工程结构重点

绪论：

建筑结构按所用材料不同分类：混凝土结构、砌体结构、钢结构、木结构。

钢筋和混凝土共同工作的基础：

1、钢筋与混凝土之间有良好的粘结力。

2、钢筋和混凝土具有基本相同的温度线膨胀系数。

3、混凝土包裹着钢筋，起着保护钢筋免遭锈蚀的作用，加强了结构的耐久性。

钢筋混凝土结构的优缺点：

优点：

1、取材容易。

2、耐火、耐久性好。

3、可模性、整体性好。

4、维修保养费低。

缺点：

1、自重大。

2、抗裂性能差。

3、费工，费模板，现场施工周期长，且受季节性影响。

第一章：

立方体抗压强度标准值ƒcu,k：

是指按照标准方法制作的边长为150mm的立方体试件，在温度为(20±3)℃、相对湿度在90%以上的潮湿空气中养护28d或按设计规定，用标准试验方法测得的具有95%保证率的抗压强度值。（如C20表示立方体抗压强度标准值为20N/mm2,即ƒcu,k=20N/mm2。）

混凝土的徐变：混凝土在荷载长期作用下，即使应力维持不变，其应变会随时间而增长的现象称为混凝土的徐变。

影响混凝土徐变的因素：

1、内在因素：主要是指混凝土的组成和配合比。 

2、环境影响：主要是指混凝土制作时的养护方法和使用条件。

3、应力条件：应力俞大，徐变俞大。

混凝土结构的钢筋，一般情况下可按下列规定选用：

1、纵向受力普通钢筋宜采用HRB400、HRB500钢筋。

2、梁、柱纵向受力普通钢筋应采用HRB400、HRB500钢筋。

3、箍筋宜采用HRB400、HRBF400、HRB335、HPB300钢筋。

混凝土结构对钢筋性能的要求：

1、强度：钢筋强度是作为设计计算时的主要依据，是钢筋混凝土结构承载力的决定因素。

2、延性:延性是钢筋变形、耗能的能力。

3、可焊性：钢筋需具有良好的焊接性能，保证焊接后的接头性能良好。

4、与混凝土的粘结：必须具有足够的粘结力。

粘结力的组成：1、胶结力。2、摩阻力。3、机械咬合力。

钢筋搭接的方法分为两类：绑扎搭接、机械连接或焊接。

第2章：

建筑结构的功能性要求：1、安全性。2、适用性。3、耐久性。

结构上的作用（荷载）按作用时间的长短和性质，可分为永久作用、可变作用和偶然作用三类。

1、永久作用：又称恒载或静载，指结构在使用期间，其值基本上不随时间变化。

2、可变作用：又称活载，指结构在使用期间，其值随时间变化而变化。

3、偶然作用：结构在使用期间不一定出现，一旦出现，则其值很大且持续时间很短的作用。

荷载标准值：是指建筑结构在正常使用情况下可能出现的最大荷载值，是结构设计是时采用的荷载基本代表值。（荷载设计值大于标准值）

荷载设计值等于荷载分项系数乘以荷载标准值：

永久荷载设计值G=γGGK，一般情况下，永久荷载分项系数γG=1.2。

可变荷载设计值Q=γQQK，一般情况下，可变荷载分项系数γQ=1.4。

风荷载标准值ωk=βzμsμzω0（了解）

混凝土的轴心抗压强度设计值：ƒc=ƒck/γc

钢筋的强度设计值：ƒs=ƒsk/γs

ƒck，ƒsk——分别为混凝土的轴心抗压强度标准值和钢筋的强度标准值。

γc，γs——分别为混凝土和钢筋材料分项系数，γc=1.4，γs=1.1～1.2。

承载能力极限状态：结构或结构构件达到最大承载力、出现疲劳破坏或因结构局部破坏而引发的连续倒塌而不适于继续承载，称为承载能力极限状态。

正常使用极限状态：结构或构件达到正常使用（如结构构件的变形、裂缝）或耐久性能的某项规定限值得状态，以致无法正常使用，称为正常使用极限状态。

第三章：

适筋受弯构件正截面工作的三个阶段：

1、第Ⅰ阶段——截面开裂前阶段。

2、第Ⅱ阶段——从截面开裂到受拉区纵筋开始屈服的阶段。

3、第Ⅲ阶段——破坏阶段。

梁正截面的破坏形式可以分为以下三种类型：

1、适筋破坏：当梁的配筋率比较适中时，发生适筋破坏。特点是受拉区纵向受力钢筋首先屈服，然后受压区混凝土被压碎。

2、超筋破坏：当梁的配筋率太大时，发生超筋破坏。特点是破坏时受压区混凝土被压碎而受拉区纵向受力钢筋却没有达到屈服。

3、少筋破坏：当梁的配筋率太小时，发生少筋破坏，特点是一裂即坏。

双筋矩形截面受弯构件主要应用于以下几种情况：

1、截面承受的弯矩设计值很大，超过了单筋矩形截面适筋梁所能承担的最大弯矩，而构件的截面尺寸及混凝土强度等级又都受到而不能增大和提高。

2、结构或构件承受某种交变的作用（如地震作用和风荷载），使构件同一截面上的弯矩可能发生变号。

3、因某种原因在构件截面的受压区已经布置了一定数量的受力钢筋（如框架梁和连续梁的支座截面）。

剪跨比λ：就是截面所承受的弯矩与剪力二者的相对值，是一个无量纲参数。

梁沿斜截面剪切破坏的主要形式及其特点（必考）：

1、斜拉破坏：沿斜裂缝上、下突然拉裂。

2、剪压破坏：剪压区压碎。

3、斜压破坏：支座处形成斜向短柱压坏。

防止发生斜拉、斜压和剪压破坏，通常在设计中分别采用以下措施：

1、箍筋不能过少，应使配箍筋率不少于最小配箍率以防止斜拉破坏，这与正截面设计时应使ρ≥ρmin是相似的。

2、截面尺寸不能过小，应满足截面条件的要求，以防止斜压破坏，否则，即使腹筋配置很多，也不能发挥其强度，这与正截面设计时应使ρ≤ρmax也是相似的。

3、对于常遇的剪压破坏，则应通过计算，确定其腹筋配置。

箍筋的形式有封闭式和开口式两种，箍筋肢数有单肢、双肢和四肢等

第四章：

    受压构件是指承受轴向压力为主的构件。受压构件可分为轴心受压构件和偏心受压构件。当轴向压力N的作用线与构件截面形心轴线重合时，为轴心受压构件；如果不重合，则为偏心受压构件。偏心受压构件又可分为单向偏心受压构件和双向偏心受压构件。

l0/b越大，φ值越小，构件的承载力降低越多，材料的强度不能充分利用。

偏心受压构件的破坏形态：1、受拉破坏。2、受压破坏。3、界限破坏。

受拉破坏的特征：远离轴向压力一侧的受拉钢筋As的应力首先达到屈服强度，然后受压钢筋AS'的应力达到屈服强度，最后由受压区混凝土压碎而导致构件破坏。

第五章：

受拉构件可分为轴心受拉构件和偏心受拉构件。

第六章：

混凝土楼盖按施工方法可分为现浇整体式、装配式和装配整体式三种类型。

按结构类型分为肋梁楼盖（分为单向板和双向板）、井式楼盖、密肋楼盖和无梁楼盖形式。

确定截面最不利活荷载布置的原则：

1、求某跨跨中最大正弯矩时，应在该跨布置活荷载，然后向其左右每隔一跨布置活荷载。

2、求某跨跨中最大负弯矩（即最小弯矩）时，该跨应不布置活荷载，而在两相邻跨布置活荷载，然后每隔一跨布置。

3、求某支座最大负弯矩时，应在该支座左右两跨布置活荷载，然后每隔一跨布置。

4、求某支座截面最大剪力时，其活荷载布置与求该支座最大负弯矩时的布置相同。

塑性铰：由于钢筋和混凝土材料所具有的的塑性性能，使构件截面在弯矩作用下产生塑性转动，塑性铰的形成是结构破坏阶段内力重分布的主要原因。

特点：

1、塑性铰能承受、传递相当于截面屈服时的弯矩，理想铰只能沿弯矩作用方向作有限的转动，不能传递弯矩。

2、塑性铰发生不是集中于一点，在一段局部变形很大的区域，理想铰集中于一点。

3、塑性铰转动能力有一定的。

第七章：

混凝土单层厂房的结构形式主要有排架结构和刚架结构两种。

单层厂房排架结构通常由屋盖结构、柱子、吊车梁、支撑、基础、围护结构等部分组成并相互连接成整体。

变形缝包括伸缩缝、沉降缝和防震缝。

第八章：

应用于高层建筑的框架结构体系可分为横向框架结构承重、纵向框架承重及纵横方向框架共同承重等布置形式。

剪力墙结构体系：它是利用建筑物的墙体作为竖向承重和抵抗侧力的结构。

特点：墙体截面面积大，抗震性能好，适宜于建筑高层建筑，在10～50层范围内使用。

框架的形式：现浇框架、预制框架、现浇预制框架

对分层法作如下假定：

1、多层多跨框架在竖向荷载作用下，节点的侧移极小而可以忽略不计。

2、每层梁上的荷载对其他各层梁的影响忽略不计。

反弯点法基本假定：

1、在进行各柱间剪力分配时，认为梁与柱的线刚度之比为无限大。

2、在确定各柱的反弯点位置时，认为除底层柱以外的其余各层柱受力后上、下两端的转角相等。

3、梁端弯矩可由节点平衡条件（对于中间节点，尚须考虑梁的变形协调条件）求出。

考题：

问答题：

1、钢筋与混凝土共同工作的基础条件是什么？

答：1、钢筋与混凝土之间有良好的粘结力。

    2、钢筋和混凝土具有基本相同的温度线膨胀系数。

    3、混凝土包裹着钢筋，起着保护钢筋免遭锈蚀的作用，加强了结构的耐久性。

    4、钢筋在混凝土中有可靠的锚固。

2、根据纵筋配筋率不同，简述钢筋混凝土梁受弯破坏的三种形式及其破坏特点?

答：1、适筋破坏：当梁的配筋率比较适中时，发生适筋破坏。特点是受拉区纵向受力钢筋首先屈服，然后受压区混凝土被压碎。

    2、超筋破坏：当梁的配筋率太大时，发生超筋破坏。特点是破坏时受压区混凝土被压碎而受拉区纵向受力钢筋却没有达到屈服。

3、少筋破坏：当梁的配筋率太小时，发生少筋破坏，特点是一裂即坏。

3、简述混凝土立方体抗压强度。

答：立方体抗压强度标准值是指按照标准方法制作的边长为150mm的立方体试件，在温度为(20±3)℃、相对湿度在90%以上的潮湿空气中养护28d或按设计规定，用标准试验方法测得的具有95%保证率的抗压强度值。

4、判别大、小偏心受压破坏的条件是什么？大、小偏心受压的破坏特征分别是什么？

答：判别条件：ξ≤ξb，截面为大偏心受压破坏；ξ＞ξb，截面为小偏心受压破坏。

    破坏特征：

大偏心受压破坏：破坏始自于远端钢筋的受拉屈服，然后近端混凝土受压破坏；

小偏心受压破坏：构件破坏时，混凝土受压破坏，但远端的钢筋并未屈服。

计算题：

1、已知某钢筋混凝土单筋梁，处于一类环境，其截面尺寸b×h＝250 mm×500mm，承受弯矩设计值M＝88.13kN·m，采用C20 混凝土和HRB335 级钢筋。试计算受拉钢筋截面积As。

2、某轴心受压柱，轴力设计值N=2400kN，计算高度为H=6.2m，混凝土C25，纵筋采用HRB400级钢筋,柱截面尺寸450 mm×450mm，试求柱截面尺寸，并配置受力钢筋。

解：初步估算截面尺寸

由附表1-2查得C25混凝土的fc=11.9N/mm2，由附表2-3查得HRB400钢筋的f'y=360N/mm2。取＝1.0，’＝1%，则有

若采用方柱，h=b=√A=414.78mm，取b×h=450mm×450mm，l0/b=6.2/0.45=13.78，查表3-1得＝0.923，则有

查附表11-1，选用8 16的纵向钢筋（A's=1608mm2）。

配筋合适。