弦支撑；2—下弦杆横向水平支撑； 3—下弦杆纵向水平支撑；4—竖向支撑；5—柱间支
36、撑 设置要求：宽度一般取30~50mm。从基础顶面开始将相邻温度区段的上部结构完全分开，设并列的双排柱、双榀屋架，其基础不断开（双杯口基础）。 （4）构件吊装验算：混凝土最大裂缝宽度应控制在0.2mm以内，吊装验算的计算简图应按吊点位置而定。吊装验算时安全等级可比使用阶段降低一级，荷载考虑构件振动的影响，同时混凝土强度一般取设计强度的70%。 （5）排架计算的基本假定：屋架与柱顶为铰接，柱底与基础的连接为固定端；横梁（即屋架）的轴向刚度很大，排架受力后横梁的轴向变形忽略不计，横梁两侧柱顶水平位移相等。 一般屋架高跨比取1/6~1/8。熟悉排架结构的内力分析。 （6）屋盖结构
37、 组成：包括屋面板、檩条、屋架及屋盖支撑和天窗架等。分为两种体系（表1-18）。 表1-18 屋盖体系 体系 组 成 性 能 适 用 无檩体系 大型屋面板、天窗架、 屋架及屋盖支撑 整体刚度较好、构造简单、施工方便；屋盖自重大 吊车吨位较大的或振动较 大的一般中、重型厂房 有檩体系 小型屋面板、檩条、天窗架、屋架及屋盖支撑 重量轻，整体刚度较差、构 造复杂 吊车吨位较小的一般 中、轻型厂房 2、多高层房屋结构体系（框架、剪力墙）的受力特点和结构布置 （1）高层建筑的定义 《高层建筑混凝土结构
38、技术规程》： 10层及10层以上或房屋高度超过28m的房屋称为高层房屋。 《高层民用建筑设计防火规范》： 高层民用建筑为10层及10层以上的居住建筑（包括首层设置商业服务网点的住宅）； 建筑高度超过24m，且层数为两层及两层以上的其他民用建筑。 （2）混凝土多、高层房屋的结构体系受力特点和结构布置（表1-19） 表1-19 混凝土多、高层房屋的结构体系 结构 体系 组 成 优 点 缺 点 受力特点 适 用 竖向荷载 水平荷载 框架 结构 梁柱组成的纵、 横向框架 布置灵活，空间较大，立面处理方便 侧向刚度较小 框架
39、承受 非地震区，一般不超过15层 剪力墙 结构 剪力墙 侧向刚度大 布置不灵活，空间较小，自重大 纵、横墙体承受 小开间建筑， 50层内 框支 剪力墙 底层框架，其他 为剪力墙 底层大开间 沿高度方向刚度突变、应力集中 结构刚度削弱，沿高度方向刚度的突变 满足底层大开间的要求 框架- 剪力墙 框架中设置 适当剪力墙 平面布置灵活，侧向刚度大 主要由 框架承受 主要由剪力墙承受 10~20层的建筑 框架-核心筒 由内筒与 外框架组成 接近框架-剪力墙 10~30层的房屋 框筒、 筒中筒 由内筒和 外筒组成 刚度
40、和 承载力都很大 内、外筒用楼盖连接成整体，共同抵抗竖向荷载及水平荷载 30~50层的房屋 多筒 结构 多个筒组合 具有更大的抗 水平荷载的能力 筒体 超高层建筑 （3）钢筋混凝土高层建筑结构适用的最大高宽比（表1-20） 高层房屋中控制侧向位移是结构设计的主要矛盾，须限制房屋的高宽比。 表1-120 钢筋混凝土高层建筑结构适用的最大高宽比 结 构 体 系 非抗震设计 抗震设防烈度 6度、7度 8度 9度 框架、板柱-剪力墙 框架-剪力墙 剪力墙 简中筒、框架-核心筒 5 5 6 6 4 5 6
41、 6 3 4 5 5 2 3 4 4 （4）多、高层房屋的平面形状布置 应简单、规则，刚度分布均匀，以减少水平荷载（地震、风力）作用下结构的扭转带来的不利影响。可设置抗震缝。 （5）框架节点的构造 a. 梁柱通常采用不同等级的混凝土（柱的混凝土强度等级比梁高），注意强度等级与柱相比不能低很多（通常不宜超过5MPa），否则节点区应作专门处理。 b. .在梁柱节点区应设置水平箍筋。非抗震设计时，箍筋间距＞250mm；抗震设计时，按柱端箍筋加密区的要求。 c. 框架梁柱节点钢筋的锚固（图1-8） a）顶层中节点和边节点内侧柱的纵向钢筋；b）
42、顶层端节点外侧柱的纵向钢筋； c）梁上部纵向钢筋；d）梁下部纵向钢筋 图1-8 框架梁柱节点钢筋的锚固 （6）剪力墙结构 墙肢：剪力墙两端和洞口两侧配筋加强，设置边缘构件（暗柱或明柱）。 配置腹板中的分布钢筋，水平分布钢筋用于抗剪，水平与竖向钢筋可抵抗混凝土的收缩、温度应力平面外的弯矩，可以减小裂缝。 剪力墙配筋形式：单排或双排。当墙厚＞140mm时，应采用双排钢筋。分布钢筋间 距≯300mm，直径≮8mm，并≯1/10墙肢截面厚度。 剪力墙内水平和竖向分布钢筋的配筋率见表1-21。 表1-21 剪力墙内水平和竖向
43、分布钢筋的配筋率 抗震等级 配筋率 一、二、三级 ≮0.25% 四级和非抗震 ≮0.2% 连梁的配筋要求： ①顶、底面纵向受力钢筋伸入墙内的锚固长度，抗震设计时≮LaE，且≮600mm； ② 抗震设计时，沿连梁全长箍筋应按框架梁梁端加密区箍筋的构造要求；非抗震设计时，箍筋直径≮6mm，间距≯150mm； ③ 顶层连梁纵向钢筋伸入墙体的长度范围内，应配置构造箍筋，直径同连梁箍筋，间距≯150mm。 3、大跨度房屋结构的主要类型与受力特点 跨度在24m以上的为大跨度结构。结构形式有桁架、网架、刚架、拱、悬索和薄壁空间结构等。大跨度房屋的结
44、构特点见表1-22。 表1-22 大跨度房屋的结构及受力特点 结构形式 结构及受力特点 屋架 矢高/跨度=1/6~1/8，上弦坡度（排水）≈1/12。由杆件组成，节点为铰接 网架 平板网架高度/短向跨度≈1/15，腹杆倾角以45°为宜。空间受力体系，主要杆件承受轴力 单层刚架 梁与柱刚性连接。竖向荷载——梁的跨中弯矩减小；水平荷载——柱内弯矩减小 门 式 刚 架 无铰刚架 超静定结构。柱底弯矩大，结构刚度大，结构沉降会产生附加内力 两铰刚架 超静定结构。 三铰刚架 静定结构，结构沉降不会产生附加内力 拱 无铰拱 推力结构
45、 主要内力是轴向压力，拱脚产生支座水平反力。水平推力可由拉杆承受或由两侧框架承受 两铰拱 三铰拱 悬索结构 垂度/跨度≈1/30，索的拉力取决于跨中的垂度 薄壁空间结构 主要承受曲面内轴向压力，弯矩很小 1A411050 了解建筑抗震基本知识 1、地震震级和烈度 地震的成因：构造地震、火山地震和陷落地震。房屋结构抗震主要研究构造地震。 地震是用震级M来表示其能量的大小。即震级大小是用标准地震仪在距震中10km处记录的，以μm为单位的最大水平地面位移A（振幅）的常用对数值，M＝lgA来表示。 世界上多数国家使用的基本上是12等级划分的烈度表。 基本烈度大体为
46、在设计基准期（我国为50年）内超越概率为10%的地震烈度。抗震设防烈度是按国家规定的权限批准作为一个地区抗震设防依据的地震烈度。以北京地区为例，抗震设防烈度为8度，即超越8度的概率为10%左右。 现行抗震设计规范适用于抗震设防烈度为6，7，8，9度地区建筑工程的抗震设计、隔震、消能减震设计。 建筑物的自振周期与场地特征周期相等或接近时，建筑物的震害有明显加重的趋势，这类似共振的现象。 2、抗震设计原则 （1）设防基本思想 “三个水准”为抗震设防目标，即 “小震不坏、中震可修、大震不倒”。 （2）建筑抗震设防分类 根据建筑物使用功能的重要性分为甲类、乙类、丙类、丁类四
47、个抗震设防类别。 甲类建筑应属于重大建筑工程和地震时可能发生严重次生灾害的建筑，乙类建筑应属于地震时使用功能不能中断或需尽快恢复的建筑，丙类建筑应属于除甲、乙、丁类以外的一般建筑，丁类建筑应属于抗震次要建筑。 （3）抗震概念设计 ①选择有利的场地；②建筑形状力求简单、规则；③建筑物质量中心和刚度中心靠近；④选择合理的抗震结构体系；⑤选用抗震性能好的材料；⑥非结构构件满足抗震要求。 3、抗震构造措施 （1）多层砌体房屋 ①构造柱；②圈梁；③楼盖及屋盖有足够的支承长度和可靠的连接；④墙体有可靠的连接；⑤楼梯间的整体性。 （2）框架结构 ①
48、框架柱中纵筋、箍筋及弯钩等构造措施；②框架梁顶筋、底筋、箍筋的构造措施；③框架节点的构造措施。 （3）设置防震缝 防震缝可将结构平面划分为相对规则的形状，每个单元在地震作用下受力明确、合理，不宜产生扭转或应力集中的薄弱部位，有利于抗震。 1A412000 建筑材料 1A412010 掌握常用无机非金属材料的性质、技术要求及应用 1、无机胶凝材料的硬化条件（表1-23） 表1-23 无机胶凝材料的硬化条件 胶凝材料 主要成分 材料属性 空气中硬化 水中硬化 石膏 硫酸钙 气硬性材料 √ 石灰 氧化钙 气硬性材料 √
49、水泥 硅酸三钙、硅酸二钙、 铝酸三钙、铁铝酸四钙 水硬性材料 √ √ 2、石膏 常用石膏品种及性能（表1-24） 表1-24 常用石膏品种 石膏品种 主要成分 性 能 适 用 建筑石膏 β型半水石膏，不加外 加剂 石膏建筑制品 高强石膏 α型半水石膏 具有较高密实度和强 度 强度要求较高的抹灰工程、装饰制品和石膏板 粉刷石膏 建筑石膏和其他石膏 添加缓凝剂和辅料 石膏粉刷层表面坚硬、光滑细腻、不起灰，便 于进行再装饰 水泥砂浆及混合砂浆底层上抹灰，也可在较为光滑的底层上抹灰 无水石
50、膏 水泥 石膏煅烧后，加少量激发剂混合磨细制成 作石膏板或其他制品，室内抹灰 地板石膏 石膏在煅烧，分解出部分CaO，磨细后制成 有较高强度和耐磨性，抗水性较好 地 板 3、石灰 石灰的生成： CaCO3 900~1100℃温度下煅烧 CaO + CO2 （石灰石） （氧化钙，即生石灰） 生石灰熟化： CaO + H2O Ca（OH）2 + 64.9×103 J （氢氧化钙，即熟石灰） 石灰（膏）的硬化包括两个过程： 结晶作用——游离水分蒸发，氢氧化钙从饱和溶液中
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