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第一章建筑工程技术

建筑结构与构造

建筑结构工程的可靠性

掌握建筑结构工程的安全性

1、安全性、适用性和耐久性概括称为结构的可靠性。

2、荷载效应是在荷载作用下结构或构件内产生的内力（如轴力、剪力、弯矩等）、变形（如梁的挠度、柱顶位移等）和裂缝等的总称。

3、抵抗能力是指结构或构件抵抗上述荷载效应的能力，它与截面的大小和形状以及材料的性质和分布有关。

4、若S=R，则构件处于即将破坏的边缘状态，称为极限状态。

S—轴向拉力，R—抵抗能力。

5、我国的设计就是基于极限状态的设计。

6、极限状态通常可分为如下两类：

承载力极限状态与正常使用极限状态。

7、承载能力极限状态是对应于结构或构件达到最大承载能力或不适于继续承载的变形，它包括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（如倾覆、滑移），在反复荷载下构件或连接发生疲劳破坏等。

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8、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：

压缩、拉伸、弯曲、剪切、扭转。

9、梁承受弯曲与剪力，柱子承受压力与弯矩。

10、临界力的计算公式为：

Pij=∏2EI/l2

11、临界力Pij的大小与下列因素有关：

压杆的材料、压杆的截面形状与大小、压杆的长度、压杆的支承情况。

12、不同支座情况的临界力的计算公式为：

Pij=∏2EI/l02，l0称压杆的计算长度。

当柱的一端固定一端自由时，l0=2l;两端固定时，l0=0.5l；一端固定一端铰支时，l0=0.7l；两端铰支时，l0=l。

熟悉建筑结构工程的适用性

13、正常使用极限状态包括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等。

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14、限制过大变形的要求即为刚度要求，或称为正常使用下的极限状态要求。

15、悬臂梁端部的最大位移为：

f=ql4/8EI

16、影响位移因素：

荷载、材料性能、构件截面、构件跨度。

其中跨度因素影响最大。

熟悉建筑结构工程的耐久性

17、结构的耐久性是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功能的能力。

18、砼结构耐久性的要求和哪些因素有关：

砼最低强度等级、一般环境中砼材料与钢筋最小保护层。

19、大截面砼墩柱在加大钢筋砼保护层厚度的前提下，其砼强度等级可低于P6表格要求，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，其强度等级不应低于C25和C20。

20、预应力砼构件的砼最低强度等级不应低于C40。

21、当采用的砼强度等级比表的规定低一个等级时，砼保护层厚度应增加5mm；当低两个等级时，砼保护层厚度应增加10mm。

建筑结构平衡的技术

掌握结构平衡的条件

1、平面力系的平衡条件是∑X=0，∑Y=0和∑M=0。

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2、防止构件（或机械）倾覆的技术要求：

为了安全，可取M（抗）≥（1.2~1.5）M（倾）。

熟悉结构抗震的构造要求

3、房屋结构抗震主要是研究构造地震。

4、震级是按照地震本身强度而定的等级标度，用于衡量某次地震的大小，用符号M表示。

一次地震只有一个震级。

5、M>5的地震，对建筑物引起不同程度的破坏，统称为破坏性地震；M>7的地震为强烈地震或大震；M>8的地震称为特大地震。

6、地震烈度是指某一地区的地面及建筑物遭受一次地震影响的强烈程度。

基本烈度大体为在设计基准期超越概率为10%的地震烈度。

7、我国规范抗震设防的基本思想和原则是“三个水准”为抗震设防目标。

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“三个水准”的抗震设防目标是：

当遭受低于本地区抗震设防烈度的多遇地震影响时，建筑物一般不受损坏或不需修理仍可继续使用；当遭受相当于本地区抗震设防烈度的地震影响时，可能损坏，经一般修理或不需修理仍可继续使用；当遭受高于本地区抗震设防烈度预估的罕遇地震影响时，不会倒塌或发生危及生命的严重破坏。

小震不坏，中震可修，大震不倒。

8、建筑物的抗震设计根据其使用功能的重要性分为甲类、乙类、丙类、丁类四个抗震设防类别。

大量的建筑物属于丙类。

9、多层砌体房屋特点是：

①结构材料脆性大，②抗拉、抗剪能力低，③抵抗地震的能力差。

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10、在强烈地震作用下，多层砌体房屋的破坏部位主要是墙身，楼盖本身的破坏较轻。

因此，采取如下措施：

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①设置钢筋砼构造柱，减少墙身的破坏，并改善其抗震性能，提高延性。

②设置钢筋砼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承长度和可靠连接。

④加强楼梯间的整体性等。

11、框架结构震害的严重部位多发生在框架梁柱节点和填充墙处；一般是柱的震害重于梁，柱顶的震害重于柱底，角柱的震害重于内柱，短柱的震害重于一般柱。

为此采取了一系列措施，把框架设计成延性框架，遵守强柱、强节点、强锚固，避免短柱、加强角柱，框架沿高度不宜突变，避免出现薄弱层，控制最小配筋率，限制配筋最小直径等原则。

构造上采取受力筋锚固适当加长，节点处箍筋适当加密等措施。

熟悉荷载对结构的影响

12、永久荷载对结构的影响：

特点是对结构的永久作用，并且作用时间长。

引起结构的徐变，致使结构构件的变形和裂缝加大，引起结构的内力重分布。

13、偶然荷载对结构的影响：

可能发生也可能不发生，持续时间很短，结构材料的塑性变形来不及发展，材料的实际强度表现会略有提高。

地震力的大小与建筑质量的大小成正比，抗震建筑的材料最好选用轻质高强的材料。

14、在装修施工时，应注意建筑结构变形缝的维护：

①、变形缝间的模板和杂物应该清除干净，确保结构的自由变形；

②、关于沉降缝现在常采用后浇带的处理方式来解决沉降差异的问题。

但有时仍会产生微小的沉降差，为了防止装修做法的开裂，最好还设缝。

③、防震缝的宽度应满足相邻结构单元可能出现方向相反的振动而不致相撞的要求。

当房屋高度在15m以下时，其宽度也不应小于5cm。

熟悉常见建筑结构体系和应用

15、纵墙承重方案的特点是楼板支撑于梁上，梁把荷载传递给纵墙。

横墙的设置主要是为了满足房屋刚度和整体性的要求。

其优点是房屋的开间相对大些，使用灵活。

横墙承重方案的主要特点是楼板直接支承在横墙上，横墙是主要承重墙。

其优点是房屋的横向刚度大，整体性好，但平面使用灵活性差。

16、框架结构体系主要缺点是侧向刚度较小，当层数较多时，会产生过大的侧移，易引起非结构构件破坏，而影响使用。

在非抗震区，框架结构一般不超过15层。

17、剪力墙一般为钢筋砼墙，厚度不小于140mm，剪力墙的间距一般为3~8m，适用于小开间的住宅和旅馆等。

一般在30m高度范围内适用。

剪力墙结构的优点是侧向刚度大，水平荷载作用下侧移小；缺点是剪力墙的间距小，结构建筑平面布置不灵活，不适用于大空间的公共建筑，另外结构自重也较大。

18、框架-剪力墙结构中，剪力墙主要承受水平荷载，竖向荷载主要又框架承担。

框架-剪力墙结构一般宜用于10~20层的建筑。

整个建筑的全部剪力墙至少承受80%的水平荷载。

19、按照抗震性能从大到小排列：

筒体结构→剪力墙结构→框架-剪力墙结构→框架结构。

20、筒体结构体系的形式：

内筒体系，框筒体系，筒中筒体系，成束筒体系。

21、同样高跨比的屋架，当上下弦成三角形时，弦杆内力最大；当上弦节点在拱形线上时，弦杆内力最小。

屋架的高跨比一般为1/6~1/8较为合理。

22、网架是高次超静定的空间结构，是空间受力体系，刚度优于桁架结构体系。

23、拱对支座产生的水平推力：

①推力由拉杆承受；②推力由两侧框架承受。

24、悬索结构包括三部分：

索网、边缘构件和下部支承结构。

筒壳一般由壳板、边梁和横隔三部分组成。

建筑结构构造要求

掌握结构构造要求

1、抗压强度：

立方体强度fcu共分为十四个等级，C15~80，级差为5N/mm2。

棱柱体抗压强度fc，该强度是采用150mmX150mmX300mm的棱柱体作为标准试件试验所得。

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抗拉强度ft是计算抗裂的重要指标。

2、影响砼与钢筋粘结强度的主要因素有砼的强度、保护层的厚度和钢筋之间的净距离等。

3、可靠度：

结构在规定的时间内，在规定的条件下，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。

4、为了满足可靠度的要求，在实际设计中采用如下措施：

①、一般情况下在计算杆件内力时，对荷载标准值乘以一个大于1的系数，称荷载分项系数。

②、在计算结构的抗力时，将材料的标准值除以一个大于1的系数，称材料分项系数。

③、对安全等级不同的建筑结构，采用一个重要性系数进行调整。

5、对梁的配筋量在规范中明确地作出规定，不允许设计成超筋梁和少筋梁，对最大最小配筋率均有限值，它们的破坏是没有预兆的脆性破坏。

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6、当长边与短边长度之比大于或等于3时，可按沿短边方向受力的单向板计算。

7、连续梁、板的受力特点是，跨中有正弯矩，支座有负弯矩。

8、影响墙、柱允许高厚比的主要因素有：

①砂浆强度，②构件类型，③砌体种类，④支承约束条件，⑤截面形式，⑥墙体开洞，⑦承重和非承重。

9、当梁端下砌体的局部受压承载力不满足要求时，常采用设置砼或钢筋砼垫块的方法。

10、砌体结构的构造是确保房屋结构整体性和结构安全的可靠措施。

墙体的构造措施主要包括三个方面，即伸缩缝、沉降缝和圈梁。

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11、钢结构的抗拉、抗压强度都很高，构件断面小，自重较轻，结构性能好。

用作钢结构的材料必须具有较高的强度、塑性韧性较好，适宜于冷加工和热加工；同时，还必须具有很好的可焊性，钢结构的钢材宜采用Q235、Q345、Q390和Q420。

12、钢结构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30~50mm暂不涂装。

13、全焊透的一、二级焊缝应采用超声波探伤进行内部缺陷检验，超声波探伤不能对缺陷作出判断时，采用射线探伤。

掌握建筑构造要求

14、室外疏散楼梯和每层出口处平台，均应采取非燃烧材料制作。

平台的耐火极限不小于1h，楼梯段的耐火极限应不低于0.25h。

在楼梯周围2m内的墙面上，除疏散门外，不应设其他门窗洞口。

疏散门不应正对楼梯段。

疏散出口的门内、门外1.4m范围内不应设踏步，且门必须向外开，并不应设置门槛。

疏散楼梯的最小净宽度为：

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疏散楼梯的最小净宽度

高层建筑

疏散楼梯的最小净宽度（m）

医院病房楼

1.30

居住建筑

1.10

其他建筑

1.20

15、疏散用楼梯和疏散通道上的阶梯不宜采用螺旋楼梯和扇形踏步。

当必须采用时，踏步上下两级所形成的平面角度不应大于10°，且每级离扶手25cm处的踏步深度不应小于22cm。

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16、住宅套内楼梯的梯段净宽，当一边临空时，不应小于0.75m；当两侧有墙时，不应小于0.90m，套内楼梯的踏步宽度不应小于0.22m，高度不应大于0.20m，扇形踏步转角扶手边0.25m处，宽度不应小于0.22cm。

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17、梯段改变方向时，平台扶手处的最小宽度不应小于梯段净宽。

18、楼梯踏步的宽度b和高度h的关系应满足：

2h+b=600~620mm；每个梯段的踏步一般不应超过18级，亦不应少于3级。

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19、楼梯平台上部及下部过道处的净高不应小于2m，梯段净高不应小于2.20m。

20、室内楼梯扶手高度自踏步前缘线量起不宜小于0.90m。

楼梯水平段栏杆长度大于0.50m时，其扶手高度不应小于1.05m。

幼儿园、小学等楼梯栏杆水平距离不应大于0.11m。

21、当外墙为内保温时，在窗过梁，结构梁板与外墙连接处和圈梁处产生冷桥现象引起室内墙面的结露，在此处装修时，应采取相应措施。

22、门窗与墙体结构的连接：

⑴门窗应注意门窗框与墙体结构的连接，接缝处应避免刚性接触，应采用弹性密封材料，建筑外门窗的安装必须牢固。

在砌体上安装门窗严禁用射钉固定。

⑵金属保温窗的主