建筑力学与结构教案

建筑结构概论（造价2012级）主讲：温世臣2012年5月建筑结构概论（造价2012级）一、 新规范《混凝土结构设计规范2010》与旧规范《混凝土结构设计规范2002》的不同普通钢筋强度设计值（2mm /N ）二、 构件的配筋计算（教材10.3节和10.6节）1．钢筋砼矩形截面梁b ×h= 250 mm ×500 mm , 承受弯矩设计值 M =120kN.m, 采用C25砼（α1=1.0，f c =11.9 N/mm 2，f t =1.27 N/mm 2）及 HRB400级钢筋(f y =360N/mm 2)，a s =35 mm ,ξb = 0.518，试计算纵向受拉钢筋面积 A s=?附公式： bx f αA f c 1s y = bf α2Mh h x c 1200--= =min ρMax {,0.2f f 0.45yt％} 解：公式法：050035465s h h a mm =-=-=mm .86925011.91.0101204654652621200=⨯⨯⨯⨯--=--=2b f M h h x c α＜mm 0.8742465518.0h o b =⨯=ξ218003608.962509.110.1mm x x X f bx f A yc S ===α=min ρ Max {20450.,f f .yt ％} = Max {20360271450.,..％} = Max {0.159％，0.2％}=0.2％22min min 800250500250%2.0mm mm X X bh A S <===ρ2、钢筋砼矩形截面简支梁b ×h=250 mm ×600mm ，跨中承受设计弯矩M =340kN.m ，采用C25砼（α1=1.0，f c =11.9 N/mm 2，f t =1.27 N/mm 2）及6 22纵向受拉钢筋 (f y =360N/mm 2，ξb = 0.518，A s =2281 mm 2)，a s =60 mm ，试验算该梁正截面是否安全？ 附公式： bx f αA f c 1s y =⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎪⎭⎫ ⎝⎛-=≤2x h A f 2x h bx f αM M 0s y 0c 1u=min ρMax {,0.2f f 0.45yt％} 解： mm a h h s 540606000=-=-=22281s A mm =>min ρ20.2%250540270bh mm =⨯⨯=或%2.0%69.15402502281min 0=>=⨯==ρρbh A S 其中：{}min1.27M ax 0.45,0.2%M ax 0.45,0.2%M ax 0.195%,0.2%0.2%300t y f f ρ⎧⎫⎪⎪⎧⎫=⨯=⨯==⎨⎬⎨⎬⎩⎭⎪⎪⎩⎭(%2.0,36027.145.0Max X Max =⎩⎨⎧⎭⎬⎫0159%，0.2%）=0.2%mm bf A f x c Sy 02.2762509.110.122813601=⨯⨯⨯==αmm h b 72.279540518.00=⨯=<ξm kN M m kN x h A f M s y u .340.09.330)202.276540(2281360)2(0=<=-⨯⨯=-=或mkN M m kN x h bx f αM c u .340.09.330)202.276540(276.0225011.91.0201=<=-⨯⨯⨯⨯=⎪⎭⎫ ⎝⎛-=∴该梁正截面抗弯承载力不满足要求。

3、均布荷载作用下钢筋砼矩形截面简支梁b ×h=250 mm ×500 mm , 支座边缘设计剪力V ＝140 KN ，采用C25砼（f c =11.9 N/mm 2，f t =1.27 N/mm 2，βc =1.0）及HPB300级双肢 8箍筋（f yv =270 N/mm 2, A sv1=50.3 mm 2）, S max =200 mm , a s =60 mm , 采用只配箍筋方案，求箍筋的间距S=？附公式： 0s v 1yv 0t h snA f bh 0.7f V +≤ u ≤++sv1t 0yv 0nA 1.75V V f bh f h λ1S＝b h w ≤4： 0c c bh f β0.25 V ≤ bhw ≥6： 0c c bh f β 0.2V ≤ s b nA ρsv1sv =yvt sv.min f f0.24ρ= 解：0500600440s h h a mm =-=-=440 1.764250hw b ==< 00.250.25 1.011.8250440327.25103.1c c f bh kN kN β=⨯⨯⨯⨯=>∴截面尺寸满足要求，不会发生斜压破坏00.70.7 1.2725044097.79103.1c t V f bh kN kN ==⨯⨯⨯=<∴应计算配筋mm mm X X h f V V S nA yv C SV /355.044027010)79.97160(2301=-=-≥ 2n = 2150.3sv A mm =∴S ≤mm S X 200283355.03.502max =>= 故取200s mm =1min 250.3 1.270.201%0.240.240.145%250200210sv t sv sv yv nA f bs f ρρ⨯===>==⨯=⨯ >27027.124.024.0min Xf f yvt sv ==ρ=0.113% ∴满足要求，不会发生斜拉破坏∴选双肢8@200φ箍筋，沿梁全长均匀设置。

4.均布荷载作用下的钢筋砼矩形截面简支梁b ×h=250 mm ×500 mm ，支座边缘设计剪力V ＝170KN ，采用C25砼（f c =11.9 N/mm 2，f t =1.27 N/mm 2，βc =1.0）及HPB300级双肢 8@200箍筋 （A sv1=50.3 mm 2, f yv =270 N/mm 2）, a s =60 mm , 试验算该梁斜截面是否安全？ 附公式： 0s v 1yv 0t h snA f bh 0.7f V V +=≤u u ≤++sv1t 0yv 0nA 1.75V V f bh f h λ1S＝b h w ≤4： 0c c bh f β0.25 V ≤ bhw ≥6： 0c c bh f β 0.2V ≤ s b nA ρsv1sv =yvt sv.min f f0.24ρ= 解：050060440s h h a mm =-=-=440 1.764250w h b ==< 00.250.25 1.011.9250440327.25120c c f bh kN kN β=⨯⨯⨯⨯=>∴截面尺寸满足要求，不会发生斜压破坏。

1250.30.201%250200sv sv nA bs ρ⨯===⨯>27027.124.024.0min Xf f yvt sv ==ρ=0.113% ∴满足要求，不会发生斜拉破坏。

KN. ... h snA f bh f .V sv yvt u 5415744020035022704402502717070010=⨯⨯⨯+⨯⨯⨯=+= <170 KN∴该斜截面抗剪承载力不满足要求。

三、 砌体结构基本抗震构造措施1．房屋体型、结构体系与防震缝（1)应优先采用横墙承重或纵横墙共同承重的结构体系。

震害分析发现，纵墙承重的结构布置方案，因横向支撑较少，纵墙极易受平面外弯曲破坏而致结构倒塌。

( 2）纵横向砌体抗震墙的布置应符合下列要求：①宜均匀对称，沿平面内宜对齐，沿竖向应上下连续；且纵横向墙体的数量不宜相差过大；②平面轮廓凹凸尺寸，不应超过典型尺寸的50%；当超过典型尺寸的25%时，房屋转角处应采取加强措施；③楼板局部大洞口的尺寸不宜超过楼板宽度的30%，且不应在墙体两侧同时开洞；④房屋错层的楼板高差超过500mm时，应按两层计算；错层部位的墙体应采取加强措施；⑤网一轴线上的窗间墙宽度宜均匀；墙面洞口的面积，6、7度时不宜大于墙面总面积的55%，8、9度时不宜大于50%；⑥在房屋宽度方向的中部应设置内纵墙，其累计长度不宜小于房屋总长度的60%（高宽比大于4的墙段不计入）。

( 3)房屋有下列情况之一时宜设置防震缝，缝两侧均应设置墙体，缝宽应根据烈度和房屋高度确定，可采用70～100mm：①房屋立面高差在6m以上：②房屋有错层，且楼板高差较大；③各部分结构刚度、质量截然不同。

另外，楼梯间不宜设置在房屋的尽端或转角处；不应在房屋转角处设置转角窗；横墙较少、跨度较大的房屋，宜采用现浇钢筋混凝土楼、屋盖。

2．多层房屋的层数、总高度及层高基于砌体材料的脆性性质和震害经验，限制其层数和高度是主要的抗震措施。

1)一般情况下，房屋的层数和总高度不应超过表4-2-11的规定。

表4-2-11 多层砌体房屋的层数和总高度限制度，半地下室从地下室室内地面算起，全地下室和嵌固条件好的半地下室应允许从室外地面算起；对带阁楼的坡屋面应算到山尖墙的I/Z高度处；2 室内外高差大于0.6m时，房屋总高度应允许比表中的数据适当增加，但增加量应少于1.0m；3 乙类的多层砌体房屋仍按本地区设防烈度查表，其层数应减少一层且总高度应降低3m;不应采用底部框架-抗震墙砌体房屋；4 本表小砌块砌体房屋不包括配筋混凝土小型空心砌块砌体房屋。

2）横墙较少的多层砌体房屋，总高度应比表4-2-11的规定降低3m，层数相应减少一层；各层横墙很少的多层砌体房屋，还应再减少一层。

注：横墙较少是指同一楼层内开间大于4.2m的房间占该层总面积的40%以上；其中，开间不大于4.2m的房问占该层总面积不到20%且开间大于4.8m的房间占该层总面积的50%以上为横墙很少。

3） 6、7度时，横墙较少的丙类多层砌体房屋，当按规定采取加强措施并满足抗震承载力要求时，其高度和层数应允许仍按表4-2-11的规定采用。

4）采用蒸压灰砂砖和蒸压粉煤灰砖的砌体的房屋，当砌体的抗剪强度仅达到普通黏土砖砌体的70%时，房屋的层数应比普通砖房减少一层，总高度应减少3m；当砌体的抗剪强度达到普通黏土砖砌体的取值时，房屋层数和总高度的要求同普通砖房屋。

5）多层砌体承重房屋的层高，不应超过3.6m。

3. 多层砌体房屋总高度与总宽度的最大比值震害实例分析发现，高宽比较大的房屋易于发生整体弯曲破坏。

多层砌体房屋的最大高宽比见表4-2-12。

表4-2-12房屋最大高宽比抗震横墙最大间距的多少直接影响到房屋的空间刚度。