
建筑結構構造要求
建筑結構構造要求,一級建造師《法律法規》中很多考生為此苦惱不堪。其實(shí)沒(méi)有必要這樣,我們只要對這些知識點(diǎn)多加注意,而且對知識點(diǎn)做好篩選和提煉,有的放矢地去學(xué)習,備考效率就會(huì )有所提高。今天,建設工程教育網(wǎng)就為大家梳理了建筑結構構造要求,希望對你有所幫助。
建筑結構構造要求
【教材解讀】
一、混凝土結構的受力特點(diǎn)及其構造
1.混凝土結構的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)
(1)混凝土結構的優(yōu)點(diǎn):
1)強度較高,鋼筋和混凝土兩種材料的強度都能充分利用;
2)可模性好,適用面廣;
3)耐久性和耐火性較好,維護費用低;
4)現澆混凝土結構的整體性好,延性好,適用于抗震抗爆結構,同時(shí)防振性和防輻射性能較好,適用于防護結構;
5)易于就地取材。
(2)混凝土結構的缺點(diǎn):自重大,抗裂性較差,施工復雜,工期較長(cháng)。由于鋼筋混凝土結構有很多優(yōu)點(diǎn),適用于各種結構形式,因而在房屋建筑中得到廣泛應用。
2.鋼筋和混凝土的材料性能
(1)鋼筋。
1)熱軋鋼筋的種類(lèi):熱軋鋼筋由普通低碳鋼(含碳量不大于0.25%)和普通低合金鋼(合金元素不大于5%)制成。
2)鋼筋的力學(xué)性能:建筑鋼筋分兩類(lèi),一類(lèi)為有明顯流幅的鋼筋,另一類(lèi)為沒(méi)有明顯流幅的鋼筋。明顯流幅的鋼筋含碳量少,塑性好,延伸率大。無(wú)明顯流幅的鋼筋含碳量多,強度高,塑性差,延伸率小,沒(méi)有屈服臺階,脆性破壞。
對于有明顯流幅的鋼筋,其性能的基本指標有屈服強度、延伸率、強屈比和冷彎性能四項。冷彎性能是反映鋼筋塑性性能的另一個(gè)指標。
3)鋼筋的成分:鐵是主要元素,還有少量的碳、錳、硅、釩、鈦等;另外,還有少量有害元素,如硫、磷。
(2)混凝土。
1)抗壓強度:立方體強度f(wàn)cu。作為混凝土的強度等級。單位是MPa,C20表示抗壓強度為20MPa。規范共分14個(gè)等級,C15~C80,級差為5MPa。
2)棱柱體抗壓強度f(wàn)c,該強度是采用150mm×150mm×300mm的棱柱體作為標準試件試驗所得。
3)抗拉強度f(wàn)t,是計算抗裂的重要指標?;炷恋目估瓘姸群艿?。
(3)鋼筋與混凝土的共同工作。
鋼筋與混凝土的相互作用叫黏結。鋼筋與混凝土能夠共同工作是依靠它們之間的黏結強度?;炷僚c鋼筋接觸面的剪應力稱(chēng)黏結應力。影響黏結強度的主要因素有混凝土的強度、保護層的厚度和鋼筋之間的凈距離等。
3.極限狀態(tài)設計方法的基本概念
我國現行規范采用以概率理論為基礎的極限狀態(tài)設計方法,其基本原則如下。
(1)結構功能:建筑結構必須滿(mǎn)足安全性、適用性和耐久性的要求。
(2)可靠度:結構在規定的時(shí)間內,在規定的條件下,完成預定功能要求的能力,稱(chēng)為結構的可靠性,可靠度是可靠性的定量指標。
(3)極限狀態(tài)設計的實(shí)用表達式:為了滿(mǎn)足可靠度的要求,在實(shí)際設計中采取如下措施。
1)一般情況下在計算桿件內力時(shí),對荷載標準值乘以一個(gè)大于1的系數,稱(chēng)荷載分項系數。
2)在計算結構的抗力時(shí),將材料的標準值除以一個(gè)大于1的系數,稱(chēng)材料分項系數。
3)對安全等級不同的建筑結構,采用一個(gè)重要性系數進(jìn)行調整。在采用上述措施后,可靠度指標便得到了滿(mǎn)足。這就是以分項系數表達的極限狀態(tài)設計方法。
4.梁、板的受力特點(diǎn)及構造要求
(1)單向板與雙向板的受力特點(diǎn)。
兩對邊支承的板是單向板,一個(gè)方向受彎;而雙向板為四邊支承,雙向受彎。當長(cháng)邊與短邊之比小于或等于2時(shí),應按雙向板計算;當長(cháng)邊與短邊之比大于2但小于3時(shí),宜按雙向板計算;當按沿短邊方向受力的單向板計算時(shí),應沿長(cháng)邊方向布置足夠數量的構造筋;當長(cháng)邊與短邊長(cháng)度之比大于或等于3時(shí),可按沿短邊方向受力的單向板計算。
(2)連續梁、板的受力特點(diǎn)。
現澆肋形樓蓋中的板、次梁和主梁,一般均為多跨連續梁(板)。連續梁(板)的內力計算是主要內容,配筋計算與簡(jiǎn)支梁相同。內力計算有兩種方法。主梁按彈性理論計算,次梁和板可考慮塑性變形內力重分布的方法計算。彈性理論的計算是把材料看成彈性的,用結構力學(xué)的方法,考慮荷載的不利組合,計算內力,畫(huà)出包絡(luò )圖,進(jìn)行配筋計算。均布荷載下,等跨連續板和連續次梁的內力計算,可考慮塑性變形的內力重分布。允許支座出現塑性鉸,將支座截面的負彎矩調低,即減少負彎矩,調整的幅度,必須遵守一定的原則。連續梁、板的受力特點(diǎn)是,跨中有正彎矩,支座有負彎矩。因此,跨中按最大正彎矩計算正筋,支座按最大負彎矩計算負筋。鋼筋的截斷位置按規范要求截斷。
(3)梁、板的構造要求。梁最常用的截面形式有矩形和T形。梁的截面高度一般按跨度來(lái)確定,寬度一般是高度的1/3。梁的支承長(cháng)度不能小于規范規定的長(cháng)度??v向受力鋼筋宜優(yōu)先選用HRB335、HRB400鋼筋,常用直徑為10~25mm,鋼筋之間的間距不應小于25mm,也不應小于直徑。保護層的厚度與梁所處環(huán)境有關(guān),一般為25~40mm。板的厚度與計算跨度有關(guān),屋面板一般不小于60mm,樓板一般不小于80mm,板的支承長(cháng)度不能小于規范規定的長(cháng)度,板的保護層厚度一般為15~30mm。受力鋼筋直徑常用6mm、8mm、10mm、12mm。間距不宜大于250mm。
梁、板混凝土的強度等級~般采用C20以上。
二、掌握砌體結構的受力特點(diǎn)及其構造
1.砌體材料及砌體的力學(xué)性能
(1)砌塊。
磚、砌塊根據其原料、生產(chǎn)工藝和孔洞率來(lái)分類(lèi)。由黏土、石巖、煤矸石或粉煤灰為主要原料,經(jīng)焙燒而成的實(shí)心或孔洞率不大于規定值且外形尺寸符合規定的磚,稱(chēng)為燒結普通磚;孔洞率大于25%,孔的尺寸小而數量多,主要用于承重部位的磚稱(chēng)為燒結多孔磚,簡(jiǎn)稱(chēng)多孔磚。燒結普通磚又分為燒結黏土磚、燒結頁(yè)巖磚、燒結煤矸石磚和燒結粉煤灰磚。以石灰和砂為主要原料,或以粉煤灰、石灰并摻石膏和骨料為主要原料,經(jīng)坯料制備、壓制成型、高壓蒸汽養護而成的實(shí)心磚,稱(chēng)為蒸壓灰砂磚或蒸壓粉煤灰磚,簡(jiǎn)稱(chēng)灰砂磚或粉煤灰磚。
(2)砂漿。
砂漿可使砌體中的塊體和砂漿之間產(chǎn)生一定的黏結強度,保證兩者能較好地共同工作,使砌體受力均勻,從而具有相應的抗壓、抗彎、抗剪和抗拉強度。砂漿按組成材料的不同,可分為:水泥砂漿,水泥混合砂漿,石灰、石膏、黏土砂漿。
(3)砌體。
按照標準的方法砌筑的磚砌體試件,軸壓試驗分三個(gè)階段。第1階段,從加載開(kāi)始直到在個(gè)別磚塊上出現初始裂縫,該階段屬彈性階段,出現裂縫時(shí)的荷載約為 0.5~0.7倍極限荷載。第Ⅱ階段,繼續加載后個(gè)別磚塊的裂縫陸續發(fā)展成少數平行于加載方向的小段裂縫,試件變形增加較快,此時(shí)的荷載不到極限荷載的 0.8倍。第Ⅲ階段,繼續加載時(shí)小段裂縫會(huì )較快沿豎向發(fā)展成上下貫通整個(gè)試件的縱向裂縫。試件被分割成若干個(gè)小的磚柱,直到小磚柱因橫向變形過(guò)大發(fā)生失穩,體積膨脹,導致整個(gè)試件破壞。由于砂漿鋪砌不均,磚塊不僅受壓,而且還受彎、剪、局部壓力的聯(lián)合作用;由于磚和砂漿受壓后橫向變形不同,還使磚處于受拉狀態(tài);此外,由于有豎縫存在,使磚塊在該處又有一個(gè)較高的應力區。因此,砌體中磚所受的應力,十分復雜,特別是拉、彎作用產(chǎn)生的內力,使磚較早出現豎向裂縫。這正是砌體抗壓強度比磚抗壓強度小得多的原因。規范根據試驗資料給出了不同砌體的強度設計值。影響磚砌體抗壓強度的主要因素包括:磚的強度等級;砂漿的強度等級及其厚度;砌筑質(zhì)量,包括飽滿(mǎn)度、砌筑時(shí)磚的含水率、操作人員的技術(shù)水平等。
3.砌體房屋結構的主要構造要求
砌體結構的構造是確保房屋結構整體性和結構安全的可靠措施。墻體的構造措施主要包括三個(gè)方面,即伸縮縫、沉降縫和圈梁。
三、掌握鋼結構構件的受力特點(diǎn)及其連接類(lèi)型
1.鋼結構的連接
(1)焊縫連接:焊縫連接是目前鋼結構的主要連接方法。其優(yōu)點(diǎn)是構造簡(jiǎn)單,節約鋼材,加工方便,易于采用自動(dòng)化操作,不宜采用于直接承受動(dòng)力荷載的結構,其他情況均可采用焊縫連接。
(2)鉚釘連接:鉚接由于構造復雜,用鋼量大,現已很少采用。因為鉚釘連接的塑性和韌性較好,傳力可靠,易于檢查,在一些重型和直接承受動(dòng)力荷載的結構中,有時(shí)仍然采用。
(3)螺栓連接:螺栓連接又分為普通螺栓和高強度螺栓兩種。普通螺栓施工簡(jiǎn)單,拆、裝方便。普通螺栓一般由Q235制成。高強度螺栓用合金鋼制成,高強度螺栓制作工藝精準,操作工序多,要求高。目前,在我國橋梁及大跨度結構房屋及工業(yè)廠(chǎng)房中已廣泛采用。
2.鋼結構構件制作、焊接、運輸、安裝、防火與防銹
(1)制作:鋼結構制作包括放樣、號料、切割、校正等諸多環(huán)節。高強度螺栓處理后的摩擦面、抗滑移系數應符合設計要求。制作質(zhì)量檢驗合格后進(jìn)行除銹和涂裝。一般安裝焊縫處留出30~50mm暫不涂裝。
(2)焊接:焊工必須經(jīng)考試合格并取得合格證書(shū)且必須在其考試合格項目及其認可范圍內施焊。焊縫施焊后須在工藝規定的焊縫及部位打上焊工鋼印。焊接材料與母材應匹配,全焊透的一、二級焊縫應采用超聲波探傷進(jìn)行內部缺陷檢驗,超聲波探傷不能對缺陷作出判斷時(shí),采用射線(xiàn)探傷。施工單位首次采用的鋼材、焊接材料、焊接方法等,應進(jìn)行焊接工藝評定。
(3)運輸:運輸鋼構件時(shí),要根據鋼構件的長(cháng)度和重量選用車(chē)輛。鋼構件在車(chē)輛上的支點(diǎn)、兩端伸出的長(cháng)度及綁扎方法均應保證構件不產(chǎn)生變形,不損傷涂層。
(4)安裝:鋼結構安裝要按施工組織設計進(jìn)行,安裝程序須保證結構的穩定性和不導致永久性變形。安裝柱時(shí),每節柱的定位軸線(xiàn)須從地面控制軸線(xiàn)直接引上。鋼結構的柱、梁、屋架等主要構件安裝就位后,須立即進(jìn)行校正、固定。由工廠(chǎng)處理的構件摩擦面,安裝前須復驗抗滑移系數,合格后方可安裝。
(5)防火與防銹。
1)鋼結構防火性能較差。當溫度達到550℃時(shí),鋼材的屈服強度大約降至正常溫度時(shí)屈服強度的0.7,結構即達到它的強度設計值而可能發(fā)生破壞。設計時(shí)應根據有關(guān)防火規范的規定,使建筑結構能滿(mǎn)足相應防火標準的要求。在防火標準要求的時(shí)間內使鋼結構的溫度不超過(guò)臨界溫度,以保證結構正常承載能力。
2)外露的鋼結構可能會(huì )受到大氣,特別是被污染的大氣嚴重腐蝕,最常見(jiàn)的是生銹。這就必須對構件的表面進(jìn)行防腐蝕處理,以保證鋼結構的正常使用。防腐處理方法根據構件表面條件及使用壽命的要求決定。在進(jìn)行構造設計時(shí),應對構造做法妥善處理,避免諸如將槽鋼槽口朝上放置,造成積水等情況;大型構件應有人能進(jìn)入的觀(guān)察口,以便檢查、維護構件內部情況等。
【命題考點(diǎn)】
混凝土結構的受力特點(diǎn)及其構造;熱軋鋼筋的種類(lèi);鋼筋的力學(xué)性能;混凝土;極限狀態(tài)設計方法的基本原則;梁、板的受力特點(diǎn)及構造要求;砌體材料及力學(xué)性能;砂漿;鋼結構;防火與防銹。
【分析預測】
(1)根據所提供的材料,分析判斷鋼筋混凝土梁的原理及構造要求。
(2)根據所提供的材料,分析判斷梁、板的受力特點(diǎn)及構造要求。
(3)根據所提供的材料,分析判斷影響斜截面受力性能的主要因素。
(4)根據所提供的材料,分析判斷砌體房屋結構的主要構造要求。

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