建筑结构期末复习.docx

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建筑结构期末复习

建筑结构复习

1、建筑结构基本类型

按材料划分：

钢筋混凝土，钢结构，砌体结构，木结构，索结构和薄膜结构，玻璃钢结构等

按主体结构形式划分：

墙体结构，框架结构，深梁结构，筒体结构，拱结构，网架结构，空间薄壁结构，索结构等

按体型划分：

单层结构，多层结构，高层结构，大跨结构，还有复杂体型结构

2、力学主线

通过结构形式的改变将弯矩转变成构件截面轴拉力或轴压力

3、荷载有哪些类型

永久作用力（恒荷）：

其值不随时间变化，或其变化与平均值相比可忽略不计。

主要包括结构及附属物的自重。

可变作用力：

其值变化与平均值相比不可忽略，包括屋面、楼面活荷载、风荷载、雪荷载等。

偶然作用力：

不一定出现，但出现则破坏力巨大且持续时间较短，如地震作用，物体的撞击作用等。

4、工况

变形：

以竖向（恒荷载和活荷载引起）和水平（风和地震引起）为主，也包括角位移

荷载工况：

结构多数情况下是处于多种荷载的共同作用下，如恒荷载+活荷载，恒荷载+活荷载+风荷载等，这些组合代表的是结构可能的承受的荷载的状况，故称“荷载工况”

荷载工况组合：

各种荷载情况的组合

内力组合：

与荷载工况一一对应的结构的内力状况

5、风荷载

风荷载：

作用于建筑表面上的风压力或风吸力

主要的影响因素：

结构动力特性（风敏感性）风速建筑物体型地面粗糙度及高度变化

6、地震荷载

地震作用于结构上的惯性力

m,建筑物计算质点的质量

Sa该质点的加速度反应最大绝对值

aE,地面加速度

g,重力加速度

Geq,质点的重力荷载

α1,地震作用和总重力荷载之比

地震作用标准值FEk和以下四个因素有关：

1.建筑物总重力荷载

2.建筑物所在地区的基本烈度

3.建筑物本身的动力特性，主要与自振周期T1有关，T1越大，则Sa愈小

4.所在地区的场地土类别，场地土愈硬，则Sa愈小

7、横截面上正应力和剪应力的分布，与剪力墙布置的关系

剪力墙放在结构平面中心位置效果最好最能使上力

因为剪应力在这个位置最大

8、塑性承载力和弹性承载力计算的概念和区别P58

塑性承载力：

截面每一个位置都屈服则失效

弹性承载力：

截面任意一个位置屈服则失效

一般情况下塑性承载力大于弹性承载力

9、倾覆的概念

倾覆属于承载能力极限状态的问题（区别于正常使用极限状态）

倾覆：

结构构件未达到承载能力极限状态而结构整体发生倾倒

分为：

整体倾覆和局部倾覆

倾覆计算采用的荷载及材料强度值类型标准值

10、列举结构主要的变形控制指标

沉降量，差异沉降量，倾斜量，裂缝宽度

11、地基、基础的概念

地基：

受建筑结构影响的那一部分地层

地基分为土基（由地表的土层组成）和岩基（由露出地表或埋藏很浅的岩石层组成）

基础：

建筑物向地基传递荷载的下部结构

12、建筑物基底设计要点：

⑴建筑物地基宜埋置在砂土或粘性土上，埋置深度至少在土的冰冻线以下（北京地区为地面以下1000mm）

⑵建筑物通过基础将全部重力荷载和其他作用力传给地基。

基础底面承受均匀或不均匀压力，但不能承受拉力。

地基承载力的标准值fk一般可按100~200kN/㎡考虑；设计时，地基承载力设计值还要将此值乘以大于1的基础埋深和基础宽度的修正系数（约1.2）

⑶在进行建筑物地基设计的同时，要进行建筑结构的基础设计

⑷建筑物允许有沉降，但不允许有过大的不均匀沉降。

一般建筑物在设计时不必计算沉降。

一般说来，建筑物较小的最终沉降量在100mm以内，较大的沉降量可达1000~2000mm。

沉降量的绝对值越大，发生过大不均匀沉降的可能性也越大

13、荷载的标准值、设计值，材料强度的标准值和设计值；分别用于那些计算场合

在实际设计中，刚度和变形计算采用荷载与材料强度的标准值，而不是设计值。

荷载与材料强度的标准值与设计值的大小关系：

荷载：

标准值<设计值（乘以大于1的系数）

材料：

标准值>设计值（除以大于1的系数）

14、分类

结构基本分类：

水平分体系，竖向分体系，基础体系，兼有两个方向承重的体系。

这样仅是一个基本的、概括的分类。

每一种体系的结构形式：

都有很多。

结构形式多样性。

水平分体系：

有梁-板体系（平板楼盖,主次梁楼盖,双向板楼盖交叉梁楼盖,密肋楼盖），桁网架结构（平面桁架,网架,网壳,索膜体系）。

竖向分体系：

有框架体系（钢框架,钢筋混凝土框架），墙体系（砖墙,钢筋混凝土剪力墙体，筒体系等。

基础体系：

单独基础，条形基础，筏板基础，箱形基础，桩基础等

15、荷载标准值设计值

荷载设计值是标准值为了安全起见或人为或科学的安全放大

上部结构设计中

采用标准值的：

变形（挠度或刚度）计算裂缝计算

采用设计值的：

强度、内力、配筋等计算

基础结构设计中：

采用标准值的：

地基承载力计算（确定基础底面积以及埋深）地基变形计算（建筑物沉降）稳定性验算（土压力滑坡推力地基以及斜坡的稳定性）

采用设计值的：

基础结构承载力计算（基础或承台高度、结构截面、结构内力、配筋以及材料强度验算）

特别指出：

基础一般底面积计算对应采用标准值，标准值为荷载设计值除以一个系数，过去旧规范时一般取为1.25；而对于新规范，民用建筑的柱、基础等构件，转换系数宜取1.26~1.31（以恒荷载占到总荷载的比例为标准）

荷载和材料强度的标准值是通过试验取得统计数据后，根据其概率分布，并结合工程经验，取其中的某一分位值（不一定是最大值）确定的，设计值是在标准值的基础上乘以一个分项系数确定的

荷载的设计值等于荷载的标准值乘荷载分项系数

这在荷载规范中已有明确规定，永久荷载的分项系数为1.2或1.35；可变荷载为1.4或1.3；

材料强度的设计值等于材料强度的标准值乘材料强度的分项系数。

在现行各结构设计规范中虽没有给出材料强度的分项系数，而是直接给出了材料强度的设计值，材料强度的分项系数一般都小于1。

各种分项系数在某种意义上可以理解为是一种安全系数。

16、单向板双向板

L2/L1≥2，按单向板设计；主要传力方向是短边方向。

L2/L1＜2，按双向板设计。

向两个方向传力。

17、梁

a.梁的形式：

—按支承形式：

简支梁，伸臂梁，连续梁，交叉梁等，分为正交正放，正交斜放，三向交叉等；

—按形状：

直梁，斜梁，曲梁等

—按材料：

钢筋混凝土梁使用最多，钢梁使用次之

b.受力情况：

有受弯，受剪，和受扭

条件：

与受力是否在梁纵向轴平面内有关

18、决定梁的截面刚度的主要因素

梁高梁宽梁材料

19、同样跨度和荷载时弯矩比较

悬臂梁＞简支梁＞连续梁

20、画图说明平面框架的组成

21、框架结构中横梁承受的弯矩均为正弯矩吗

跨中是正弯矩边上是负弯矩

22、交叉梁需要区分主次梁吗

不需要

23、板梁体系的主要形式（即楼盖结构的主要形式）

平板楼盖，主次梁楼盖，板梁楼盖

梁式屋盖，拱式屋盖，框架式屋盖

24、桁架、网架体系

包括：

大跨房屋结构（或空间结构）。

类型有：

平面结构，网架结构，网壳结构，索结构，膜结构等众多内容。

分为两种情况：

平面屋架（平面桁架或平面结构），

空间结构

受力特点：

构件只承受拉压力，而没有弯矩，剪力和扭矩

25、空间结构主要形式

桁架网架平面结构拱壳结构索膜结构

26、网架结构的网格数量计算

不超过3m*3m

跨度小于30m：

为1/8~1/1230~60m时:

为1/10~1/16大于60m：

为1/12~1/20

27、网架下弦受力以受拉为主桁架也一样

28、网架结构网格常见形式

（1）平面桁架系组成的网架结构

主要有：

两向正交正放网架、两向斜交斜放网架、两向正交斜放网架、三向网架等形式

（2）四角锥体组成的网架结构。

主要有：

正放四角锥网架、斜放四角锥网架、正放抽空四角锥网架、棋盘形四角锥网架、星型四角锥网架、单项折线形网架等形式

（3）三角锥组成的网架结构。

主要有：

三角锥网架、抽空三角锥网架（分Ⅰ型和Ⅱ型）、蜂窝形三角锥网架等型式。

（4）六角锥体组成的网架结构。

主要形式有：

正六角锥网架。

29、节点形式

1）按节点在网架中的位置可分为：

中间节点和支座节点。

2）按节点的连接方式可分为：

焊接连接节点、高强螺栓连接节点、焊接和高强螺栓混合连接节点。

3）按节点的构造形式可分为：

焊接空心球节点；螺栓球节点；焊接钢板节点；焊接钢管节点；杆件直接汇交节点。

30、球面网壳的短程线网格划分形式

球面网壳是常见及重要的网壳形式,其划分方法有:

1）放射或螺旋形

2）三个方向的大圆

3）短程线

4）双向网格

31、索穹顶的构成原理及受力的特点

32、组合结构

同一截面或各杆件由两种或两种以上材料制作的结构称组合结构。

具体而言，包括两种结构：

1．钢与混凝土组合结构；2．组合砌体结构。

33、框架结构共有哪几种形式

整体现浇式、装配式、装配整体式

门式框架结构排架结构

34、框架平面布置应注意的问题

a.柱网的布置应该是规律的。

这样的结构对于计算分析和结构施工有利；

b.首先需要认清结构的主要受力方向。

主框架的平面应该尽量和建筑物的主要受力方向一致；

c.布置主要方向的梁系时，要同时兼顾非主要受力方向的梁系的布置；也应该是呈有规律的变化；

d.框架的跨度一般取主梁的合理跨度（6～12m），框架间距一般取次梁的合理跨度（4～6m），框架的层高一般取建筑物的合理层高（3～5m）。

35、砌体和钢筋混凝土的墙体厚度的范围

框架结构的墙体（除了砼剪力墙外），其它均为填充墙。

填充墙的墙体有多种类型（轻质板块墙体、砌块墙体等）厚度一般从100~300不等

36、圈梁和构造柱的概念和作用及构造要求

圈梁-沿墙体布置的钢筋混凝土卧梁，按构造而不需要计算设置。

有兼过梁的情况。

作用：

增加整体刚性，抵抗不均匀沉降。

设置位置：

屋盖处，楼盖处，地基不好处，主要沿纵墙设置，内横墙10-15m设一道。

每层圈梁必须封闭。

构造柱：

作用：

抗震，加强纵横墙的联系；

设置位置：

外墙四角，墙体的其它转角，沿整个结构高度贯通。

并与圈梁组成整体框架。

圈梁和构造柱均因为构造原因而设置。

37、剪力墙的墙厚计算

按一级抗震设计时不应小于楼层高度的1/20，且≮160mm。

对二、三级抗震设计时不应小于楼层高度的1/25，且≮140mm。

最常见的剪力墙厚度是200mm。

39、剪力墙的布置原则P133

1）沿结构主轴方向布置剪力墙。

矩形、T形、L形可沿两个方向布置主轴；三角形、Y形平面时可以沿三个主轴布置；圆形平面可以按照径向布置；纵横向剪力墙应布置为T形、L形或口形；

2）内、外墙均应对直拉通；

3）剪力墙结构平面形状应该力求简单、规则，使质量重心和刚度中心尽量重合；

4）避免刚度沿高度的突变，墙体应贯穿全高，厚度宜逐渐减薄；

5）底层大空间采用框支剪力墙，但同时应保证一定数量的剪力墙落地；

6）矩形平面落地横向剪力墙数量占全部剪力墙数量之比：

抗震：

不少于50%，非抗震：

不小于30%；

7）落地剪力墙间距：

非抗震L≤3B，L≤36m（B为楼面宽度）

抗震L≤2B，L≤24m（8度抗震设防）

抗震L≤2.5B，L≤30m（6,7度抗震设防）

8）框支剪力墙的开洞特殊要求。

40、剪力墙按照开洞大小有哪些分类

1）整体墙；

2）小开口整体墙；

3）联肢墙；

4）壁式框架；

5）独立墙肢。

41、钢结构的筒体结构是如何组成的

42、剪力墙在结构中主要起什么作用

在承受纵向荷载的同时，也增强建筑物抗剪能力。

43、主要竖向结构的抗侧移能力的差异

44、砖墙模数

45、变形缝

变形缝是伸缩缝、沉降缝和防震缝的总称。

根据北京南禾变形缝科学研究院建筑物在外界因素作用下常会产生变形，导致开裂甚至破坏。

变形缝是针对这种情况而预留的构造缝。

布置基本原则

伸缩缝：

如现浇框架结构房屋两伸缩缝距离不得大于55M等

沉降缝：

除了地基持力层的影响外，因素较多

防震缝：

规则的是相邻两独立房屋之间的距离宽度。

相邻两独立结构侧向刚度不同、高差、错层等情况。

设置原因：

伸缩缝：

避免热胀冷缩

抗震缝：

使结构受力可控

沉降缝：

地基沉降不均匀所以要

上部结构关系：

伸缩缝：

不断开

抗震缝：

不断开

沉降缝：

断开

46、浅埋基础按照平面布置的形式分为哪几个类型

单独基础箱形基础钢板基础

47、简单基础底面积的估算

48、桩基础按照受力及施工方法分有哪些形式

1．预制桩——在工厂或施工现场制作，而后用锤击打入、振动沉入、静力压入、水冲送入或旋入等方式沉桩

2．灌注桩——直接在设计桩位地基上用钻、冲、挖成孔，然后在孔内灌注混凝土

49、相邻建筑物之间的间隔概念及影响因素

考虑沉降

50、桩基础和上部结构之间靠承台传力

51、混凝土和钢筋为什么能共同工作？

7个实验P151第四章PPT

（1）粘结力使得二者协调变形，相互作用，共同受力；

（2）钢筋和混凝土的线膨胀系数接近，当所处环境温度变化时，它们之间不会因产生相对变形使粘结力遭到破坏；

（3）混凝土裹住钢筋，使钢筋不容易生锈，因而增加整个结构的耐久性。

52、解释相对受压区高度

；相对界限受压区高度

？

受弯计算中它起什么作用？

相对界限受压区高度ξb是适筋构件与超筋构件相对受压区高度的界限值，它需要根据截面平面变形等假定求出。

界限相对受压区高度：

受拉钢筋和受压区混凝土同时达到其强度设计值时的混凝土受压区高度与截面有效高度的比值

判断是否超筋，ξ=ξb是界限值，当ξ=ξb时，ρ=ρb为适筋与超筋的临界值。

ρ<ρb为适筋，ρ>ρb为超筋。

53、钢筋混凝土受弯构件最小配筋率

主要起什么作用

不要少筋

54、混凝土的主要强度指标有哪些？

分别用什么符号表示？

C20－一般用于现场浇筑的钢筋混凝土构件；

C30－一般用于现场浇筑的柱和预制构件；

C40－一般用于预应力钢筋混凝土构件。

55、钢筋的类型有哪些？

分别用什么符号表示。

分为I级，II级，III级钢筋。

I级钢筋为光圆钢筋与混凝土的粘结强度低，常用的直径有Φ6，Φ8，Φ10，Φ12。

56、箍筋主要起什么作用？

主要作用为防止产生斜截面破坏。

1）箍筋和斜裂缝间混凝土块体一起共同抵抗由荷载产生的剪力；

2）箍筋均匀分布在梁表面，能有效控制斜裂缝宽度；

3）箍筋兜住纵向受力钢筋,箍筋和纵向受力钢筋形成钢筋骨架，有利于施工中固定钢筋，还箍住混凝土，发挥混凝土的作用；

4）箍筋提高了纵向钢筋与混凝土的粘结作用。

对梁的受弯起综合而多方面的作用。

5）箍筋可以防止纵向受压钢筋的侧向压屈。

57、结构设计中构造的概念是什么？

计算和构造哪个更重要？

配件和钢筋靠计算得到一样重要

58、钢筋混凝土受弯构件的几种可能的破坏情况

1、适筋梁

适筋梁的配筋率在正常范围内，其破坏过程可分为三个阶段：

第一阶段（裂缝出现前阶段）、第二阶段（带裂缝工作阶段）、第三阶段（破坏阶段）。

适筋梁的破坏不是突然发生的，破坏前有明显的裂缝和挠度，这种破坏称为塑性破坏。

适筋梁的钢筋和混凝土的强度均能充分发挥作用，且破坏前有明显的预兆，故在正截面强度计算时，应控制钢筋的用量，将梁设计成适筋梁。

2、超筋梁

梁内纵向受拉钢筋配置过多，在受拉钢筋屈服之前，受压区的混凝土已经被压碎，

破坏时受压区边缘混凝土达到极限压应变，梁的截面破坏，这种破坏称为超筋破坏。

由于破坏时受拉钢筋应力远小于屈服强度，所以裂缝延伸不高，裂缝宽度不大，梁破坏前的挠度也很小，破坏很突然，没有预兆，这种破坏称为脆性破坏。

超筋梁不仅破坏突然，而且用钢量大，既不安全又不经济，设计时不允许采用超筋梁。

3、少筋梁

梁内纵向受拉钢筋配置过少，加载初期，拉力初期钢筋与混凝土共同承担。

当受拉区出现第一条裂缝后，混凝土退出工作，拉力几乎全部由钢筋承担，受拉钢筋越少，钢筋应力增加也越多。

如果纵向受拉钢筋数量太少，使裂缝处纵向受拉钢筋应力很快达到钢筋的屈服强度，甚至被拉断，而这时受压区混凝土尚末被压碎，这种破坏称为少筋百破坏。

少筋梁破坏时，裂缝宽度和挠度都很大，破坏突然，这种破坏也称为脆性破坏。

少筋梁截面尺寸一般都比较大，受压区混凝土的强度没有充分利用，既不安全又不经济，设计时不允许采用少筋

59、强度和变形，分别对应什么极限状态

强度问题：

抗弯，抗剪承载力；（承载能力极限状态）

变形问题：

挠度。

（正常使用极限状态）

60、板的抗弯计算

抗弯模量W=bh^2/6，强度应保证弯矩M/W小于许用应力

61、板配筋的表达形式

Φ8@200

62、钢筋混凝土高层的高宽比限值起什么作用（最大适用高度）

抗倾覆。

高层建筑中控制侧向位移常常成为结构设计的主要控制因素.而且随着高度增加,倾覆力矩也相应迅速增大.因此,高层建筑的高宽比不宜过大.一般将高宽比控制在5～6以下,是指建筑物地面到檐口高度,是指建筑物平面的短方向总宽.当设防烈度在8度以上时,限制应更严格一些.

63、几种构件（梁、板、柱、剪力墙）截面尺寸的确定方法

1、柱 

柱的最小边的尺寸为300mm，但工程中一般框架柱截面高、宽均不小于400mm。

二、粱 

1）框架粱 

梁宽一般取250mm300mm350mm

梁高一般取跨度的1/10~1/13

2）次梁

宽度为200mm250mm

梁高取跨度的1/10~1/14

3）悬挑梁

一般取悬臂长的1/4~1/6

常用梁高250300…750、800、900、1000

常用梁宽120150180200220250300以50的模数递增

3、板

在一般荷载下，板厚度取板跨的1/36-1/45左右，但不小于100mm（个别房间也不应小于80mm）。

64、双筋截面的概念及使用场合

双筋截面采用的原因--当矩形截面承受的弯矩很大，单筋截面不能满足承载力要求，而由于空间等的限制而不能加大梁高，这时就需要采用双筋截面—截面的受拉和受压区都配置受力钢筋

65、T型截面的由来，T型截面的翼缘宽度和翼缘高度的概念

1）由来：

T形截面是为了减少混凝土的用量，减轻结构重量，如图。

另外现浇梁板实际也是T形截面；

2）T形截面的类型；

3）T形截面的几个尺寸：

腹板，翼缘，翼缘宽度，翼缘高度，计算翼缘宽度。

66、为什么板在均布荷载作用不需要计算抗剪