建筑结构技术要求............................................................................................................. 1 1. 荷载的分类 ................................................................................................................. 4 1.1. 按随时间的变异分类 .......................................................................................... 4 1.1.1. 永久作用(永久荷载或恒载):在设计基准期内,其值随时间变化;或其变化可以忽略不计。如结构自重、土压力、预加应力、混凝土收缩、基础沉降、焊接变形等。................................................................................................. 4 1.1.2. 可变作用(可变荷载或活荷载):在设计基准期内,其值随时间变化。如安装荷载、屋面与楼面活荷载、雪荷载、风荷载、吊车荷载、积灰荷载等。 4
1.1.3. 偶然作用(偶然荷载、特殊荷载):在设计基准期内可能出现,也可能不出现,而一旦出现其值很大,且持续时间较短。例如爆炸力、撞击力、雪崩、严重腐蚀、地震、台风等。............................................................................. 4 1.2. 按结构的反应分类 .............................................................................................. 4 1.2.1. 静荷载:不使结构或结构构件产生加速度或产生的加速度可以忽略不计,如结构自重、住宅与办公楼的楼面活荷载、雪荷载等................................. 4 1.2.2. 动荷载:使结构或者结构构件产生不可忽略的加速度,例如地震、吊车设备震动、高空坠物冲击作用。......................................................................... 4 1.3. 按荷载作用面大小分类 ...................................................................................... 4 1.3.1. 均布面荷载Q:建筑物楼面或者墙面上分布的荷载,如铺设的地板/砖、花岗石、大理石面层等重量引起的荷载,都属于均布面荷载。................. 4 1.3.2. 线荷载:建筑物原有的楼面或屋面上的各种荷载传到梁上或条形基础上时,可简单的化为单位长度上的分布荷载,称为线荷载q。 ......................... 4 1.3.3. 集中荷载:在建筑物原有的楼面或者屋面上放置或悬挂较重物品(如洗衣机、冰箱、空调、吊灯等)时,其作用面积很小,可简化为作用于某一点的集中荷载。............................................................................................................. 4 1.4. 按荷载作用方向分类 .......................................................................................... 5 1.4.1. 垂直荷载:如结构自重,雪荷载等........................................................... 5 1.4.2. 水平荷载:如风荷载,水平地震作用等。 ................................................. 5 1.5. 建筑结构设计时不同荷载采用的代表值 .......................................................... 5 1.5.1. 对永久荷载应采用标准值作为代表值;对可变荷载应根据设计要求采用标准值、组合值、频遇值或永久值作为代表值;对偶然荷载应按建筑结构使用特点确定其代表值。确定可变荷载代表值时应采用50年设计基准期。 ...... 5 2. 平面力系的平衡条件极其应用................................................................................. 5 2.1. 平面力系的平衡条件 .......................................................................................... 5 2.1.1. 平衡条件是ΣX=0,ΣY=0和ΣM=0。 .......................................................... 5 2.2. 利用平衡条件求未知力 ...................................................................................... 5 2.2.1. 利用隔离体法求未知力............................................................................... 5 2.3. 结构的计算简化 .................................................................................................. 5
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2.3.1. 杆件的简化:杆件可以用轴线来表示....................................................... 5 2.3.2. 节点的简化................................................................................................... 5 2.3.3. 支座的简化................................................................................................... 5 2.4. 杆件的受力与稳定 .............................................................................................. 6 2.4.1. 杆件的受力形式:结构杆件的基本受力形式按其变形特点可归纳为以下五种:拉伸、压缩、弯曲、剪切和扭转。实际结构中的构件往往是几种受力形式的组合,如梁承受弯矩与剪力、柱子受到压力与弯矩等。......................... 6 2.4.2. 材料强度的基本概念:有抗拉强度、抗压强度、抗剪强度等、........... 6 2.4.3. 杆件稳定的基本概念:细长的压杆,承受轴向压力P,当压力P增加到P1j时,压杆突然弯曲,失去了稳定,P1j称为临界力。临界力越大,压杆的稳定性就越好......................................................................................................... 6 3. 房屋结构的安全性、适用性及耐久性要求............................................................. 6 3.1. 结构的功能要求与极限状态 .............................................................................. 6 3.1.1. 安全性:结构应能承受可能出现的各种荷载作用和变形而不发生破坏;在偶然事件发生后,结构仍能保持必要的稳定性。..................................... 6 3.1.2. 适用性:在正常使用时,结构应具有良好的工作性能。如吊车梁变形过大使吊车无法正常运行,水池出现裂缝便不能蓄水等,都能影响正常使用,需要对变形、裂缝等进行必要的控制。................................................................. 6 3.1.3. 耐久性:在正常维护条件下,结构应在预计的使用年限内满足各项功能使用要求,也即应具有足够的耐久性。例如,不致因混凝土的老化、腐蚀或钢筋的锈蚀等而影响结构的使用寿命。................................................................. 7 3.2. 结构的安全性要求 .............................................................................................. 7 3.2.1. 建筑结构的安全等级................................................................................... 7 3.2.2. 建筑装饰装修荷载变动对建筑结构安全性的影响................................... 7 3.3. 结构的适用性要求 .............................................................................................. 7 3.3.1. 杆件刚度与梁的位移计算........................................................................... 7 3.3.2. 混凝土结构的裂缝控制............................................................................... 7 3.4. 结构的耐久性要求 .............................................................................................. 8 3.4.1. 指结构在规定的工作环境中,在预期的使用年限内, 在正常维护条件下不需进行大修就能完成预定的能力。................................................................. 8 3.4.2. 混凝土结构的环境类别............................................................................... 8 3.4.3. 混凝土结构耐久性的要求........................................................................... 8 3.5. 既有建筑的可靠评定 .......................................................................................... 8 3.5.1. 既有结构需要进行可靠性评定的情况....................................................... 8 3.5.2. 评定步骤....................................................................................................... 9 3.5.3. 安全性评定................................................................................................... 9 3.5.4. 适用性评定................................................................................................... 9 3.5.5. 耐久性评定................................................................................................... 9 3.5.6. 抗灾害能力评定........................................................................................... 9 4. 钢筋混凝土梁、板、柱的特点及配筋要求........................................................... 10
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4.1. 钢筋混凝土上结构的优点:就地取材;耐久性好;整体性好;可模型好;耐火性好。 钢筋和混凝土缺点主要是自重大,抗裂性能差,现浇结构模板用量大、工期长。............................................................................................................... 10 4.2. 钢筋混凝土梁的受力特点及配筋要求 ............................................................ 10 4.2.1. 钢筋混凝土梁的受力特点(梁和板为典型的受弯构件)..................... 10 4.2.2. 钢筋混凝土梁的配筋要求(梁中一般配制下面几种钢筋:总向受力钢筋、箍筋、弯起钢筋、架立钢筋 、纵向构造筋。 .............................................. 10 4.3. 钢筋混凝土板的受力特点及配筋要求 ............................................................ 11 4.3.1. 钢筋混凝土板的受力特点(钢筋混凝土板是房屋建筑中典型的受弯构件) 11
4.3.2. 钢筋混凝土板的配筋要求......................................................................... 11 4.3.3. 板的钢筋混凝土保护层............................................................................. 11 4.4. 钢筋混凝土柱的受力特点及配筋要求(钢筋混凝土柱是建筑工程中常见的受压构件。)............................................................................................................... 12 4.4.1. 柱中纵向钢筋的配置要求: 1.纵向受力钢筋直径不小于12mm;全部纵向钢筋的配筋率不大于百分之五; 2.柱中纵向受力钢筋的静间距不应小于50mm,且不宜大于300mm; 3.网柱中纵向受力钢筋不宜少于8根,不应少于6根;且宜沿周边均匀布置。 ............................................................................... 12 4.4.2. 柱中的箍筋配置要求: 1.箍筋直径不应小于d/4,且不应小于6mm(d为纵向受力钢筋的最大直径) 2.柱及其他受压构件中的周边箍筋应做成封闭式12 5. 砌体结构的特点及技术要求................................................................................... 12 5.1. 特点 .................................................................................................................... 12 5.1.1. 容易就地取材,比用水泥、钢筋和木材造价低..................................... 12 5.1.2. 具有良好的耐久性、良好的耐火性......................................................... 12 5.1.3. 保温隔热性能好,节能效果好................................................................. 12 5.1.4. 施工方便,工艺简单................................................................................. 12 5.1.5. 具有承重与维护双重功能......................................................................... 12 5.1.6. 自重大,抗拉、抗剪、抗弯能力低......................................................... 12 5.1.7. 抗震性能差................................................................................................. 12 5.1.8. 砌筑工程量繁重,生产效率低................................................................. 12 5.2. 技术要求 ............................................................................................................ 12 5.2.1. 预制钢筋混凝土板在混凝土圈梁上的支撑长度不应小于80mm ......... 12 5.2.2. 在砌体中埋设管道时,不应在截面长边小于500mm的承重墙体、独立柱内埋设管线....................................................................................................... 13 5.2.3. 混凝土砌块房屋,采用不低于Cb20混凝土沿全墙高灌实 .................. 13 5.2.4. 框架填充墙墙体厚度不应小于90mm,砌筑砂浆的强度等级不宜低于M5 13
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1. 荷载的分类
1.1. 按随时间的变异分类
1.1.1. 永久作用(永久荷载或恒载):在设计基准期内,其值随时间变化;或其变化可以忽略不计。如结构自重、土压力、预加应力、混凝土收缩、基础沉降、焊接变形等。
1.1.2. 可变作用(可变荷载或活荷载):在设计基准期内,其值随时间变化。如安装荷载、屋面与楼面活荷载、雪荷载、风荷载、吊车荷载、积灰荷载等。 1.1.3. 偶然作用(偶然荷载、特殊荷载):在设计基准期内可能出现,也可能不出现,而一旦出现其值很大,且持续时间较短。例如爆炸力、撞击力、雪崩、严重腐蚀、地震、台风等。 1.2. 按结构的反应分类
1.2.1. 静荷载:不使结构或结构构件产生加速度或产生的加速度可以忽略不计,如结构自重、住宅与办公楼的楼面活荷载、雪荷载等
1.2.2. 动荷载:使结构或者结构构件产生不可忽略的加速度,例如地震、吊车设备震动、高空坠物冲击作用。 1.3. 按荷载作用面大小分类
1.3.1. 均布面荷载Q:建筑物楼面或者墙面上分布的荷载,如铺设的地板/砖、花岗石、大理石面层等重量引起的荷载,都属于均布面荷载。
1.3.2. 线荷载:建筑物原有的楼面或屋面上的各种荷载传到梁上或条形基础上时,可简单的化为单位长度上的分布荷载,称为线荷载q。
1.3.3. 集中荷载:在建筑物原有的楼面或者屋面上放置或悬挂较重物品(如洗衣机、冰箱、空调、吊灯等)时,其作用面积很小,可简化为作用于某一点的集中荷载。
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1.4. 按荷载作用方向分类
1.4.1. 垂直荷载:如结构自重,雪荷载等 1.4.2. 水平荷载:如风荷载,水平地震作用等。 1.5. 建筑结构设计时不同荷载采用的代表值
1.5.1. 对永久荷载应采用标准值作为代表值;对可变荷载应根据设计要求采用标准值、组合值、频遇值或永久值作为代表值;对偶然荷载应按建筑结构使用特点确定其代表值。确定可变荷载代表值时应采用50年设计基准期。
2. 平面力系的平衡条件极其应用
2.1. 平面力系的平衡条件
2.1.1. 平衡条件是ΣX=0,ΣY=0和ΣM=0。 2.2. 利用平衡条件求未知力 2.2.1. 利用隔离体法求未知力 2.3. 结构的计算简化
2.3.1. 杆件的简化:杆件可以用轴线来表示 2.3.2. 节点的简化
铰节点:各杆可以绕节点自由转动。受力不会引起杆端产生弯矩。如木屋架的节点
刚节点:各杆不能绕节点做相对转动,受力时,由于节点能阻止杆件间发生相对转角,因此杆端有弯矩、剪力和轴力。如:现浇钢筋混凝土框架的节点。
2.3.3. 支座的简化
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对平而结构的支座一般可以简化为以下三种形式
可动铰支座:只能约束竖向运动的支座,如把梁放在柱顶上,不做任何处理。
固定铰支座:只能约束竖向和水平和运动的支座,如:把屋架放在柱顶上,并与柱顶的预埋件连接。
固定支座:能约束竖向、水平和转动的支座,如:柱子与基础完全现浇在一起,而且柱子的钢筋插入基础一定距离,那么柱子的支座就可简化为固定支座。 2.4. 杆件的受力与稳定
2.4.1. 杆件的受力形式:结构杆件的基本受力形式按其变形特点可归纳为以下五种:拉伸、压缩、弯曲、剪切和扭转。实际结构中的构件往往是几种受力形式的组合,如梁承受弯矩与剪力、柱子受到压力与弯矩等。 2.4.2. 材料强度的基本概念:有抗拉强度、抗压强度、抗剪强度等、 2.4.3. 杆件稳定的基本概念:细长的压杆,承受轴向压力P,当压力P增加到P1j时,压杆突然弯曲,失去了稳定,P1j称为临界力。临界力越大,压杆的稳定性就越好
3. 房屋结构的安全性、适用性及耐久性要求
3.1. 结构的功能要求与极限状态
3.1.1. 安全性:结构应能承受可能出现的各种荷载作用和变形而不发生破坏;在偶然事件发生后,结构仍能保持必要的稳定性。
3.1.2. 适用性:在正常使用时,结构应具有良好的工作性能。如吊车梁变形过大使吊车无法正常运行,水池出现裂缝便不能蓄水等,都能影响正常使用,需要对变形、裂缝等进行必要的控制。
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3.1.3. 耐久性:在正常维护条件下,结构应在预计的使用年限内满足各项功能使用要求,也即应具有足够的耐久性。例如,不致因混凝土的老化、腐蚀或钢筋的锈蚀等而影响结构的使用寿命。 3.2. 结构的安全性要求 3.2.1. 建筑结构的安全等级
建筑物中各类结构构件的安全等级,宜与整个结构的安全等级相同。 安全等级破坏后果建筑物类型:一级很严重重要的房屋;二级严重一般的房屋;三级不严重次要的房屋。
3.2.2. 建筑装饰装修荷载变动对建筑结构安全性的影响 装饰装修施工过程中常见的荷载变动主要有: (1)在楼面上加铺任何材料属于对楼板增加了面荷载; (2)在室内增加隔墙、封闭阳台属于增加的线荷载;
(3)在室内增加装饰用的柱子,特别是石柱,悬挂较大的吊灯,属于增加了集中荷载。 3.3. 结构的适用性要求
3.3.1. 杆件刚度与梁的位移计算 影响位移因素有: 荷载;
材料性能:与材料的弹性模量E成反比;
构件的截面:与截面的惯性矩I成反比,如矩形截面梁,其截面惯性矩 构件的跨度:与跨度1 的4次方成正比,此因素影响最大。 3.3.2. 混凝土结构的裂缝控制
裂缝控制主要针对混凝土梁(受弯构件)及受拉构件。 裂缝控制分为三个等级:
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构件不出现拉应力;构件虽有拉应力,但不超过混凝土上的抗拉强度;允许裂缝出现,但裂缝宽度不超过允许值。 3.4. 结构的耐久性要求
3.4.1. 指结构在规定的工作环境中,在预期的使用年限内, 在正常维护条件下不需进行大修就能完成预定的能力。 结构设计使用年限分类:可分为1、2、3、4级, 分别的设计使用年限为5年、25年、50年、100年。 3.4.2. 混凝土结构的环境类别
Ⅰ类,一般环境,无冻融、氯化物和其他化学腐蚀物质作用。 3.4.3. 混凝土结构耐久性的要求 混凝土最低强度等级:
结构构件的混凝土强度等级最低必须大于C25 ,预应力混凝土构件的混凝土最低强度等级不应低于C40。 保护层厚度
只需要关注一下15、25、30三个最小厚度即可。基础中纵向受力钢筋的混凝土保护层厚度不应小于40MM;当无垫层时,不应小于70MM。 3.5. 既有建筑的可靠评定
3.5.1. 既有结构需要进行可靠性评定的情况 结构的使用时间超过使用规定的年限; 结构的用途或使用要求发生改变; 结构的使用环境出现恶化; 结构存在较严重的质量缺陷;
出现影响结构安全性、适用性或耐久性的材料性能劣化、构件损伤或其他不
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利状态;
对既有结构可靠性有怀疑或有异议。 3.5.2. 评定步骤 明确评定对象; 获得相关数据和信息;
对实际结构的可靠性进行分析; 提出评定报告。 3.5.3. 安全性评定
承载力可采取下列方法进行评定: 基与结构良好状态的评定方法; 基与分项系数或安全系数的评定方法; 基与可靠指标调整抗力分项系数的评定方法; 基与荷载检验的评定方法; 其他适用的评定方法。 3.5.4. 适用性评定
适用性问题:变形、裂缝、位移、振动。
对已经存在超过使用极限状态限值的结构或构件,应提出进行处理意见;对未达到正常使用极限状态限值的结构或构件,宜进行评估使用年限内结构适用性的评定。 3.5.5. 耐久性评定
对耐久年限小于评估使用年限的结构构件,应提出适宜的维护处理建议。 3.5.6. 抗灾害能力评定
对可确定作用的地震、台风、雨雪和水灾等自然灾害,宜通过结构安全性校核评定其抗灾害能力;
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对发生在结构局部的爆炸、撞击、火灾等偶然作用,宜通过评价其减小偶然作用及作用效应的措施。
减小偶然作用及作用效应的措施包括:防爆与泄爆措施、防撞击和抗撞山措施、可燃物质的控制与消防设施等。
减小偶然作用影响范围的措施包括结构变形缝设置和防止发生次生灾害的措施等。
4. 钢筋混凝土梁、板、柱的特点及配筋要求
4.1. 钢筋混凝土上结构的优点:就地取材;耐久性好;整体性好;可模型好;耐火性好。
钢筋和混凝土缺点主要是自重大,抗裂性能差,现浇结构模板用量大、工期长。 4.2. 钢筋混凝土梁的受力特点及配筋要求
4.2.1. 钢筋混凝土梁的受力特点(梁和板为典型的受弯构件)
梁的正截面破坏:梁的正截面破坏形式与配筋率、混凝土强度等级、截面形式有关,影响最大的是配筋率。适筋破坏为塑性破坏,超筋破坏和少筋破坏为脆性破坏。
梁的斜截面破坏:在一般情况下,受弯构件既受弯矩又受剪力,剪力和弯矩共同作用引起的主拉应力将使梁产生斜裂缝。影响斜截面破坏形式的因素很多,如截面尺寸、混凝土强度等级、荷载形式、箍筋和弯起钢筋的含量等,其中影响较大的是配箍率。
4.2.2. 钢筋混凝土梁的配筋要求(梁中一般配制下面几种钢筋:总向受力钢筋、箍筋、弯起钢筋、架立钢筋 、纵向构造筋。
纵向受力钢筋:纵向受力钢筋布置在梁的受拉区,承受拉力。钢筋应采用HRB400、HPB500、HRBF400、HRBF500钢筋(螺纹钢)。
梁的纵向受力钢筋应符合下列规定:深入梁支座范围内的钢筋不应小于2
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根。梁高不小于300MM时,钢筋直径不应小于10MM;梁高小于300MM时钢筋直径不应小于8MM。在梁的配筋密集区域采用并筋的配筋形式。 当混凝土强度等级≤C25时,钢筋保护层不应小于25MM;当混凝土强度等级>C25时,钢筋保护层厚度不小于20MM。
箍筋:箍筋 主要承担剪力,箍筋直径不小于6MM,且不应小于d/4(d为纵向受压钢筋的最大直径)。
4.3. 钢筋混凝土板的受力特点及配筋要求
4.3.1. 钢筋混凝土板的受力特点(钢筋混凝土板是房屋建筑中典型的受弯构件)
单向板与双向板的受力特点:两对边支撑的板是单向板,一个方向受弯;而双向板为四边支撑,双向受弯。
连续板的受力特点:连续梁、板的受力特点是,跨中为正弯矩,支座为负弯矩。
4.3.2. 钢筋混凝土板的配筋要求
现浇钢筋混凝土上板的最小厚度:单向受力屋面板和民用建筑楼板60MM,单向受力工业建筑楼板70mm,双向板80MM,无梁楼板150MM,现浇空心楼盖200MM。
在湿度、收缩应力较大的现浇板区域,应在板的表面双向配置防裂构造钢筋,间距不大于200MM。 4.3.3. 板的钢筋混凝土保护层
当混凝土强度等级≤C25时,钢筋保护层厚度为20mm;当混凝土强度等级>C25时,钢筋保护层厚度为15mm;且不小于受力钢筋直径d。
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4.4. 钢筋混凝土柱的受力特点及配筋要求(钢筋混凝土柱是建筑工程中常见的受压构件。)
4.4.1. 柱中纵向钢筋的配置要求:
1.纵向受力钢筋直径不小于12mm;全部纵向钢筋的配筋率不大于百分之五; 2.柱中纵向受力钢筋的静间距不应小于50mm,且不宜大于300mm; 3.网柱中纵向受力钢筋不宜少于8根,不应少于6根;且宜沿周边均匀布置。 4.4.2. 柱中的箍筋配置要求:
1.箍筋直径不应小于d/4,且不应小于6mm(d为纵向受力钢筋的最大直径) 2.柱及其他受压构件中的周边箍筋应做成封闭式
5. 砌体结构的特点及技术要求
5.1. 特点
5.1.1. 容易就地取材,比用水泥、钢筋和木材造价低 5.1.2. 具有良好的耐久性、良好的耐火性 5.1.3. 保温隔热性能好,节能效果好 5.1.4. 施工方便,工艺简单 5.1.5. 具有承重与维护双重功能
5.1.6. 自重大,抗拉、抗剪、抗弯能力低 5.1.7. 抗震性能差
5.1.8. 砌筑工程量繁重,生产效率低 5.2. 技术要求
5.2.1. 预制钢筋混凝土板在混凝土圈梁上的支撑长度不应小于80mm
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5.2.2. 在砌体中埋设管道时,不应在截面长边小于500mm的承重墙体、独立柱内埋设管线
5.2.3. 混凝土砌块房屋,采用不低于Cb20混凝土沿全墙高灌实
5.2.4. 框架填充墙墙体厚度不应小于90mm,砌筑砂浆的强度等级不宜低于M5
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