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建筑结构

2020-04-15 来源:个人技术集锦
《建筑结构》课堂笔记

重点目录

1、 有梁楼盖板平法施工图 2、 钢筋砼楼梯平法施工图 3、 框架节点构造 4、 柱平法施工图 5、 梁平法施工图

6、 剪力墙(约束、构造)边缘构件构造 7、 剪力墙边缘构件竖向钢筋 8、 剪力墙墙身分布筋构造 9、 剪力墙水平分布筋锚固构造 10、剪力墙连梁配筋构造

第一章 绪论

§1-1建筑结构的基本概念

一、建筑结构的定义 1、建筑物:房屋或场所

构件:受力 梁、柱、基础、板、横墙等

建筑结构:若干构件连接能承受“作用”的平面或空间体系 2、建筑结构内涵 1)建筑物 承重骨架

2)构件连接的有机整体 承受各种“作用”并传给地基

二、组成

1、水平构件:梁、板 承受竖向荷载

2、竖向构件:墙、柱 支持水平构件或承受水平荷载 3、基础:上部建筑与地基联系建筑物承受荷载传给地基 上部结构:天然地坪或±0.000以上的部分 建筑结构

下部结构:天然地坪或±0.000以下的部分 建筑结构基本构件

1) 受弯构件 弯矩 有剪力(梁、板) 2) 受压构件 压力 有剪力(柱、承重墙) 3) 受拉构件 拉力 有剪力

4) 受扭构件 扭矩 有剪力弯矩(雨篷梁、框架结构中边梁) 5) 受剪构件 剪力 较少

三、建筑结构的类型、特点及应用

素混凝土结构 1、混凝土结构 钢筋混凝土结构 材料不同 预应力混凝土结构

2、砌体结构 3、钢结构 4、木结构

(一)混凝土结构 1、素混凝土结构

无筋或不配置受力钢筋(基础垫层或室外地坪) 2、钢筋混凝土结构

受力的普通钢筋 钢筋:拉力 混凝土:压力 3、预应力混凝土结构

钢筋混凝土结构的特点 (1) 就地取材 钢筋

混凝土 砂 石 水泥

(2) 耐久性好 混凝土:随龄期延长强度提高

钢筋:被混凝土包裹,不易锈蚀

(3) 整体性好 现浇混凝土,提高抗震能力 (4) 可模性好 新拌的混凝土拌合物可塑

(5) 耐火性好 混凝土:不良传热体,导热性很差 钢筋:被混凝土包裹,不致很快软化 (6) 刚度大 承载力较高 (7) 自重大 25KN/m3 (8) 抗裂性能差

(9) 费工费模(现浇结构)

(二)砌体结构

块材+砂浆=砌体(墙、柱)作为建筑物主要受力构件→砌体结构 砌体结构:受压构件(墙、柱) 混合结构≥2种材料构件组成的结构 钢结构 木结构 水平承重构件(梁、板) 钢筋混凝土结构 特点

(1) 取材方便,造价低廉 更经济

(2) 良好的耐火性,耐久性,耐腐蚀性 (3) 良好的保温隔热隔声效果

(4) 施工简单 技术容易掌握,不需要特殊设备 (5) 自重大,砌筑工作繁重,整体性差(19KN/m3)

(三)钢结构 特点:

(1)强度高,塑性好,韧性好

强度高:减少截面尺寸,减轻自重 塑性好:避免结构因超载而突然破裂 (2)材质均匀:各向同性

(3)工厂生产,机械化施工,便于拆卸 (4)优越的抗震性能

(5)无污染,可再生,节能安全 (6)易腐蚀,维护费用高 (7)耐火性差 (8)造价高

(四)木结构

第二章 建筑结构计算基本原则

§2-1作用与作用效应

一、结构上的作用 (一)作用的概念

1、使结构产生内力和变形的各种原因的总称

直接作用:自重,楼面荷载,雪载,风载

集中力 荷 2、分类 载

均布力

间接作用:地基变形,混凝土收缩,温度,地震

3、荷载分类

永久荷载(自重,土压力,恒载)

时间变异 可变荷载(楼面活载,风荷载,雪荷载) 偶然荷载(地震作用,爆炸力,撞击力)

§2-2建筑结构的功能要求

一、结构的设计使用年限 正常设计 定义:“4正常” 正常施工 条件 正常使用 正常维护 要求:房屋建筑达到的持久年限

二、结构的功能要求(结构的可靠性)

正常施工,正常使用 要求:能承受可能出现的各种作用

1、 安全性 条件:

设计规定的偶然事件 要求:保持整体稳定仅产生局部破坏而

不致连续倒塌

2、 适用性 条件:正常使用 ①不产生影响使用的过大变形和振动

要求:良好的工作性能 ②不产生让使用者感到不安的裂缝宽度

3、 耐久性 条件:正常维护 要求:足够的耐久性能

结构的可靠性注意:

设计使用年限与使用寿命有联系但不等同,结构使用年限>设计使用年限,不意味着结构就要报废,可靠度降低。

§2-3建筑抗震设计原则

一、地震的基本概念 (一)定义及分类

构造地震:地壳运动,岩层断裂、错动,地面运动。 分类:

浅源地震 <60km 地震发生的部位 中源地震 震源深度 60-300km 深源地震 >300km 震源深度:震源至地面的垂直距离。

震源:地震发生时,岩层断裂或错动,发生振动的部位。 (三)震级与烈度

(1)震级:衡量一次地震大小的等级(M) 里氏震级,共分九级。 (2)M<2,微震; M=2-4,有震感; M>5,破坏性地震;

M=7-8,强烈地震或大地震; M>8,特大地震。 (3)地震烈度,

定义:某一地点的震动强烈程度。 (4)地震烈度分类:12度

人的感觉 器物反应

地表及建筑物破坏程度 震级与地震烈度的关系

一次地震,震级只有一个,不同地点的地震烈度可能不同。 二、建筑抗震设防 (一)设防依据

1、基本烈度:该地区今后50年时间内,在一般场地条件下可能遭遇到概率为10%的地震烈度(超越概率) 2、设防烈度

定义:作为建筑抗震设防依据的烈度。 取值:设防烈度=基本烈度 (二)抗震设防目标:“三水准” 第一水准:低于本地区设防烈度;

建筑物不受损坏或不修理仍能继续使用 第二水准:相当于本地区设防烈度;

建筑物可能损坏,一般修理或不修理仍能继续使用; 第三水准:高于本地区设防烈度;

建筑物不致倒塌或发生危及生命的严重损坏。 概括:小震不坏,中震可修,大震不倒。 抗震结构施工时要求

1、 钢筋砼结构:钢筋代换

主要受力筋不宜以强度等级比原设计高的钢筋代换。

2、 钢筋砼:构造柱、芯柱、底部框架—抗震墙砖房。抗震墙施工,先砌墙后浇构造柱、芯

柱、框架柱。

3、 砌体结构:纵横墙交接处,同时咬槎砌筑或拉结构造。

第三章 砼基本构件

§3-1 混凝土结构材料

一、钢筋

(一)品种规格

热轧钢筋-普通钢筋砼结构 1、加工方法 热处理钢筋 冷轧钢筋

消除应力钢筋 预应力砼结构 钢绞线 (1)热轧钢筋

牌号:HPB235 热轧光圆钢筋 HPB300

HRB335

HRB400 热轧带肋钢筋 HRB500

HRBF335

HRBF400 细晶粒热轧带肋钢筋 HRBF500

解释:HPB、HRB属于普通热扎钢筋 H-热轧,P-光圆,B-钢筋

HRBF属于细晶粒热轧钢筋 钢筋屈服

R-带肋,F-细,数字:

强度标准

Ⅰ级 HPB235 HPB300 ф锚固性能差

Ⅱ级 HRB335 HRBF335 延性,锚固性能好

Ⅲ级 HRB400 HRBF400 强度高,延性,锚固性能好 Ⅳ级 HRB500 HRBF500

RRB400 强度高,疲劳性能,冷弯性能,可焊性均差。 (2)热处理钢筋fptk=1470N∕mm2

强度高,低松弛以圆盘形式供应,省去焊接有利施工。

(3)冷加工钢筋 常温 冷拉

方法 冷拔 淘汰

热轧带肋钢筋CRB

冷轧

冷轧扭钢筋

1)CRB550、CRB650、CRB800、CRB970、CRB1170 数字:抗拉强度最小值

2)原材料:热轧圆盘条(冷轧,HPB300)三面或两面钢筋,冷轧带肋钢筋CRB 特点:强度高,塑性较好,与砼粘结性好。

3)原材料:热轧圆盘条(冷轧扭)连续螺旋状钢筋。 屈服强度高,与砼粘结性好,制作无需弯钩,省料省工。 4)消除应力钢丝

光面 螺旋肋 三面刻痕

特点:强度高(1570-1770N∕mm2)塑性好,低松弛 5)钢绞线1*3∕1*7 (1570*1860N∕mm2)

特点:强度高,低松弛,伸直性,比较柔软,盘弯方便,粘结性好。 劲性钢筋:型钢,劲性钢筋砼结构 2、钢筋种类

柔性钢筋:普通钢筋砼结构

光圆钢筋HPB300 3、外形

带肋钢筋HRB∕HRBF 二、砼

(一)砼强度等级

标准试块:150*150*150 立方体 3块∕组

标准养护:温度20℃±3℃,相对湿度:≥90%,龄期28d C30 C:砼,数字:立方体抗压强度标准值。14级

§3-2钢筋与砼共同工作

一、钢筋和砼共同工作的原因 1、钢筋和砼之间粘结作用----整体 粘结作用的组成

(1)砼结硬时体积收缩,将钢筋紧紧握住,摩擦力。 (2)钢筋便面凹凸不平,机械咬合力(带肋钢筋)。 (3)砼与钢筋接触面胶结力

2、钢筋和砼的温度线膨胀系数几乎相同,温度变化时二者变形基本相等----保持整体 3、钢筋被砼包裹不易锈蚀-----保持耐久性 二、钢筋的弯钩、锚固、连接 1、钢筋弯钩

1)作用:增加钢筋在砼的抗滑移能力,增加钢筋端部锚固作用。

2)做法:绑扎钢筋骨架,受拉光面钢筋,HPB300,180°标准弯钩,弯后平直段长度3d,弯弧直径2.5d。 2、钢筋锚固

①受拉钢筋锚固长度

受拉钢筋基本锚固长度labfyftd

fy钢筋抗拉强度设计值表3-4 P36

ft砼轴心抗拉强度设计值表3-6 P39

圆钢,=0.16, P42-表3-9,带肋,=0.14

②受拉钢筋锚固长度修正。

修正值:非抗震受拉钢筋锚固长度la

≥200mm

抗震受拉钢筋锚固长度lae 修正:(1)带肋钢筋d=25mm*1.1 la=1.1lab lae=1.1labe

(2)环氧树脂涂层带肋钢筋*1.25

la=1.25lab lae=1.25labe

(3)施工过程易受扰动钢筋(滑模施工)*1.1

la=1.1lab lae=1.1labe

(4)纵向受拉普通钢筋末端采用弯钩或机械锚固措施 修正值:包括弯钩或锚固端头在内的锚固长度(投影长度) 图例:

la=0.6lab lae=0.6labe

(a)末端带90°弯钩

(b)末端带135°弯钩

(c)末端一侧贴焊锚筋

(d)末端两侧贴焊锚筋

(e)末端与钢板穿孔塞焊

(f)末端带螺旋锚头

3、钢筋的连接

(1)原因:钢筋长度不够接长,施工需要。(柱、墙) (2)方法:绑扎搭接接头、焊接接头、机械连接接头、 (3)特点:①绑扎搭接接头:受力性能差,浪费钢材。

②焊接接头:保证接头质量,明火,焊口高温影响焊口处钢筋性能,省材。

③机械连接接头(套筒):性能可靠,节省钢材,操作简单,连接无明火,不收

天气影响,可用于不同材质的钢筋连接,成本高,用于粗钢筋。规范规定:

1) 受拉钢筋直径d≥25mm及受压钢筋直径d≥28mm,不宜采用绑扎搭接。 2) 轴心受拉构件

纵向受拉钢筋不应采用绑扎搭接 小偏心受拉构件

(4)钢筋连接的基本原则

接头:受力较小处,统一钢筋尽量少设接头,接头位置相互错开。 1) 绑扎搭接接头

1、 工作原理:钢筋和砼之间的粘结强度传递内力 2、 纵向受拉钢筋绑扎搭接接头搭接长度:

ll(非抗震) lle(抗震) ll§la

且≥300mm

lle§lae

§确定: 1.2 1.4 1.6

同一连接区段搭接 ≤25 50 100 接头面积百分率(%)

① 一个连接区段长度:1.3ll,1.3lle

② 搭接接头属于同一连接区段:搭接接头中点位于某一连接区段 ③ 同一连接区段搭接接头面积百分率

有接头的钢筋截面面积(同一连接区段)100%

全部钢筋截面面积④ 常规值:梁、板≤25%,柱:50% 3、做法:①足够搭接长度:ll、lle ②圆钢端部做弯钩

③相邻纵筋搭接接头相互错开

相邻两个搭接接头中点间距≥1.3ll(lle)或筋端相距0.3ll(lle)以上才算接头已错开。 纵向受压钢筋绑扎连接 ≥0.7ll

受压搭接长度 且≥200㎜ ≥0.7lle 2) 机械连接接头 (粗钢筋) ① 一个连接区段长度:35d

② 同一构件相邻纵筋机械连接接头:相互错开 ③ 同一连接区段内,钢筋接头面积百分率≤50% 3) 焊接接头

① 一个连接区段长度:≥35d且≥500㎜ ② 同一构件相邻纵筋焊接连接接头相互错开 ③ 同一连接区段内钢筋接头面积百分率≤50%

§3-3 钢筋砼受弯构件

典型受弯构件:梁、板

钢筋砼受弯构件破坏形式:

正截面破坏:破坏截面与构件轴线垂直(主要是M) 斜截面破坏:破坏截面与纵轴线相交(主要是Q、M) 一、构造要求(截面形式和尺寸)

1、 截面形式:梁:矩形、T形、十字形(倒T、L)、工字形 2、 尺寸:梁高h 独立简支梁h11~l0 12811l0:梁跨度 独立连续梁h~l0

148 独立悬臂梁h11~l0 65 矩形:b梁宽b: T形:b11~h 3.5211~h 42.5模数:(统一模数)

h≤800㎜,取50㎜倍数

梁高 h>800㎜,取100㎜倍数 梁宽:b=180,200,220,250㎜ b>250㎜,取50㎜倍数 二、配筋构造

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