建筑结构

建筑结构 文登电大姜春燕

第一部分课程说明 • 一、课程的性质、目的与任务 • 《建筑结构》是中央广播电视大学建筑施工与管理专业的统设必修，是该专业的专业基础课。 • 本课程主要为本专业提供钢筋混凝土结构、砌体结构和钢结构基本理论、设计方法、各类构件的受力性能、计算和配筋构造；以及单层厂房、多层框架的内力分析、建筑结构的设计原则和设计方法。 • 本课程的任务是使学生掌握混凝土结构、砌体结构和钢结构的基本概念、基本理论和构造要求，从而初步具有： • 1、掌握一般工业与民用建筑结构的基本理论和专业知识；具有正确识读结构施工图的能力。 • 2、具有一般结构构件分析和验算的能力。能分析和处理施工及使用中出现的一般性结构问题。 • 3、具有为今后继续学习、适应科学技术发展的理论基础。 • 二、课程要求 • 根据本课程的特点，学生学完本课程后，应达到下列基本要求： • 1、能从安全、经济、使用的原则出发，根据要求和具体条件选择构件截面尺寸、材料强度等级，掌握钢筋混凝土基本构件：受弯构件，受压构件等的承载力计算和复核。 • 2、了解受拉构件、受扭构件的承载力计算方法和内容，了解变形的验算内容和要求。 • 3、了解排架结构、框架结构、砖混结构、钢结构的设计内容和方法，了解其设计步骤，掌握构造要求。

三、课程教学要求的层次 • 本课程教学按以下3个层次进行要求： • 1.、了解：要求对有关教学内容有一般的了解。 • 2、理解：要求理解有关内容的基本概念、基本理论、基本方法，并能在理解的基础上对相关问题进行分析和判断，得出正确结论。 • 3、掌握：对于今后实际工作中需要应用的重要内容，要求熟练掌握。这些内容，不仅要深入理解，还能够应用所学的知识进解决实际工程问题。 • 四、与其它课程的联系 • 本课程的先修课程有《高等数学》、《建筑力学》、《建筑制图》、《建筑构造》和《建筑材料》等，相配合的课程有、《地基基础》、和《建筑施工》等。在学习本课程时要求能综合运用先修课程中的基本概念和基本知识。在进行房屋结构设计时，需要与配合课程相结合来考虑。 • 五、学习方法和建议 • 本课程是理论性和实践性较强的课程。因此学习本课程在掌握基本概念、基本原理的同时，要注意理论的发展以及理论与实践的紧密结合。尤其要注意规范的应用，以现行国家规范和行业规程为基础。

第二部分教学过程

绪论 • 教学内容： • 1、混凝土结构的基本概念及其特点。 • 2、混凝土结构的发展简况、应用及本课程学习方法。 • 教学要求： • 1、理解混凝土结构的特点。 • 2、了解本课程的内容、任务和学习方法，以及在国内外的应用与发展简况。

第一章钢筋和砼的物理力学性能 • 教学内容： • 1、混凝土的强度：强度等级，抗压强度（立方抗压强度、轴心抗压强度），轴心抗拉强度及复合应力状态下的强度。混凝土的变形：短期荷载作用下的应力应变关系，弹性模量和变形模量，收缩和徐变。 • 2、钢筋的品种、级别。钢筋的应力应变关系，钢筋的强度、变形和弹性模量。钢筋的冷加工。 • 3、钢筋与混凝土的共同工作原理。 • 4、轴心受力构件。 • 教学要求： • 1、掌握混凝土强度与强度等级的概念，了解混凝土的弹性模量和变形模量，了解混凝土的收缩、徐变性质及其对混凝土结构构件性能的影响。 • 2、理解钢筋应力应变曲线特性，掌握弹性模量、屈服应力、极限应力及其相应的应变值。 • 3、了解钢筋与混凝土之间的粘结作用的组成，粘结强度及其影响因素。 • 4、理解轴心受压构件受力全过程及其破坏特征。掌握轴压构件承载力计算。了解轴心受拉构件承载力的计算方法，钢筋的取值原则。

第二章砼结构的基本设计原则 • 教学内容： • 1、结构上的作用，荷载效应和结构抗力及其随机性质。 • 2、概率极限状态设计方法的基本概念：失效概率、可靠度、可靠指标、安全等级。 • 3、概率极限状态的实用设计表达式。 • 教学要求： • 1、了解结构上的作用的含义，了解结构效应、结构抗力的含义及其随机的原因。 • 2、掌握结构的功能要求，理解按极限状态设计的意义。了解失效概率及可靠指标等基本概念，理解荷载及材料强度的标准值、设计值及分项系数的意义。 • 3、掌握两种极限状态实用表达式的应用。

第三章受弯构件承载力计算 • 教学内容： • 1、混凝土构件的分类和适用。 • 2、纯弯构件的试验研究。 • 3、单筋矩形截面、双筋矩形截面、Ｔ形截面的正截面承载力计算。 • 4、无腹筋梁和有腹筋梁的斜截面承载力计算，受弯构件的钢筋布置和构造要求。 • 5、受弯构件的裂缝及变形验算简介。 • 教学要求： • 1、了解混凝土构件的分类：受弯、受剪、受压、受拉和受扭，理解构件属于哪类受力构件。 • 2、了解适筋梁的三个受力阶段，各阶段截面应变和应力的分布，掌握适筋梁的破坏特征及配筋率对破坏特征的影响。 • 3、理解正截面承载力计算的基本假定及其意义。了解等效矩形应力图形所作的假定，理解受弯构件正截面承载力计算的两个条件。熟练掌握单筋矩形截面受弯构件正截面承载力的计算和承载力复核；掌握双筋矩形截面受弯构件正截面承载力的基本条件、计算和承载力复核；掌握T形截面的分类，配筋计算方法、适用条件。掌握梁的构造要求。 • 4、了解无腹筋梁的破坏形态、影响抗剪能力的因素。理解腹筋的作用及其对破坏形态的影响。掌握斜截面受剪承载力计算方法，了解钢筋的截断和弯起要求，能绘制抵抗弯距图。 • 5、了解受弯构件的变形特点及刚度的概念，掌握受弯构件变形和裂缝宽度的验算方法；掌握减少构件变形和裂缝宽度的措施。

P44 • 某钢筋混凝土矩形截面梁，截面尺寸b*h=200mm*500mm,混凝土强度等级C25，钢筋采用HRB400级，纵向受拉钢筋3Φ18，混凝土保护层厚度25mm。该梁承受最大弯矩设计值M=100KN.m。试复核梁是否安全。 • 解：1、计算h0 • h0=h-35=500-35=465mm • 2、判断梁的条件是否满足要求 • X=Asfy/α1fcb=763*360/1.0*11.9*200=115.4mm<ζbh0=0.518*465=240.9mm(防止超筋) • 0.45ft/fy=0.45*1.27/360=0.6%< 0.2% ,故ρmin=0.2% ( 防止少筋) • Asmin=0.2%*200*500=200mm2<As=763mm2 • 满足要求 • 3、求截面受弯承载力Mu，并判断该梁是否安全 • Mu=fyAs（h0-x/2）=360*763*(465-115.4/2)=111.88kN.m>M=100kN.m • 该梁安全

第四章受压构件 • 教学内容： • 1、偏心受压构件的两种破坏形态及形成条件，大、小偏心受压的界限。 • 2、矩形截面不对称配筋、对称配筋的设计及复核。 • 3、构造要求，斜截面承载力计算。 • 教学要求： • 1、了解偏心受压构件的分类、破坏特点，了解偏心距增大系数和附加偏心距的意义及其影响。了解截面M－N关系曲线。 • 2、熟练掌握对称配筋矩形截面受压构件的计算方法、适用条件，掌握不对称配筋受压构件承载力计算。 • 3、掌握受压构件的构造要求。了解受压构件斜截面承载力计算原理。

P83 • 某现浇底层钢筋混凝土轴心受压柱，截面尺寸b*h=300mm*300mm,采用4Φ25的HRB335钢筋（f‘y=300N/mm2）混凝土C25 （fc=11.9N/mm2）,柱高4.5m，承受轴向力设计值800kN，试校核此柱是否安全？ • 解：1、确定稳定系数φ • L0=1.0H=1*4.5=4.5mm L0/b=4500/300=15 • 查表4-1 得φ=0.895 • 2、确定柱截面承载力 • A=300*300=90000mm2 • A‘S=1256mm2 ρ‘=A‘S/A=1256/90000=1.4%<3% • 由式（4-1）得 • Nu=0.9 φ(fcA+f‘yA‘S)=0.9*0.895*(11.9*90000+300*1256) • =1166.2*103N=1166.2kN>N=800kN • 故此柱截面安全

第五章预应力砼构件设计 • 教学内容： • 1、基本概念，抗裂等级的分类。 • 2、材料和锚夹具；施工方法对预应力混凝土的影响：先张法和后张法；预应力损失和有效预应力。 • 教学要求： • 1、深入理解预应力混凝土的基本概念及优缺点，了解抗裂等级的分类。 • 2、了解预应力混凝土所使用的材料和锚夹具，先张法和后张法构件的不同，张拉控制应力的概念，了解各项预应力损失及组合。

第六章单层厂房 • 教学内容： • 1、单层厂房结构的组成、传力途径、布置及构件选型。 • 2、排架结构的计算：计算简图、荷载计算、内力分析及组合。 • 3、柱的截面形式及选取，柱截面配筋计算，牛腿设计，承重构件的选型。 • 教学要求： • 1、了解单层厂房的组成，了解厂房的分类，特点及适用条件。了解排架结构的传力途径。了解厂房结构平、剖面布置，排架结构各组成构件。 • 2、了解排架结构计算简图及排架荷载计算。了解排架内力计算，内力组合的方法。 • 3、了解厂房柱的设计方法。

第七章多层及高层钢筋砼房屋 • 教学内容： • 1、多层及高层房屋结构体系简介。 • 2、多层框架结构的形式及布置。 • 3、多层多跨框架荷载计算及内力计算（分层法、反弯点法、Ｄ值法）。框架的内力组合，框架梁柱的截面配筋和框架节点的形式及构造要求。 • 教学要求： • 1、了解框架结构、剪力墙结构及框架剪力墙结构体系的概念、受力特点、优缺点及其适用。了解筒体结构体系的优点及适用。

1）框架结构 ※采用梁、柱组成的结构体系作为建筑承重结构。 ※框架结构的主要构件是梁和柱，而墙体只是作为围护构件。 ※可以做成预制或现浇框架，平面布置比较灵活，可以获得较大的使用空间， ※比混合结构强度高整体性强，但随层数增多抗侧刚度不足。 2）剪力墙结构 ※利用建筑物的纵向及横向的钢筋混凝土墙体作为主要承筑物的纵向及横向的钢筋混凝土墙体作为主要承重构件，再配以梁板组成的承重结构体系。 ※其墙体同时也起围护及分割房间的作用。 ※整体性好，刚度大，抗震性能好，适于建造高层建筑（10－50层范围内都适用）。 ※不过剪力墙间距太小，平面布置不灵活，自重大，不适应建造公共建筑，一般适用于建造住宅。

3）框架—剪力墙结构 • ※框架结构的基础上，沿框架纵、横方向的某些位 • 置，在柱与柱之间设置数道钢筋混凝土墙体作为 • 剪力墙。 • ※因此它是框架和剪力墙的有机结合，综合了二者的优点：一个布置灵活，一个抗侧力高。

4）筒体结构 • ※用钢筋混凝土墙组成一个筒体作为房屋的承重结构 • ※筒体可以由密柱深梁组成一个筒体，也可以用多个 • 筒体组成筒中筒、束筒，还可以将框架和筒体联合 • 起来组成框筒结构。 • ※筒体结构在各个方向的抗侧刚度都很大，是目前高 • 层建筑中较多采用的结构形式。框筒是上个世纪60 • 年代由美国工程师法卢齐－坎恩第一次提出来的。 • 其它结构还有壳体结构、网架结构、悬索结构等等，它们大多用于大跨度结构中。

第八章砌体结构 • 教学内容： • 1、砌体结构的发展简况，优缺点，应用范围及发展方向。 • 2、砌体的力学性能：块材、砂浆的种类及强度、砌体的强度与变形：抗压强度，抗拉、抗弯、抗剪强度，砌体的变形性能。 • 3、砌体结构构件的承载力计算：无筋砌体受压构件、网状配筋砌体受压构件、局压构件承载力的计算。 • 4、混合结构房屋墙体设计：（1）结构类型及墙体的布置；（2）静力计算方案：刚性方案，弹性方案，刚弹性方案；（3）墙、柱的高厚比验算；（4）刚性方案房屋的计算；（5）墙体的构造措施：一般构造要求，圈梁、过梁、墙梁的设置等。 • 教学要求： • 1、了解砌体结构的概念。 • 2、了解块材及砂浆的分类，强度等级的划分。掌握砌体强度的影响因素。掌握砌体强度设计值的调整系数。了解砌体的弹性模量与剪切模量。 • 3、了解砌体结构设计方法，设计表达式中各项符号的意义。 • 了解砖砌体截面在几种偏心压力作用下的受力或破坏特点。掌握无筋砌体受压构件矩形和T形截面的承载力计算。了解轴心受拉、受弯、受剪构件计算的特点。 • 掌握网状钢筋的作用。掌握不宜采用网状配筋砖砌体的情况。了解网状配筋砖砌体受压构件的构造要求与承载力计算。了解砌体局部受压的概念，局部受压强度高的理由。掌握砌体局部受压的三种破坏形态及其破坏特征。掌握砌体截面局压承载力计算。 • 4、了解墙体设计的一般步骤。了解横墙、纵墙、内框架承重体系的荷载主要传递路线、各承重体系的特点。 • 了解混合结构房屋的静力计算的划分和受力特点，了解刚性和刚弹性方案房屋横墙应符合的要求。 • 了解柱、墙高厚比验算的目的、概念以及验算的要求。掌握影响实心砖砌体允许高厚比的重要因素。掌握墙柱高厚比的验算，其中包括：矩形截面墙、柱高厚比验算、带壁柱墙的高厚比验算。 • 掌握刚性方案房屋墙柱的计算方法，了解弹性及刚弹性方案房屋墙柱计算要点。了解砌体结构的主要构造措施。

万里长城

赵州桥

第九章钢结构的材料 • 教学内容： • 1、钢结构的特点应用。 • 2、结构所用材料的要求和选用。 • 教学要求： • 1、了解钢结构的发展概况，了解钢结构的特点和合理应用范围。 • 2、了解钢结构对所用钢材的基本要求及选用原则。掌握钢材主要力学性能及影响钢材力学性能的各种因素

第十章钢结构连接 • 教学内容： • 1、钢结构的常用连接方法。 • 2、钢结构中的焊接连接。 • 3、螺栓连接。 • 教学要求： • 1、了解钢结构的常用连接方法及其特点和应用；了解钢结构采用不同连接方式时的各种接头和拼接的基本型式和传力途径。 • 2、了解钢结构中主要采用的焊接方法；掌握对接焊缝和角焊缝的设计计算方法。 • 3、了解螺栓连接的种类、型式、特点、应用。掌握普通螺栓和摩擦型高强度螺栓受剪、受拉的承载力设计计算方法。了解承压型高强度螺栓与普通或摩擦型高强度螺栓连接的区别。

第十一章钢结构构件 • 教学内容： • 1、轴心受拉构件和轴心受压构件的计算。 • 2、受弯构件的强度和刚度的计算，实腹构件和格构式受弯构件的稳定验算。 • 3、钢屋盖结构的组成和布置，节点设计的设计和构造要求。 • 教学要求： • 1、了解轴心受拉构件强度和长细比的验算方法，掌握轴心受压构件的整体稳定和局部稳定验算。了解腹板横向、纵向加劲肋及隔的设置和作用。掌握实腹式轴心受压构件截面设计和验算的方法和步骤，了解格构式轴心受压构件截面设计和验算的方法和步骤。了解铰接柱头和柱脚的型式、组成和构造。 • 2、了解梁受弯时弯曲应力的发展过程，弹性和塑性理论下抗弯刚度的计算方法，掌握梁的强度、刚度和整体稳定计算方法，了解局部稳定的要求、加劲肋的设置、位置、间距和尺寸等构造要求。 • 3、了解桁架的应用，常用外形型式，腹杆体系的形式和特点，主要尺寸的确定。了解钢屋盖结构的组成和布置，了解屋盖支撑的作用、种类、组成和布置原则，了解屋架杆件的受力特点，掌握其截面设计。了解桁架节点设计的内容、原则、掌握节点设计的构造要求；了解钢屋架施工图的内容、要求。

第十二章门式轻型钢结构 • 教学内容： • 1、轻钢结构的基本设计规定。 • 2、轻型钢结构的结构平面布置、支撑布置和构造要求。 • 3、变截面钢架的构件设计基本方法和檩条的设计，连接的基本要求。 • 教学要求： • 1、了解轻钢结构的基本设计规定。 • 2、了解门式轻型钢结构的结构平面布置和支撑布置，掌握门式钢架轻型钢结构的构造要求。 • 3、了解变截面钢架的构件设计基本方法和檩条的设计，了解焊缝连接的基本要求。

第十三章抗震设计基本知识 • 1、抗震设计的基本知识、要求。 • 2、场地、地基和基础。 • 3、砖混结构的抗震知识。 • 4、多、高层钢筋混凝土房屋的抗震规定。 • 教学要求： • 1、了解震级、烈度和抗震设防烈度概念，抗震设防的一般目标、抗震设防的分类和标准。理解抗震设计的基本要求。 • 2、了解场地覆盖层厚度的概念，了解地基和基础的抗震计算内容和措施。 • 3、了解多层砖混结构的震害分析，抗震设计的一般规定和构造措施。 • 4、了解多、高层钢筋混凝土房屋的震害，抗震设计的一般规定和构造措施。

建筑结构期末考试题1 • 一、判断题(每题1分，共lo分，对的画√，错的画X) • 1．目前普通的钢筋混凝土构件中，常用的钢筋级别为HRB400和HPB235。( ) • 2．适筋梁的受力第三阶段为破坏阶段，此阶段末的应力状态可作为构件承载力计算的依据。( ) • 3．中和轴在翼缘范围内的为第一类T形截面；中和轴在翼缘范围外的则为第二类T形截面。( ) • 4. 表明梁发生的破坏为界限破坏，与此相应的纵向受拉钢筋的配筋率称为界限 • 5．在设计中可以通过限制最小截面尺寸来防止受弯构件斜拉破坏的发生。( ) • 6．剪压破坏通常发生在剪跨比适中，配箍率适中时。( ) • 7．轴心受压构件的稳定系数主要与配筋率有关。( ) • 8．小偏压构件中离轴力较远一侧的钢筋，破坏时，不论其受压或受拉，其应力—般都达不到屈服强度。( ) • lo．钢结构中钢材的牌号为Q235一Bb，则其中的Q235是表示其抗拉强度设汁值为

二、单项选择题(每题2分，共30分) • 1．相同等级的混凝土，其三个强度的相对大小关系正确的为( )。 • 2．一类环境类别下粱中的纵向受力钢筋自：径为22mm，则保护层最小厚度为( )。A．20mm B. 25mm C．22mm D．30mm • 3．截面尺寸和材料强度—定时，钢筋混凝土受弯构件正截面承载力与受拉区纵筋配筋率的关系是( ) A．当配筋率在某一范围内时，配筋率越大，正截而承载力越大B. 配筋率越大，正截而承载力越小C. 配筋率越大、正截面承载力越大D. 没有关系 • 4．—钢筋混凝土矩形截面梁，混凝土强度等级为C35，f1＝l.57N／mm2，钢筋采用HRB400级，fy＝360N／mm2，则纵向受拉钢筋的最小配筋率为( )。A，0．20％B．0．24％C．0．21％D．0．25％ • 5．对荷载的标准值和设计值关系描述正确的是( )。A，荷载的设计值＝标准值X荷载的分项系数B．荷载的设计值＝标准值÷荷载的分项系数C. 荷载的标准值＝设计值X荷载的分项系数D. 荷载的设计值＝标准值X结构重要性系数 • 6．下列说法正确的是( )。A. 随着简跨比的增加，构件的斜截面承载力增加B. 偏心距的大小为大小偏心受压构件唯一的判别依据C. 钢筋棍凝土板需要通过斜截面承载力计算来配置箍筋D. 当剪跨比在一定范围内时，斜截面承载力随着剪跨比增加而减小 • 7．只要按受剪承载力公式计算并配置箍筋后，则( )。A. 肯定不会发生剪切破坏B．肯定不会发生斜压破坏C．只可能发十受弯破坏；D. 不会发生斜拉破均； • 8，混凝土规范规定，当矩形截面偏心受压构件的长细比 • 9．对于对称配筋的钢筋混凝土受压柱，大小偏压构件的判断条件足( )。 • lo．( )房屋的静力计算，可按楼盖(屋盖)与墙柱为铰接的考虑空间工作的平面排架或框架计算。A．刚性方案B．刚弹性方案c．弹性方案D，刚性和刚弹性方案 • 11．影响墙柱的允许高厚比因素中说法正确的是( )。A. 砂浆强度等级高，允许高厚比小B. 承重墙体的允许高厚比应相应降低C. 非承重墙体的允许高厚比应相应提高D. 开有门窗洞口的墙体允许高厚比应乘以µ1予以折减 • 12．轴心受压构件的稳定系数主要与( )有关。A．长细比B. 配筋率C. 混凝土强度D. 荷载 • 13．在排架结构中，上杜柱间支撑和下柱柱间支撑的设置位置合理的是( )。A．上柱柱间支撑设在伸缩缝区段中部的柱问B．上杜柱问支撑设在伸缩缝区段中部和两端的柱间C．下柱柱间支撑设在伸缩缝区段的两端柱间D. 下柱柱间支撑设置在伸缩缝区段的中部和两端的柱间 • 14．普通砖砌休结构，采用水泥砂浆砌筑时，其强度设计值应乘以调整系数( )。A．0．75 B．0．89 C．O．7+A D．0．9 • 15．作为刚忭和刚弹性方案的横墙，必须满足的条件有( )。A．横墙的洞口水平截面面积超过横墙截面面积的50% B．横墙的厚度可以小于120mm C．单层房屋的横墙长度不宜小于其高度D. 多层房屋的横墙长度不宜小于其高度

三、简答题(每题lo分，共30分) • 1、根据梁纵向钢筋配筋率的不同，不同类型梁的破坏特征是什么？ • 2、在受弯构件的单筋矩形截面梁正截面承载力计算中，基本公式的两个适用条件是什么?为什么必须满足这两个适用条件? • 3、受弯构件的斜截面破坏形态有哪几种?分别如何防止其发生? • 4、偏心受压构件的破坏可以分为哪两种?两种破坏形态之间存在的临界状态的破坏特征是什么?

建筑结构

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