建筑结构期末复习总结.docx

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建筑结构期末复习总结

第一章绪论

第一节建筑构造、建筑结构和建筑物的关系

●建筑初步设计：

建筑的空间设计

●建筑构造设计：

在初步设计基础上进行施工图设计，是初步设计的继续和深入。

●建筑构造：

研究建筑物构造方案、构配件组成、细部节点构造。

研究建筑物的各个组成部分的组合原理和构造方法。

●建筑结构：

在房屋建筑中，由构件组成的能承受“作用”的体系。

第二节建筑物的基本组成和作用

●基础将上部的荷载传递给地基（承重构件）

●墙柱挡风遮雨和承担荷载（承重和围护构件）

●楼板、地面水平分隔（承重构件）

●楼梯垂直交通连接（承重构件）

●屋顶（承重和围护构件）

●门窗采光通风（围护构件）

第三节建筑物的类型

一、按建筑用途分类（建筑师惯用）

●民用建筑

●居住建筑:

如别墅、宿舍、公寓等。

这类建筑对房屋使用的布局、朝向、采光、隔热、隔音等建筑技术问题有较高要求。

主要结构构件为楼板、墙体，层数1~2层至10~20层不等。

●公共建筑

公共服务建筑

特点：

大量人群集聚，室内空间和尺度都很大，人流走向问题突出。

结构采用梁柱连接在一起的大跨度框架结构以及网架、拱、壳结构等为主体结构。

层数以低层居多。

（低层1~3层、多层4~6层、中高层7~9层、高层≥10层即＞24m、超高层＞100m）

商业用途建筑:

如商店、银行、宾馆、商业写字楼等

特点：

有着与公共服务建筑类似的要求。

往往做成高层建筑，对结构体系和结构型式有较高的要求。

文教卫生建筑:

如图书馆、实验楼、学校、医院等。

这类建筑有较强的针对性。

一般采用框架结构为主体结构。

●工业建筑:

如重型机械厂房、纺织厂房（单层轻工业）、制药厂房、食品厂房（多层轻工业）等

特点：

荷载巨大且往往是撞击、振动荷载。

需要空间大，并有特殊要求。

（温湿度、防爆、防尘、防菌等）

●农业建筑:

如暖棚、畜牧场等。

一般采用轻型钢结构。

二、按承重结构的材料分类（结构师惯用）

⑴.砌体结构

采用砖、石、砼砌块等砌体做成。

主要用于墙体结构。

⑵.钢筋混凝土结构

采用钢筋混凝土或预应力混凝土做成，主要用于框架结构、剪力墙结构、筒体结构等。

耐火、坚固、可塑性强，但是建不高。

⑶.钢结构

采用各种型钢或钢管连接做成。

主要用于框架结构、桁架结构、网架结构等。

耐火性不佳。

⑷.木结构

采用方木、圆木、条木、板材连接做成。

我国古时，木结构房屋很多，如宫殿、庙宇、塔等。

近年来，因木材匮乏，很少采用。

⑸.薄膜充气结构

用于屋盖结构。

是在玻璃丝增强塑料薄膜或尼龙布罩内部形成一定的形状，作为建筑空间的覆盖物。

目前尚不普及。

三、按建筑的结构体系分类（结构师最常用）

⑴.墙体结构

在高层建筑中也称剪力墙结构。

受力特点：

利用房屋的墙体作为竖向承重和抵抗水平荷载（风、地震荷载等）的结构。

同时墙体也作为维护及房间分隔的构件。

抗震性好。

⑵.框架结构

受力特点：

采用梁、柱组成的框架作为房屋的竖向结构，并同时承受水平荷载。

整体通透性好。

⑶.筒体结构

受力特点：

利用房间四周墙体形成的封闭筒体（也可利用房屋外围由间距很密的柱与截面很高的梁组成一个形式上像框架，实质上是一个有许多窗洞的筒体）作为主要抵抗水平荷载的结构。

采光不好（由于窗不能开太大）。

也可利用框架和筒体组合成框架—筒体结构

⑷.错列桁架结构

受力特点：

利用整层高的桁架横向跨越房屋两外柱之间的空间，并利用桁架交替在各楼层平面上错列的方法增加整个房屋的刚度。

⑸.拱结构

受力特征：

从在一个平面内受力的，由曲线（或折线）形构件组成的拱形所形成的结构，来承受整个房屋的竖向荷载和水平荷载。

⑹.空间薄壳结构

受力特点：

由曲面形板与边缘构件（梁、拱或桁架）组成的空间结构。

能以较薄的板面形成承载能力高、刚度大的承重结构。

薄壳结构常用的形状为圆顶、筒壳、折板、双曲扁壳和双曲抛物面壳等。

⑺.空间折板结构

受力特点：

由多块平板组合而成的空间结构。

是一种既能承重又可维护，用料较省，刚度较大的结构。

⑻.网架结构

受力特点：

由多根杆件按照一定的网格形式通过节点连接而成的空间结构。

具有空间受力合理、重量轻、刚度大，跨度大、抗震性能好等优点。

⑼.钢索结构

受力特点：

屋面荷载通过吊索或吊杆传递到支承柱上去，再由柱传递到基础。

索结构是将桥梁中的悬索“移植”到房屋建筑中，可以说是土木工程中结构形式互通互用的典型范例。

四、按建筑规模大小分类

●大量性建筑

●大型性建筑

五、按建筑物防火等级分类

六、按建筑的耐久年限分类

●一级建筑：

耐久年限为100年以上

●二级建筑：

耐久年限为50～100年

●三级建筑：

耐久年限为25～50年

●四级建筑：

耐久等限为15年以下

第二章地基及基础

⏹基础：

建筑最下部的承重构件，它承受建筑物上部结构传下来的全部荷载

⏹地基：

承受建筑物荷载的那部分土层

地基基础设计应满足的条件：

⏹必须满足地基土的强度条件

⏹必须满足地基变形条件

第一节　地基土的物理力学性能及地基承载力

土的基本工程特性----压缩性S--地基沉降量（即建筑物沉降量）

这是由土的三相组成决定的。

一、土的三相组成

固相：

固体颗粒（岩石碎屑、矿物颗粒）

液相：

孔隙中的水

气相：

孔隙中的气体

土的三相草图：

二、土的物理性质指标

1.土的三相比例指标

1）反映土的松密程度的指标：

⏹孔隙比

⏹孔隙率

2）反映土中含水程度的指标：

⏹含水量

⏹饱和度

2．土的状态指标

1）无粘性土的状态指标

2）粘性土的状态指标

界限含水量：

土由一种状态转为另一种状态的分界含水量。

可塑性：

土在某一含水量范围内时，可以塑成任何形状，并当外力移去后仍保持所得形状，土的这种特性叫做可塑性。

所处状态叫可塑状态。

塑性指数Ip：

液限与塑限的差值。

对于粘性土来说—可塑性范围越大越好

三、土的工程分类

岩石碎石土砂土粉土粘性土人工填土

四、地基的容许承载力

地基承载力：

在保证地基强度和稳定的条件下，建筑物不产生过大的沉降和不均匀沉降时，地基所能承受的最大荷载。

1.地基承载力特征值的确定方法：

（根据《建筑地基基础设计规范》02规范5.2.3规定）

⏹在建筑现场做荷载试验或其它原位测试来测定

⏹用理论公式计算

⏹结合工程实践经验方法确定

2.地基承载力特征值的适用范围：

⏹基础宽度：

b≤3m

⏹埋置深度：

d≤0.5m

3．承载力特征值的宽度和深度修正

fa----修正后的地基承载力特征值；

fak----地基承载力特征值；

ηbηd----基础宽度、埋深的地基承载力修正系数

γ----基础底面以下土的重度

b----基础底面宽度（m）

γm----基础底面以上土的加权平均重度

d----基础埋置深度（m）

}已知：

某工程地质资料：

第一层为人工填土，天然重度γ1=17.5kN/m3，厚度h1=0.8m；第二层为耕植土，天然重度γ2=16.8kN/m3，厚度h2=1.0m；第三层为粘性土，天然重度γ3=19kN/m3，孔隙比e=0.75，天然含水量ω=26.2%，塑限ωp=23.2%，液限ωL=35.2%，厚度h3=6.0m；基础宽度b=3.2m，基础埋深d=1.8m，以第三层土为持力层，其承载力特征值fak=210kPa

}求：

修正后的地基承载力特征值fa

第三节天然地基上浅基础的设计

一、概述

1.地基基础方案的类型：

⏹天然地基上的浅基础

⏹人工地基上的浅基础

⏹天然地基上的深基础

⏹桩基础

⏹其它类型深基础

2.天然地基上的浅基础设计步骤：

●初步设计基础的结构型式、材料与平面布置；

●确定基础的埋置深度;

●必要时计算地基的变形；

●计算基底尺寸;

●必要时验算软弱下卧层的承载力；

●基础的结构和构造设计;

●绘制基础施工图。

二、基础的类型和材料

1．基础按结构形式分

⏹独立基础

⏹条形基础

⏹十字交叉基础

⏹筏板基础（满堂红）

⏹箱形基础

2．基础按材料分类

●刚性：

用砖、砌石、灰土等抗土性能很差的材料砌筑出一定深度

●柔性：

以保证弯曲所产生的拉力不会超过材料的抗拉深度

——刚性角α

刚性基础台阶宽高比允许值

基础材料

质量要求

台阶宽高比允许值

pk≤100

100

200

混凝土基础

C15混凝土

1:

1.00

1:

1.00

1:

1.25

毛石混凝土基础

C15混凝土

1:

1.00

1:

1.25

1:

1.50

砖基础

砖不低于MU10、砂浆不低于M5

1:

1.50

1:

1.50

1:

1.50

毛石基础

砂浆不低于M5

1:

1.25

1:

1.50

—

灰土基础

体积比为3:

7或2:

8的灰土，

其最小密度:

粉土1.55t/m3

粉质粘土1.50t/m3

粘土1.45t/m3

1:

1.25

1:

1.50

—

三合土基础

体积比1:

2:

4—1:

3:

6（石灰:

砂:

骨料），每层虚铺约，夯至220mm，夯至150mm

1:

1.50

1:

2.00

—

基础常用材料

⏹刚性基础

⏹砖

⏹砌石

⏹灰土

⏹素混凝土

⏹柔性基础

⏹钢筋混凝土

三、基础的埋置深度

埋置深度：

基础底面埋在室外地面下的深度

1.基础埋置深度的影响因素有

⏹建筑物的用途、结构类型、荷载

⏹地基的工程地质和水文地质情况

⏹寒冷地区地基的冻结深度的影响

⏹建筑场地的环境条件

新建与原建距离L≥（1~2）ΔH

2.基础埋置原则：

⏹尽量浅埋

⏹在考虑冻结深度的条件下，任何情况≥50cm。

⏹基础顶面应低于室外地面10cm以上

四、基础尺寸的确定

1.基础的设计思路：

a.基础设计要满足的一个基本前提是----强度条件

b.要计算地基即工程结构的最终沉降量，使其沉降量保证在规定的容许范围之内----变形条件规范规定的容许值

3．中心荷载作用下基础的计算

1）计算基础底面积A：

⏹独立基础

⏹条形基础

构造要求：

承重墙下条基b≥600-700mm

非承重墙下条基b≥500mm

（2）确定刚性基础高度H0：

⏹查表选用刚性基础台阶宽高比容许值b‘/H0，从而确定刚性基础的高度H0。

4.偏心荷载作用下基础的计算

偏心受压基础设计方法—逐次渐进法

1）按中心受压计算基底面积A1

2）适当提高底面积

3）按此A值计算基底最大和最小边缘压应力

4）计算偏心距e0

5）按《地基规范》验算基底应力

⏹

⏹

⏹

6）确定基础高度H0

第三章砖墙及砌体结构

砖石结构的优点：

取材易施工方便造价低节约钢材、木材和水泥耐火、隔热、隔声性好

缺点：

强度低自重大砌筑工作量大，劳动强度高占用农田，影响农业生产抗震性能差

第一节砖的材性和砖墙的分类与构造

一.墙体的分类

短轴方向：

横墙长轴方向：

纵墙

二.墙的结构布置方式

三.砖墙材料

砖墙=砖+砂浆

1.砖的种类:

⏹按材料分:

⏹粘土砖：

红砖、青砖

⏹炉渣砖

⏹灰砂砖

⏹按生产形状分:

⏹实心砖

⏹多孔砖

⏹空心砖可插入钢筋混凝土等

2.砂浆的分类:

⏹石灰砂浆:

石灰膏+砂+水气硬（不可做底材料）

⏹水泥砂浆:

水泥+砂+水水硬（潮湿的时候更坚固）

⏹混合砂浆:

水泥+石灰膏+砂+水强度最大

3.材料强度:

⏹块体强