建筑结构 课本所有知识点

建筑结构：指建筑物中由承重构，部件所组成的结构体系。

钢筋和混凝土为什么能共同工作：

1.砼硬化后在与钢筋接触表面存在粘结力，相互之间不易产生滑动。

2.钢筋和砼这两种材料的温度线胀系数接近。

3.砼能保护钢筋不发生锈蚀。

砼的优缺点：承载力高，不浪费钢材；耐久性耐火性好；整体性可模性好；就地取材容易。

自重大，抗裂性较差。

钢材按外形可分为：光面钢筋和变形钢筋

钢筋的性能要求：强度高，塑性好，焊接性好，与砼的粘结锚固性能好。

砼：由水泥，石子，砂，水及必要的添加剂按一定的配合比组成的过程复合材料。

※砼的立方体抗压强度定义：

以边长为150mm的立方体试件，按标准方法制作，并在（20+-3）℃，相对湿度大于或等于90%的环境里养护28天，用标准实验法进行加压，取具有95%的保证率时得出的抗压强度作为砼强度的等级标准。

砼轴心抗压强度：规定试件为：150mm*150mm*300mm的棱柱体。

砼轴心抗拉强度：100mm*100mm*500mm，用劈裂法进行测试

砼在复合应力状态下的强度：

（1）双向应力状态下的强度：砼的抗压强度随另一向的拉应力的增加而降低;另一方面，砼的抗拉强度随另一向的压应力的增加而降低。

（2）复合应力状态下的强度：在复合受压时，砼一向的抗压强度随另两项的增加而提高。砼的变形：砼的变形可分为两类，一类为荷载作用下的变形：另一类为非荷载作用下的变形。原点切线的斜率称为砼原点切线模量。

※徐变：砼在长期荷载作用下，应力不变，其应变随时间的增长而继续增长的现象。

※徐变的影响因素：

加载时的砼龄期；砼的应力条件；砼的组成材料及配合比；砼的制作养护条件。※徐变对结构的危害：

构件变形增大；在轴压构件中，使钢筋应力增加，砼应力减小；在预应力构件中，使预应力发生损失。

收缩：砼在空气中结硬时体积减小的现象。

收缩的影响因素：

砼的组成及配合比，尤其是水灰比；养护条件；使用时的温度和湿度。

砼的非荷载作用变形：干湿变形，温度变形，化学变形。

钢筋与砼的粘结力及其影响因素：

这两者之间的接触上存在良好的粘结力。该粘结力由化学胶结力和机械咬合力组成。光面钢筋以摩擦力为主，变形钢筋以机械咬合力为主。

影响因素：砼的强度；钢筋表面形状；砼保护层厚度及钢筋的净距；箍筋和端部焊件的作用。

※建筑结构的功能要求：安全性，适用性，耐久性。这三个方面的功能要求称为结构的可靠性。

※结构的极限状态：承载能力极限状态；正常使用极限状态。

※结构上的作用与荷载：结构上的作用是指直接施加在结构上的力及引起结构变形的原因。

荷载按随时间的变异可分为：永久荷载，可变荷载，偶然荷载

荷载效应：结构由于各种作用引起的内力和变形的总称。

荷载的代表值分别为：可变荷载标准值，可变荷载的准标准值，可变荷载的频遇值，可变荷载的组合值。

结构抗力：结构或结构构件承受和抵抗荷载效应的能力。

普通钢筋砼结构的裂缝控制等级通常都属于三级。

砼结构耐久性的定义及影响因素：砼结构的耐久性是指在正常维护的条件下，在预计的设计使用时期内，在指定的工作环境中保证结构满足既定功能要求的性能。

影响耐久性的因素主要有两个方面;1.砼的碳化，化学侵蚀，冻融破坏，温湿度变化，碱-集料反应及机械和生物作用等。2.水，氧和氯离子的入侵腐蚀，应力腐蚀，以及疲劳，冷脆，氢脆等。

受弯构件破坏的两种肯可能：1.由于弯矩作用引起的，其破坏时截面大致与构件的轴线垂直正交；2.有弯矩和剪力共同作用引起的，其破坏截面与构件的轴线成一定的角度斜向相交。简支梁的高跨比取：1/12---1/8

纵向受拉钢筋的配筋率是指截面中纵向受拉钢筋的截面面积与截面有效面积之比。

受弯构件正截面工作各阶段的应力状态：

第Ⅰ阶段（末裂阶段）：可作为受弯构件正截面抗裂计算的依据。

第Ⅱ阶段（带裂缝工作阶段）：是受弯构件在使用阶段验算变形和裂缝宽度的依据。

第Ⅲ阶段（破坏阶段）：采用极限状态设计方法的受弯承载力计算应以此应力状态为计算依据。

梁正截面破坏的三种形态：适筋梁（延性破坏），超筋梁（脆性破坏），少筋梁（脆性破坏）正截面受弯承载力计算的几个基本假定：

1.截面保持平面（平截面假定）；

2.不考虑砼的抗拉强度

3.受压区砼的应力-应变关系采用理想化曲线。

4.纵向钢筋的应力-应变理想化曲线

受压砼的等效应力图形：

进行等效代换的条件是：砼的压力的合力大小相等且作用点位置不变。

箍筋和弯起钢筋统称为腹筋。

剪跨比：是梁内同一截面所承受的弯矩与剪力两者的相对比值。

※无腹筋梁斜截面破坏的主要形态：

斜拉破坏（脆性破坏）：破坏形式与无腹筋梁相似

斜压破坏（脆性破坏）：斜裂缝相交的箍筋不会立即屈服，延缓和限制了斜裂缝的开展剪压破坏（脆性破坏）

影响斜截面受剪承载力的主要因素：

剪跨比砼强度箍筋强度及配箍率纵筋配筋率

材料抵抗弯矩图：按照梁实配的纵筋的数量计算并画出的各截面所能抵抗的弯矩图形。

纯扭构件承载力计算：

为避免配筋过多产生超筋脆性破坏（控制截面尺寸）

为防止少筋脆性破坏（控制受扭构件的配箍率和配筋率）

《规范》建议采用叠加法计算，偏于安全地将受弯所需的纵筋与纯扭所需的纵筋和箍筋分别计算后进行叠加。

钢筋砼轴心受压构件有两种：

配有纵筋及普通箍筋的钢筋砼轴心受压构件；

配有纵筋及螺旋式或焊接环式箍筋的钢筋砼轴心受压构件。

※长柱的承载力低于短柱的承载力。

※螺旋箍筋有套箍作用。相同条件下螺旋箍筋强度比普通箍筋强度高。

如何防止出现斜压和斜拉破坏：

控制最小截面尺寸和控制最小配箍率

※斜截面受剪承载力的计算位置：

支座边缘处截面；

受弯钢筋弯起点处截面；

箍筋间距或截面面积改变处截面；

腹板宽度改变处截面。

平衡扭转：构件中的扭矩可以直接有荷载静力平衡求出。如：雨篷梁

协调扭转：扭矩的大小与受扭构件的抗扭刚度有关。

素混凝土构件一旦开裂会导致构件破坏，破坏面呈空间扭曲面。

受扭构件的配筋采用箍筋与抗扭纵筋形成的空间配筋方式。

钢筋混凝土偏心受压构件按破坏特征可分为：

大偏压破坏特点：受拉区的钢筋首先达到屈服强度，砼主裂缝不断开展，受压区砼应力不断增加，最后受压区的砼也达到极限压应变，属于延性破坏。

小偏压破坏特点：靠近纵向力一侧的砼首先被压碎，同时钢筋达到抗压强度，而远离纵向力一侧的钢筋As不论是受拉还是受压，一般情况下不会屈服，属于脆性破坏。

大小偏心受压破坏形态的根本区别：远离纵向力一侧的纵向钢筋As在破坏时是否达到受拉屈服。

在设计中应尽量避免采用细长柱。

※※判断题：压力对抗剪有力，拉力对抗剪无利。

在小偏心拉力作用下，整个截面砼都将裂通，砼全部退出工作，拉力由两侧纵筋共同承担。变形控制的要求：

使用功能的要求；

防止非结构构件的损坏；

结构外观的要求。

裂缝控制的目的和要求：

耐久性要求外观要求

裂缝按其成因可分为两大类：由荷载引起的裂缝；由非荷载因素引起的裂缝。

控制及减小裂缝宽度的措施：

合理布置钢筋；

适当增加钢筋截面面积；

尽可能采用带肋钢筋。

※※名词解释短期刚度：钢筋砼梁在加载时刻的截面抗弯刚度。

增加刚度最有效的办法：增加构件的截面高度；配置受弯钢筋来减小砼的徐变。

施加预应力的方法：机械张拉法，电热张拉法，化学方法

※先张法：在浇筑砼之前张拉预应力筋的方法

※后张法：结硬后的砼构件的预留孔道中张拉预应力筋的方法

※预应力钢材：钢丝，钢绞线及预应力螺纹钢筋

夹具：将构件制成后能够取下重复使用的

锚具：锚固在构件端部与构件联成一体共同受力而不再取下的

预应力筋具有的性能：

强度高具有一定的塑性

良好的加工性能与砼之间具有较好的粘结强度

砼具有的性能：强度高收缩徐变小快硬早强强度等级不低于C40

预应力砼结构的优缺点：

抗裂性好；提高受剪承载力；提高抗疲劳强度；经济好；

可充分利用高强度钢材，减轻结构自重。

张拉控制应力：在张拉预应力筋时所控制达到的最大应力值。

预应力损失及减小预应力损失的措施：

锚具变形和预应力筋内缩引起的预应力损失

预应力筋与孔道壁之间摩擦引起的预应力损失（两端张拉，超张拉）

加热养护时，预应力筋与台座之间的温差引起的预应力损失。

预应力筋的应力松弛引起的预应力损失。

砼的收缩和徐变引起的预应力损失

环形构件砼受螺旋式预应力筋局部挤压引起的预应力损失

按施工方法划分钢筋砼楼盖：

现浇整体式楼盖装配式楼盖装配整体式楼盖

单向板：L2/L1>3

双向板：L2/L1≤2

活荷载的最不利布置原则：

求某跨跨中的最大正弯矩时，应在该跨布置活荷载，然后向两侧隔跨布置

求某跨跨中的最大负弯矩时，该跨不布置活荷载，而在左右邻跨布置，然后向两侧隔跨

布置

求某支座截面的最大负弯矩时，应在该支座相邻两跨布置活荷载，然后向两侧隔跨布置求某支座截面的最大剪力时，其活荷载布置与求该截面最大负弯矩时的布置相同

与力学中的理想铰相比，塑性铰具有下列特点：

理想铰不能承受弯矩，而塑性铰则能承受基本不变的弯矩

理想铰集中于一点，而塑性铰则有一定的长度区段。

理想铰可以沿任意方向转动，而塑性铰只能沿弯矩作用的方向绕不断上升的中和轴发生单向转动。

恒荷载和活荷载皆满布在连续双向板的所有区格时支座产生最大负弯矩。

现浇钢筋砼楼梯的整体性好，刚度大，有利于抗震。

现浇板式楼梯的计算与构造传力：

梯段板/平台板----上下平台梁------梁或墙------柱

按结构形式将常用的建筑结构体系分为：

框架结构剪力墙结构框架-剪力墙结构筒体结构悬挂结构巨型框架结构

按施工方法分砼框架结构可分为：

现浇式装配式装配整体式

承重框架的布置方案：

横向框架承重方案纵向方案承重方案纵横向框架混合承重方案

竖向荷载作用下的框架内力分析——————分层法

水平荷载作用下的框架内力分析——————反弯点法

水平荷载作用下的框架内力分析——————D值法

砂浆除应具有足够的强度外，还应具有较好的和易性和保水性

砌体的分类：

砖砌体砌块砌体石砌体配筋砌体

※影响砌体抗压强度的因素：（考简答题）

块材与砂浆的强度

块材尺寸和几何形状的影响

砂浆的流动性保水性和弹性模量的影响

砌筑质量

※局部抗压强度提高系数：（考简答题或填空题）

简答题写法：

未直接受压的外围砌体阻止直接受压砌体的横向变形，对直接受压的内部砌体具有约束作用，称为套箍作用。

由于砌体搭缝砌筑，局部受压迅速向未直接受压的砌体扩散，从而使应力很快变小，称为应力扩散。

填空题：套箍强化作用应力扩散作用

※混合结构房屋的结构布置：

纵墙承重体系横墙承重体系纵横墙混合承重体系

内框架承重体系底部框架承重体系

※房屋的静力计算方案及示意图：P303 图11-21

钢结构

焊接性：在一定的焊接工艺和结构条件下，不因焊接而对钢材性能产生较大的有害影响。冷弯性能：钢材在常温下加工发生塑性变形时，对产生裂纹的抵抗能力。

影响钢材性能的主要因素：

有害：碳元素硫元素磷元素氧和氮

有益：锰硅

钢材的规格：P332 图12-11

钢结构的连接方法：

焊缝连接（构造简单，节约钢材，加工方便，易于自动化生产）螺栓连接铆钉连接焊缝的施焊位置：

平焊（最佳选择）立焊横焊仰焊

角焊缝的分类：正面角焊缝侧面角焊缝

正面角焊缝的破坏强度比侧面角焊缝要高，但塑性变形要差一些，在外力作用下，在焊缝处产生较大的应力集中，故破坏时总是在焊根处先出现裂纹，然后扩及整个焊缝截面以致断裂。

高强度螺栓分类及区别：

摩擦型：外力仅依靠接触面间的摩擦力传递，连接紧密，传力可靠，抗疲劳性能好

承压型：期初靠摩擦力传力，后期依靠螺杆与螺孔之间的抗剪和承压来传力。连接承载力

高，节约钢材。

抗剪螺栓连接可能的破坏形式：

螺栓杆剪断孔壁压坏钢板被拉断钢板端被剪断螺栓杆弯曲

梁的强度和刚度：

为了确保安全适用，经济合理，梁在设计时急要考虑承载力的极限状态，又要考虑正常使用的极限状态。前者包括承载力，整体稳定和局部稳定三个方面，用的是荷载设计值。