建筑结构与构造

一、建筑结构工程的可靠性1、可靠性2、两种极限状态我国的设计就是基于极限状态的设计1结构构件或连接因强度超过而破坏；结构或其一部分作为刚体而失去平衡；在反复荷载下构件或连接发生疲劳破坏。

2构件在正常使用条件下产生过度变形，导致影响正常使用或建筑外观；构件过早产生裂缝或裂缝发展过宽；在动力荷载作用下结构或构件产生过大的振幅。

3、结构工程适用性限制变形过大的要求即为刚度要求，或称为正常使用下的极限状态要求1）悬臂梁端部的最大位移公式f=ql4/8EI四因素影响构件的位移：荷载、材料性能、杆件截面、杆件跨度。

2）混凝土结构的裂缝控制裂缝控制4、结构工程耐久性1）耐久性的定义2）结构的使用年限临时性建筑-------5年易于替换的结构构件-----25年普通房屋和构筑物---------50年3）混凝土结构耐久性的环境类别按照混凝土结构所处环境对钢筋和混凝土材料腐蚀机理分类I 一般环境保护层混凝土碳化引起钢筋锈蚀II 冻融环境反复冻融导致混凝土损伤III 海洋氯化物环境氯盐引起钢筋锈蚀IV 其他氯化物环境氯盐引起钢筋锈蚀V 化学腐蚀环境硫酸盐等化学物质对混凝土的腐蚀4）混凝土结构耐久性的要求（1）混凝土最低强度等级50年普通建筑，对应的环境类别I—A、I—B、I—C，所用的混凝土最低强度等级分别为C25、C30、C35。

（2）一般环境中混凝土材料和钢筋最小保护层土强度等级可低于标准要求，但降低幅度不应超过两个强度等级，且设计使用年限为100年和50年的构件，强度等级不应低于C25和C20；50年普通建筑，对应的环境类别I—A、I—B、I—C，所对应的钢筋最小保护层厚度为20mm、25mm、40mm；当采用的混凝土强度比标准值低一个等级时，混凝土保护层厚度应增加5mm；当低两个等级时，混凝土保护层厚度应增加10mm；具有连续密封套管的后张预应力钢筋，其混凝土保护层可与普通钢筋相同且不应小于孔道直径的1/2；否则应比普通钢筋增加10mm；先张法构件中预应力钢筋在全预应力状态下的保护层厚度可与普通钢筋相同，否则应比普通钢筋增加10mm；直径大于16mm的热轧预应力钢筋保护层厚度可与普通钢筋相同。

二、建筑结构平衡的技术1、平面力系的平衡条件及作用1）一般平面汇交力系的平衡条件作用在同一物体上的力系，作用线都在同一平面内，且汇交于一点，这种力系称为平面汇交力系。

X=0，∑Y=0。

2）一般平面力系的平衡条件还要加上力矩的平衡。

X=0，∑Y=0，∑M=0。

2、结构平衡的条件1）剪力图和弯矩图（1）悬臂梁（集中荷载）（2）简支梁（均布荷载）（3）伸臂梁（集中、均布荷载共同作用）3、防止结构倾覆的技术要求对于悬挑的构件（如阳台、雨棚、探头板等），挡土墙、起重机械等，防止倾覆的技术要求是：引起倾覆的力矩M（倾）应小于抵抗倾覆的力矩M（抗），为了安全起见，常常取M（抗）=（1.2~1.5）M（倾）。

三、建筑结构抗震的构造要求1、地震的分类火山地震、塌陷地震、构造地震2、地震级别和地震烈度地震震级只有一个；地震烈度分为12个等级，用M表示；M＞5，对建筑物引起不同程度的破坏，统称为破坏性地震；M＞7，称为强烈地震或大振；M＞8，称为特大地震。

3、抗震设防烈度基本烈度：在设计基准期超越概率为10%的地震烈度；一般情况下，抗震设防烈度可采用中国地震参数区划图的地震基本烈度。

4、抗震设防的基本思想和原则三个水准：小震不坏，中震可修，大震不倒。

三个水准的抗震设防目标是：震设防烈度的罕见地震影响时，不会倒塌或发生危及生命的严重破坏。

5、抗震设防分类我国将抗震设防类别分为甲、乙、丙、丁四类。

大量的建筑属于丙类。

6、抗震概念设计应考虑以下因素12）规则，平面上的质量中心和刚度中心尽可能靠近；34567、抗震构造措施1）多层砌体房屋的抗震构造措施（1）设置钢筋混凝土构造柱，减少墙身的破坏，并改善抗震性能，提高延性；（2）设置钢筋混凝土圈梁与构造柱连接起来，增强了房屋的整体性，改善了房屋的抗震性能，提高了抗震能力；（3）加强墙体的连接，楼板和梁应有足够的支撑长度和可靠连接；（4）加强楼梯间的整体性。

2）框架结构的构造措施震害点：框架结构震害的严重部位多发生于框架梁柱节点和填充墙处；一般柱的震害重于梁的震害，柱顶的震害重于柱底，角柱震害重于内柱，短柱震害重于一般柱。

构造措施：123456四、荷载对结构的影响1）装修的整体面层均布面荷载的计算2有相应资质的设计单位进行设计。

3）装修施工时，应注意建筑结构变形缝的维护（1）变形缝间的模板及杂物应清除干净，确保结构的自由变形；（2）但有时仍会产生微小的沉降差，做好设缝；（3）防震缝的宽度应满足两相邻结构单元可能出现的相反方向的振动而不至相撞的要求。

当房屋高度在15m以下时，其宽度也不宜小于5cm；总之建筑结构变形缝的构造要求，必须满足建筑结构的自由变形，以防结构的破坏。

五、建筑结构体系和应用1）混合结构体系（支撑结构）墙、柱采用砌体材料横墙承重和纵墙承重优点：优点是横墙较密使横向刚度大，抗震性高，外墙开窗灵活性大，容易组织穿堂风；缺点：缺点是用材量较多，开间尺寸不够灵活。

优点：建筑物分间灵活，材料用量少；缺点：刚度较差，外墙开窗局限性大2）框架结构体系（支撑结构）优点：建筑平面布置灵活，可形成较大的建筑空间，建筑立面处理也方便；3）剪力墙结构体系（支撑结构）一般适用于旅馆和住宅。

优点：侧向刚度大，水平荷载作用下侧移小缺点：剪力墙间距小，结构建筑平面布置不灵活。

4）框架-剪力墙结构体系（支撑结构）10~20层建筑。

5）筒体结构体系（支撑结构）6）桁架结构体系（屋顶覆盖结构）1/6~1/8较为合理。

大垮屋架必须进行吊装验算。

7）网架结构体系（屋顶覆盖结构）网架结构属于空间结构，桁架结构属于平面结构。

网架结构分为：平板网架、曲面网架大，抗震性能好。

平板网架分为：交叉桁架体系和角锥体系静定结构最少的约束反力为3个，每多一个约束反力，就是一次超静定结构。

8）拱式结构体系（屋顶覆盖结构）拱的分类：按照结构的组成和支撑方式可分为三铰拱，两铰拱和无铰拱拱是一种有推力的结构，拱脚必须能可靠的传承水平推力，解决这个问题非常重要。

通常采用下列措施：推力由拉杆承受推力由两侧框架承受9）悬索结构体系（屋顶覆盖结构）10）薄壳结构体系（屋顶覆盖结构）空间受力结构，主要承受曲面内的轴向压力，弯矩很小。

结构构造要求一、混凝土结构的受力特点及构造1、混凝土结构优点：强度高，钢筋和混凝土两种材料的强度都得到利用；可模性好，适用面广；耐久性和耐火性好，维护费用低；现浇混凝土的整体性好，延性好，适用于抗爆结构；同时抗震性和防辐射性好，适用于防护结构；易于就地取材。

缺点自重大、抗裂性差、施工复杂、施工周期长。

2、钢筋和混凝土材料性能1）钢筋高强钢丝和钢绞线0.25%）和普通低合金钢（合金元素不大于5%）制成2）混凝土f cu作为混凝土的强度。

单位是N/mm2。

共分14个等级，从C15~C80，级差为5N/mm2。

f c，该强度是采用150mm×150mm×300mm的棱柱体作为标准试件测得。

f t，是抗裂指标。

3）钢筋和混凝土共同作用混凝土强度、保护层的厚度、钢筋之间的净距离。

3、极限状态设计方法的基本概念为：1）结构功能：建筑结构必须满足安全性、适用性、耐久性要求；2）可靠度：结构在规定的时间内，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。

3）极限状态设计的实用表达式：1的系数，称为荷载分项系数；1的系数，称为材料分项系数；对安全等级不同的建筑，采用一个重要性系数进行调整。

4、钢筋混凝土梁的配筋原理及构造要求12的位置处。

3）梁、板的受力特点及构造要求单向板和双向板的受力特点：当长边与短边之比大于等于3时，可按沿短边方向受力的单向板计算，即受力钢筋的布置沿短边方向布置；当长边与短边之比小于3时，为双向板，沿长边和短边都要布置受力钢筋，且短边方向的受力钢筋在长边方向的受力钢筋下部。

连续梁、板的受力特点及构造要求支座负弯矩，在支座上部设置抵抗负弯矩的钢筋。

二、砌体结构的受力特点及构造1、砌体房屋结构的主要构造要求砌体结构的构造是确保房屋结构整体性和结构安全性的可靠措施。

墙体的构造主要包括三个方面：伸缩缝、沉降缝、圈梁。

三、钢结构的受力特点及其连接类型1）制作制作质量检验合格后进行除锈和涂装。

一般安装焊缝处留出30~50mm2）焊接焊工必须在其考试合格项目及其认可范围内施焊。

3）防火与防锈钢结构防火性能较差。

当温度达到550℃，钢材的屈服强度大约降至正常温度时屈服强度的0.7。

建筑构造要求一、楼梯的建筑构造要求1均应采用非燃烧材料制作，平台的耐火极限为不低于1h，楼梯段的耐火极限不低于0.25h；楼梯周围2m内的墙面上，除疏散门外，不应设置其他门窗洞口。

2疏散门不应正对楼梯段；疏散出口（高层建筑的会议室或多功能厅）的门内、门外1.4m范围内不应设置踏步（台阶），且门必须向外开（疏散方向）3医院病房楼 1.3m居住建筑 1.1m其他建筑 1.2m4须采用时，踏步上下两级所形成的夹角不大于10度，且每级离扶手25cm处的踏步深度不小于22cm。

二、墙体的建筑构造要求1、墙体建筑构造的设计原则在内外墙做连续整体装修时，主要解决与主体结构的附着，防止脱落和分缝和接缝。

2、门窗3、墙身的细部构造勒脚部位外抹水泥砂浆或外贴石材等防水耐久的材料，高度不小于4、非承重墙的要求构造柱，并沿高度方向每500mm加不少于两根直径6mm的，长度不小于1000mm的钢筋。

三、屋面、楼面的建筑构造要求1、屋面的建筑构造屋面坡度屋面坡度应根据防水材料、构造及当地气候等条件确定。

坡度大的防水以导为主，坡度小的防水以阻为主。

2、屋面要求3、楼地面1）整体类地面设计时，应注意在结构产生负弯矩的地方（结构构造措施为在支座上方设置抵抗负弯矩的钢筋）和变形缝后浇带的地方，为防止楼面层的开裂，做分缝处理。

2）内保温的建筑，靠近外墙处的楼板也会因此处温度比较低而出现结露现象，因此应在此处楼板的上下做保温处理。

3）为减少振动传声，在楼面面层与楼板之间，楼面面层与墙结合处应加4）不发火（防爆）面层（1）面层材料：碎石应选用大理石、白云石加工而成，以金属或石料撞击时不发生火花为合格；砂应采用质地坚硬、表面粗糙，粒径为0.15~5mm3%0.5%；（2）水泥：应采用普通硅酸盐水泥，强度等级不应小于（3）嵌缝：面层分格的嵌缝应采用不发火材料配制。

（4）检查：配制时应随时检查，不得混入金属或其他易发火的杂质。

四、门、窗的建筑构造要求1、防火门、窗和防火卷帘的构造防火门、窗应划分为三个等级，甲、乙、丙；耐火极限为：甲级1.2h，乙级0.9h，丙级0.6h。