一级注册结构师考试专业课辅导资料Word格式文档下载.docx
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建筑中节约土地资源，节约能源，节约水资源的研究;
改进建筑材料性能，促进建筑材料地方化，绿色化的研究;
提高建筑室内空气质量，改善建筑舒适度的研究;
对旧建筑的改造和再利用的研究等方面。
但与此同时我国地处世界上两个最活跃的地震带之间所经过的地区，是一个多地震国家。
这样就带来新的问题，即如何结合建筑抗震设防要求，通过选用相应的结构形式、建筑材料和抗震设计，适应并结合生态节能建筑的特点，形成一整套可行的，适合的，内部有机相连的生态节能体系。
这一体系对我们的建筑，尤其是住宅建筑的设计模式带来了新的挑战。
节能抗震住宅是各项成熟技术的一个综合体。
以新型抗震节能系列建筑结构体系、高效地源热泵技术（采暖、制冷、供生活热水）、太阳能利用系统等若干种行业领先、可靠、成熟的技术为支撑，并通过精心设计及自控系统协调整合，在不增加建造成本的前提下，建造可抗八级及以上地震、冬天不用燃煤供暖、夏天不用空调的节能、抗震、环保住宅。
这是高舒适、低能耗抗震住宅!
一、新型抗震节能系列建筑结构体系的特点及优势：
㈠、复合墙结构体系：
适用范围：
集承重和保温与一体，用于8层以下建筑，设防烈度为7、8、9度地区，代替砖混结构。
1.结构自重比砖混结构减轻50%、受力合理。
2.抗震性能优异（大震不倒、中震可修、小震不裂），可抵御10度地震烈度。
3.保温节能、隔音效果明显，达到国家65%的节能标准，免去外保温工序，保温措施与建筑同寿命。
4.节省大量耕地：
按1万㎡建筑省1亩地计算，每年城市新增7亿㎡建筑，若30%采用该体系，则每年省2.1亿亩土地。
5.墙体薄，增大使用面积5-10%，安全适用、美观（不露梁、柱、角）。
6.施工方便快捷，可实现建筑工业化等。
㈡、壁式框架空心剪力墙结构体系和约束混凝土结构体系：
用于设防烈度为7、8、9度以下所有地区的小高层、高层居住建筑和公共建筑。
1.结构自重轻;
提高抗震性能;
可工业化生产，缩短工期和确保工程质量。
2.技术先进、工艺简化、与传统结构体系进行比较，可以节省大量钢材和水泥：
（钢材约50%、水泥约10%）、既降低了建筑造价，又间接节能减排，比其它常规结构降低工程造价约5-10%。
3.经科技部、建设部权威专家鉴定：
“综合技术达到国际先进水平”。
二、“一机三供”高效地源热泵系统的特点及优势：
1.概述：
地源热泵技术成熟，欧美用了几十年，我国推广了十年，主机已发展到第四代，关键技术压缩机全部进口。
但是配套技术、室外地下换热技术、室内末端设施以及三者的技术集成水平却各有千秋，节能效果和寿命大有差距。
该系技术利用浅层地能资源进行供热、供冷、供生活热水，不仅高效节能，节约大量的常规能源，缓解我国的能源紧张形势，而且在北方没有集中供热，没有燃气的地方和小城镇及广大农村地区需求量很大，具有良好的经济效益和环境效益。
2.原理：
浅层地能是地球浅层土壤层或水中的温度常年保持13～18℃的温度能。
“地源热泵”是以地下土壤或水为热源，水为载体，在封闭系统中循环，通过少量电力（9W/㎡左右）让压缩机作功，通过热交换将浅层地能提升到所需的温度，以地板辐射等方式为冷热末端系统输送到室内进行采暖、制冷的系统。
3.特点：
最低初投资、最低运行费、最低污染、最长寿命、恒温、静音。
4.经济效益：
实现“小功率供冷暖”（8-12W/㎡），只是分体空调装机功率的1/5。
用电负荷节省4/5，输出的能量中80%为免费地能，20%为电能。
比传统供冷暖方式低1/2以上;
比常规地源热泵低1/3左右。
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5.社会效益：
省煤、省电、省地、省水、低费用、零污染、可持续。
6.适用范围：
该系统是集成创新专有技术，可取代传统冷暖空调系统，针对不同建筑、不同地下岩土结构进行整体策划后做出最佳设计和最佳设备配置。
可用于住宅、公建、工厂、医院、学校等从几百平方米的别墅到百万平方米的小区。
国内住宅建筑行业国外相比，在设计模式方面仍有相当大的差距，且建立产品模型单一、片面，不能更好的，全方位的满足安全、舒适、美观的需要。
要改变这些不利现状，唯一可行的就是在进行住宅设计时,建立新的设计模式，考虑一定的抗震条件，并结合生态节能的建筑设计概念，从而在保证抗震降低能耗的基础上提高住宅舒适度。
即通过“整合设计”（IPD）这一理念，既在设计的最初方案阶段就有生态节能和结构抗震的专业人员介入，向客户灌输生态节能意识，并通过对项目的分析提出初步的生态节能和抗震方案，并在后续的设计中综合建筑、规划景观、结构、暖通空调、给排水，建筑电气与楼宇控制，室内设计等各各个专业，通过各专业有机的整和，密切的协作，对建筑自身特点及区域自然资源、环境的深入分析，以及对当前成熟的高新技术及产品的应用，才能形成一整套可行的，适合的，内部有机相连的住宅模式。
要在住宅建筑设计中综合抗震、生态节能等相关因素，笔者考虑运用层次分析原理，综合运用建筑材料、建筑设计、建筑结构、建筑抗震设计技术、环境工程等多学科知识，将住宅设计模式形式的总目标分解成抗震、生态、节能等若干分目标，再分析达到这些目标的因素，找出各因素的控制指标及它们之间的相互关系和逻辑顺序，用实验手段按这些指标逐步选择材料和结构形式，从而达到对现有的住宅设计模式进行修正和调整的目的。
该模式的基本步骤为：
研究目标→目标分解→确定关键因子和权重→建立控制系统模型→选取结构形式→选取合理材料→修正系统模型→建立住宅设计模式。
细分如下：
1总目标的分解
将总目标——住宅设计模式分解成：
①抗震目标（m1）：
在满足当地的抗震设防条件下，更新抗震设防观念和思路;
②生态目标（m2）：
提高住宅居住舒适度;
③节能目标（m3）：
削减能耗的1/4-1/31
2达到这些目标的控制因素网
抗震目标（m1）：
①合理结构体系选择;
②对抗设计和免震设计;
生态目标（m2）：
①提高室内内空气品质技术;
②健康住宅技术;
③环境技术。
节能目标（m3）：
①一次侧（输送）、两次侧（末端）设备节能技术：
②能源系统集成化技术;
③能源消费评价管理控制技术
3确定相应结构和材料的选择（关键点）
用实验手段按这些指标逐步选择材料和结构形式。
考虑选择轻质骨架结构形式和材料，通过以柔克刚的节点设计，结合建筑材料、建筑设计、建筑结构、建筑抗震、生态节能建筑相关学科要求，通过整合设计，调整住宅设计思路。
我国作为发展中国家，经济实力和技术条件与西方发达国家相比仍有较大的差距。
如何结合国情，创造出适合我国的生态建筑发展道路是迫切需要解决的问题。
采用新的住宅设计模式从新的视角来探讨住宅设计模式的创新，能拓宽现代住宅设计的理论研究空间。
通过对抗震、生态、节能等相关因素的结合考虑，在已有满足抗震要求新的结构形式条件下，提供了一整套生态节能的建筑材料和构造做法，从而为今后住宅设计找到满足抗震、生态和节能的新型建筑设计模式。
软弱地基是指由于具有强度较低、压缩性较高及其他不良性质的软弱土（如淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土或其他高压缩性土）组成的地基，天然孔隙比大于或等于1.0，且天然含水量大于液限的细粒土称之为软土。
它包括淤泥、淤泥质土、泥炭、泥炭质土。
地基处理的目的：
是采取切实有效的处理方法，改善地基土的工程性质，使其满足工程建设的要求。
本文指出了软弱地基处理的基本方法、原理和适用范围，并提出了确定地基处理方法的步骤。
1.常用的软弱地基处理方法根据地基处理方法的原理，目前常用的软弱地基处理方法基本上分为碾压及夯实、换填垫层、排水固结、振密挤密、置换及拌入、加筋及其他方法等七类：
1.1碾压及夯实。
重碾压及夯实的地基处理具体有锤夯实、机械碾压、振动压实、强夯法（动力固结）等处理方法。
（1）原理及作用：
利用压实原理，通过机械碾压夯击，把表层地驻土压实，强夯则利用强大的夯击能，在地基中产生强烈的冲击波和动应力，迫使土动力固结密实。
（2）适用范围：
适用于碎石、砂土、粉土、低饱稠蔑的粘性土、杂填土等。
1.2换填垫层。
换填垫层具体可分为：
砂石垫层、素土垫层、灰土垫层、矿碴垫层等方法。
以砂石、素土、灰土和矿渣等强度较高的材料，置换地基
表层软弱土提高持力层的承载力，扩散应力，减少沉降量。
（2）适用范围：
适用于处理暗沟、暗塘等软弱土地基。
1.3排水固结。
具体可分为：
天然地基预压、砂井预压、塑料排水带预压、真空预压、降水预压。
在地基中增设竖向排水体，加速地基的固结和强度增长，提高地基的稳定性，加速沉降发展，使地基沉降提前完成。
适用于处理饱和软弱土层;
对于渗透性极低的泥炭土，必须慎重对待。
1.4振密挤密。
振密挤密具体可分为：
振冲挤密、灰土挤密桩、砂石桩、石灰桩、爆破挤密。
采用一定的技术措施，通过振动或挤密，使土体的孔隙减少，强度提高，必要时，在振动挤密的过程中，回填砂、砾石、灰土、素土等，与地基土组成复合地基，从而提高地基的承载力，减少沉降量。
适用于处理松砂、粉土、杂填土及湿陷性黄士。
1.5置换及拌入。
置换及拌入具体可分为：
振冲置换、深层搅拌、高压喷射注浆、石灰桩等。
采用专门的技术措施，以砂、碎石等置换软弱土地基中部分软弱土，或在部分软弱土地基中掺人水泥、石灰或砂浆等形成增强体，与未处理部分土组成复合地基，从而提高地基的承载力，减少沉降量。
粘性土、冲填土、粉砂、细砂等。
振冲置换法对于排水剪强度20KPa时慎用。
1.6加筋。
加筋具体可分为：
土工合成材料加筋、锚固、树根桩、加筋土。
在地基土中埋设强度较大的土工合成材料、钢片等加筋材料，使地基土能够承受抗拉力，防止断裂，保持整体性，提高刚度、改变地基土体的应力场和应变场，从而提高地基的承载力，改善地基的变形特性。
软弱上地基、填土及高填土、砂土。
1.7其他。
其他还有灌浆、冻结、托换技术、纠偏技术等处理方法。
通过独特的技术措施处理软弱土地基。
根据实际悄况确定。
地基处理方法很多，各种处理方法部有它的适用范围、局限性和优缺点，没有一种方法是万能的。
具体工程情况很复杂，工程地质条件千变万化，各个工程间地基条件差别很大，具体工程对地基的要求也不同。
而且机具材料等条件也会因工作部门不同、地区不同而有较大的差别。
因此，在选择地基处理方法前，应完成下列工作：
（1）搜集详细的岩土工程勘察资料、上部结构及基础设计资料等;
（2）根据工程的要求和采用天然地基存在的主要问题，确定地基处理的目的、处理范围和处理后要求达到的各项技术经济指标等;
结合工程情况，了解当地地基处理经验和施工条件，对于有特殊要求的工程，尚应了解其他地区相似场地上同类工程的地基处理经验和使用情况;
（1）调查邻近建筑、地下工程和有关管线等情况;
（2）了解建筑场地的环境情况。
确定地基处理方法的步骤确定地基处理方法宜按下列步骤进行：
（1）根据结构类型、荷载大小及使用要求，结合地形地貌、地层结构、土质条件、地下水特征、环境情况和相邻近建筑的影响等因素进行综合分析，初步选出几种可供考虑的地基处理方案;
（2）对初步选出的各种地基处理方案，分别从加固原理、适用范围、预期处理效果、耗用材料、施工机械、工期要求和对环境的影响等方面进行技术经济分析和对比，选择最佳的地基处理方法;
（3）对已选定的地基处理方法，宜按建筑物地基基础设计等级和场地复杂程度，在有代表性的场地上进行相应的现场试验或试验性施工，并进行必要的测试，以检验设计参数和处理效果。
如达不到设计要求时，应查明原因，修改设计参数或调整地基处理方法。
混凝土的变形
混凝土的变形有两类：
一类是受力变形;
另一类是由温度和干湿变化引起的体积变形。
1.混凝土单轴向受压时的应力—应变曲线.
2.混凝土的弹性模量、变形模量
1）弹性模量Ec
弹性模量是反映材料的弹性变形的能力。
通过曲线上原点O引切线，把此切线的斜率定义为混凝土的弹性模量Ec，又称原始弹性模量。
2）变形模量
应力-应变曲线上任一点A与原点相连的割线的斜率称为混凝土的变形模量。
3.混凝土的徐变
混凝土的应力不变，应变随时间而增长的现象称为混凝土的徐变。
混凝土的徐变对结构既不利，也有利。
当应力较小时（例如）,徐变变形与应力成正比，称为线性徐变。
当混凝土应力较大（例如）时，徐变变形与应力不成正比，称为非线性徐变。
当应力过大时，徐变不再收敛，呈非稳定徐变的现象。
混凝土的徐变影响因素。
钢筋品种与级别
通常把直径5mm以上的称为钢筋，直径不大于5mm的称为钢丝，钢绞线是由高强度钢丝制成。
二钢筋的力学性能
钢筋按其力学性能分为有明显屈服点的和没有明显屈服点的两类。
一）、有明显屈服点的钢筋
屈服强度是有明显屈服点钢筋的主要强度指标。
二）、没有明显屈服点的钢筋
高碳钢丝和热处理钢筋都是没有明显屈服点的。
应力应变特点是没有明显屈服点，强度高，塑性差。
“条件屈服强度”。
注：
钢筋受压时的屈服强度与受拉时的基本相同，钢筋的受拉弹性模量与受压弹性模量也相同。
结构上的作用
一、作用的定义
施加在结构上的集中力或分布力，或引起结构外加变形或约束变形的原因，都称为结构上的作用，简称作用。
结构上的作用有直接作用与间接作用两种。
结构构件自重，楼面上的人群、物品、设备的重力，风和雪等都是直接作用在结构上的力，称为直接作用或荷载。
温度变化、结构材料的收缩或徐变、地基变形、地震等都会使结构产生外加变形或约束变形，但它们不是直接以力的形式出现的，故称为间接作用。
二、作用的分类
作用按其随时间的变异，分为永久作用、可变作用、偶然作用三类。
两类极限状态
一.结构的功能要求——结构和构件在规定的时间内，应满足以下四项预期的功能要求，
（1）能承受在正常施工和正常使用时可能出现的各种作用;
（2）在正常使用时具有良好的工作性能;
（3）在正常维护下具有足够的耐久性;
（4）在偶然事件（如爆炸、撞击、火灾等）发生时和发生后，仍然保持必需的整体稳定性。
上述一、四项是指结构的安全性，二、三项分别指结构的适用性和耐久性
二.结构的可靠性——是结构安全性、适用性和耐久性的概称，即指结构在规定的时间内（即设计基准期），在规定的条件下（结构的正常设计、施工、使用和维护条件），完成预定功能（如强度、刚度、稳定性、抗裂性、耐久性等）的能力。
三.设计基准期——进行结构可靠性分析是，考虑各项基本变量与时间关系所取用的基准时间。
我国取结构的设计基准期为50年，特殊建筑可以例外。
（需说明的是，当建筑结构的使用年限到达或超过设计基准期后，并不意味该结构不能再使用了，而是指它的可靠性水平将逐渐降低。
）
四.结构的极限状态——整个结构或结构的一部分超过某一特定状态就不能满足设计规定的某一功能要求，则此特定状态称为该功能的极限状态。
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