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最新土木工程结构

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土木工程课件： 土木工程的基本结构

土木工程课件： 土木工程的基本结构
这种支承称为简单支承或简支；梁在荷载下各截面 内将产生弯矩M和剪力V，因而将产生弯曲变形—— 挠度（deflection)。
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梁在结构中的位置：
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支承方式分：
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4.4 柱
竖向构件
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受压构件——柱 主要是承受压力。 柱承受荷载可能 是轴心受压，即 荷载沿构件轴线 作用。但更多场 合下为偏心受压， 即这时为偏心受 压构件。
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4.5 楼梯 (楼层间的垂直联系)
楼梯有板式、 梁式（单跑、 双跑及三跑）、 剪刀式（freestanding）及螺 旋式（helical)
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4.6 拱（arch structure）
为曲线结构，主要承受轴向压力。
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4. 2 板
承受施加在楼板的板面上并与板面垂直 的重力荷载。按受力形式分单向板和双 向板

土木工程基本结构形式

土木工程基本结构形式
建筑构件－建筑物中独立的组成部分 1.基础、墙、楼板、梁、柱、屋盖(承重构件) 2.来自窗、楼梯、阳台等(非承重构件)
建筑构造－建筑构件的组合 研究：建筑物各组成部分的构造原理和方法 任务：提出满足适用安全美观经济的方案
`
一、建筑物组成方面的基本概念 建筑结构－由承重构件组成的体系(骨骼)，如框架
二、建筑结构的主要构件
1、梁
• 尺寸：梁的截面宽度 和高度尺寸远小于其长 度尺寸 • 荷载作用方向：与 梁轴线垂直
• 作用效应：主要为受 弯和受剪
楼板
墙 地下室底板 梁
楼梯 柱
梁
墙下基础
柱下基础
钢筋砼梁的破坏型式
按截面破坏来划分： 正截面受弯破坏：
弯矩最大截面垂直轴线破坏 又称为正截面破坏
3)小偏心受压破坏(受压破坏)
小偏心受压的破坏特征： 破坏都是由受压区混凝土压碎引起 的，离纵向力较近一侧的钢筋受压 屈服，而另一侧的钢筋无论是受压 还是受拉，均达不到屈服强度，破 坏无明显预兆，混凝土强度越高， 破坏越突然。由于破坏是从受压区 开始的，故这种破坏也称“受压破 坏”。
3、拱
• 概念 ：由曲线形构件（拱圈）或折线形构件及其支座组 成，在荷载作用下主要承受轴向压力，有时也承受弯矩和 剪力。它比同跨度的梁要节省材料。
斜截面受剪破坏： 剪力最大截面与轴线斜交。 又称为斜截面破坏
斜截面破坏的形成
主拉应力迹线
主压应力迹线
tp
cp
cp
tp
tp
cp
cp
tp
tp
cp
cp
tp
tp
cp
2
2 2
2
tg2
2
按配筋率破坏来划分：

土木工程概论 第3章 土木工程基本结构形式

土木工程概论 第3章 土木工程基本结构形式

公式
ql q 2 0 ql M x = x − x , V x = − qx …… 1） （ 2 2 2 q ∇ …… 2） H = （
0
δ
0 N x = V x sin θ + H cos θ …… ） （3 0 V x = V x cos θ − H sin θ
0 Mx = Mx −Hy
桁架分为：铰接桁架和刚接桁架 一 铰接桁架（由许多三角形杆状物组成） 桁架历史
• 北宋（1101~1125年） 张择端的《清明上河图》 由三角形机构制成的拱架木桥； • 国外最早的桁架是1570年意大利人巴雷提出的王 柱式桁架，但并未受到重视； • 1758年瑞士人Ulric Grubenmann在莱茵河上建造 了一座跨长为52m的木料桁架桥; • 最早的全铁桁架桥是1840年在美国Wendell Bellman所建造，其中拉杆为熟铁，压杆为生铁。
• 当构件所受弯矩不作用在截面对称轴的平 面内时，为斜向受弯构件，这时在两个对 称轴方向都作用有弯矩，所以又称为双向 受弯构件。 • 当受压或受拉构件还同时作用有两个方向 的弯矩时，即为双向偏心受压或双向偏心 受拉。 • 此外，还有还有受扭构件，但单纯受扭的 构件并不常见，大多数场合下受扭构件同 时还承受弯矩和剪力。
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二 钢架 当柱和梁整体连接，则形成刚接。 图3-21 (a)为单层刚架,(b)为复式刚架 在多层框架中，当柱子连需延长，而梁铰 接在柱上，则构成多层铰接框架，有时也 做成铰接和刚接同时采用的组合框架
• 刚架受力时，一般按照平面结构考虑，但 有些框架具有明显的三维受力特征。 • 当房屋两端设有永久性山墙，屋盖与结构 有可靠联系，即使在均布水平风载下，水 平框架体系将发生侧移，但山墙处侧移仍 为零，其他框架受山墙约束而影响，侧移 依次减小，其中间侧移最大，这一 作用称 为空间作用。 • 水平框架体系的跨度与房屋宽度有关，宽 度不能太小，如果长度过大时也可不考虑 空间作用；而且，少数哦排架承受荷载 （吊车）时，即使无山墙，通过屋盖刚性 也应考虑一定的空间作用

土木工程最新相关规范标准

土木工程最新相关规范标准

土木工程最新相关规范标准随着建筑行业的快速发展，土木工程领域不断涌现新的技术与材料，相应的规范和标准也在不断更新。

以下是当前土木工程领域一些最新的相关规范标准：1. 结构设计规范：结构设计是土木工程中的核心部分，最新的《建筑结构设计规范》（GB 50009-2012）对结构设计的各项要求进行了明确，包括材料选择、结构计算、抗震设计等方面。

2. 地基与基础规范：《建筑地基基础设计规范》（GB 50007-2011）对地基承载力、基础类型选择、基础施工等方面提出了新的要求，以适应不同地质条件下的建筑需求。

3. 混凝土结构规范：《混凝土结构设计规范》（GB 50010-2010）对混凝土材料的选用、混凝土结构的计算方法、施工技术等方面进行了详细的规定。

4. 钢结构规范：《钢结构设计规范》（GB 50017-2017）更新了钢结构的设计原则、构件的计算方法、连接方式以及施工技术等。

5. 建筑抗震设计规范：《建筑抗震设计规范》（GB 50011-2010）针对不同地震烈度区的建筑抗震设计提出了具体要求，以提高建筑的抗震性能。

6. 绿色建筑规范：随着可持续发展理念的普及，绿色建筑规范如《绿色建筑评价标准》（GB/T 50378-2019）对建筑的节能、环保、可持续发展等方面提出了评价标准。

7. 施工安全规范：《建筑施工安全规范》（JGJ 59-2011）对施工现场的安全防护、施工机械的使用、施工人员的安全教育等方面进行了规定。

8. 桥梁工程规范：《公路桥梁设计规范》（JTG D60-2015）和《城市桥梁设计规范》（CJJ 11-2011）对桥梁的设计、施工、维护等方面提出了新的要求。

9. 隧道工程规范：《隧道设计规范》（GB 50838-2015）涵盖了隧道工程的设计原则、施工技术、安全措施等内容。

10. 水利工程规范：《水利水电工程设计规范》（SL 619-2013）对水利工程的设计、施工、运行管理等方面进行了规范。

土木工程概论3土木工程结构的基本形式(建筑工程)

土木工程概论3土木工程结构的基本形式(建筑工程)

土木工程概论
（2）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。
北京长城饭店
土木工程概论
（3）框架－剪力墙结构
剪力墙即为一段钢筋混凝土墙体，因其抗剪能力很强， 故得此名。
广州中天大厦
土木工程概论
（4）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。
土木工程概论
楼盖的类型
a. 有梁楼盖 b. 无梁楼盖 c. 交叉密肋型
无梁楼盖 d. 混凝土与压
型钢板、钢 梁组合楼盖
土木工程概论
按施工方法楼盖又分为装配式和现浇式两大类型
土木工程概论
桁架
土木工程概论
桁架结构：由以铰接三角形为单元 (空腹桁架是刚接四边 形)格构体系
与梁相比桁架的优点：
土木工程概论
混凝土梁常用截面形式：
矩形截面（一般梁高度是宽的2~3倍 —— 可用较小截面获得较大
抗弯承载力和刚度）
扁梁：宽大于高的梁，用于梁高受限制时 T 形截面梁：如梁与板整 浇在一起，把与梁相连一定 宽度范围内的板也可看作梁 的一部分，形成 T形截面梁
土木工程概论
钢梁截面形状
钢梁材料强度高(所需截面尺寸小，所以自重较轻)，塑性好， 便于加工安装，使用范围广
土木工程概论
1、平面形或直线形构件 1）板
板的长、宽两方向的尺 寸远大于其高度；
板的作用效应主要为受 弯
土木工程概论
单向板：
两边支承的矩形板或长边l 2与短边l 1之比 l 2／l 1 > 2 的四边支承矩形板

(精品)土木工程课件： 土木工程的基本结构

(精品)土木工程课件： 土木工程的基本结构
楼梯有板式、 梁式（单跑、 双跑及三跑）、 剪刀式（freestanding）及螺 旋式（helical)
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4.6 拱（arch structure）
为曲线结构，主要承受轴向压力。
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4. 2 板
承受施加在楼板的板面上并与板面垂直 的重力荷载。按受力形式分单向板和双 向板
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竖向构件
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受压构件——柱 主要是承受压力。 柱承受荷载可能 是轴心受压，即 荷载沿构件轴线 作用。但更多场 合下为偏心受压， 即这时为偏心受 压构件。
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4.5 楼梯 (楼层间的垂直联系)
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4.3 梁
梁承受板传下来的压力和梁的自重。 截面的类型分：
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土木工程概论3土木工程结构基本形式(建筑工程)

土木工程概论3土木工程结构基本形式(建筑工程)
单层采用铰接框架（排 架）结构。
多层工业建筑一般采用刚 接框架。
土木工程概论
（6）农业建筑
如暖棚、畜 牧场等。
土木工程概论
2.按房屋结构所采用的材料分
（1）砌体结构 采用砖、石、砼
砌块等砌体做成。主 要用于墙体结构。
土木工程概论
（2）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。
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。
土木工程概论
土木工程概论
（5）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）
它是房屋的主 体结构。主要承受 房屋的全部重量并 把它们通过基础传 给地基。
土木工程概论
建筑工程的类别 和建筑结构体系

土木工程概论
房屋建筑工程的类别有多种分法。 可按房屋的使用性质分；按房屋结构所 采用的材料分；也可按房屋主体结构的 型式和受力系统（结构体系）分。建筑 师习惯于第一种，结构工程师和施工工 程师习惯于第二、尤其是第三种分法。
广泛用于阳台、雨蓬、体育场看台罩棚等
土木工程概论
4) 3）柱
柱的截面尺寸远小于其高度，荷载作用方向与柱轴线平行。 属于竖向承重构件。主要承受梁传来的压力以及柱自重。
土木工程概论
土木工程概论
4）墙
墙的长宽两方向尺 寸远大于其厚度 荷载作用方向与墙 面平行
作用效应主要为受 压。
土木工程概论
土木工程概论

土木工程课件： 土木工程的基本结构

土木工程课件： 土木工程的基本结构

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板在結構中的位置：
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4.8 桁架（有鉸接和剛接之分）
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• 鉸接桁架
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《清明上河圖》畫面正中的那座橋，被稱作“虹橋”。這種使用短的構造材
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梁在結構中的位置：
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支承方式分：
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4.4 柱
豎向構件
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受壓構件——柱 主要是承受壓力。 柱承受荷載可能 是軸心受壓，即 荷載沿構件軸線 作用。但更多場 合下為偏心受壓， 即這時為偏心受 壓構件。
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4.6 拱（arch structure）
為曲線結構，主要承受軸向壓力。
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第三章 土木工程的基本结构形式

第三章 土木工程的基本结构形式

墙的分类
按位置分为内墙和外墙。沿建筑物短轴方向的墙称为横墙， 沿长轴方向布置的墙称为纵墙，位于房屋两端的外墙称为山 墙（见图）。 按受力情况分为承重墙和非承重墙，建筑物内部只起分 隔作用的非承重墙称为隔墙。 按所用材料分为砖墙、石墙、土墙、混凝土墙以及各种 天然的、人工的或工业废料制成的砌块墙、板材墙等。 按构造方式分为实体墙、空体墙和组合墙，实体墙由一 种材料构成；空体墙也是一种材料构成，但墙内留有空腔； 组合墙则有两种或两种以上材料组合而成。
§3.4 墙
墙的概述： 承受板、梁传来的压 力及墙的自重。墙的 长、宽两方向尺寸远 大于其厚度，荷载作 用方向与墙面平行， 其作用效应为轴压力， 有时还可能有弯矩。
墙是民用建筑中的主要组成部分，它关系到建筑物的质量， 同时直接影响建筑物的自重、材料消耗、工期和造价。 墙的作用：在建筑物中主要起承重、围护、分隔作用。 对墙的要求：结构布置要合理；有足够强度和稳定性；具有 一定的保温和隔热能力；有一定的隔声能力；有防水防潮能力； 满足防火要求。墙体结构改革要趋于自重轻、强度高、能尽量 采用装配式构件和机械化施工。
第三章 土木工程的基本结构形式
一般房屋结构是由 板、梁、墙、柱、基础 或直线形构件和杆、拱、 壳等直线杆件或曲线、 曲面形构件组成。
§3.1 板的概述
1、定义：板指平面尺寸较大而厚度较小的受弯构件， 板的作用效应主要是弯矩，它通常水平放置。板在建 筑工程中一般应用于楼板、屋面板、基础板、墙板等。 它承受楼板的板面上并与板面垂直的重力荷载。楼板、 阳台板等都属于这一类。 2、板常见的截面形式有：槽形板、空心板和实心板。
§3.2
Байду номын сангаас
梁
1、梁的概述：梁是工程结构中的受弯构件，它承受板 传来的压力及梁的自重，通常水平放置。梁的截面 高度通常大于截面宽度，但因工程的需要，梁宽大 于梁高时，称为扁梁。梁的高度沿轴线变化时，称 为截面梁。 2、梁按截面形式分为：矩形梁、T形梁、倒T形梁、Z 形梁、空腹梁、叠合梁等。

土木工程中的新型框架结构设计与分析

土木工程中的新型框架结构设计与分析

土木工程中的新型框架结构设计与分析随着科技的不断进步和人们对环境保护的日益重视，土木工程领域也在不断探索新型框架结构的设计与分析。

传统的建筑框架结构虽然经久耐用，但存在一些局限性，无法满足当今社会的需求。

新型框架结构设计与分析的出现，为土木工程带来了更多的可能性。

一、材料和设计理念的创新传统的框架结构在材料选择上相对较为单一，主要使用钢材和混凝土。

而新型框架结构的设计与分析则更加注重材料的多样性和可持续性。

近年来，新型材料如复合材料、纳米材料等的应用越来越广泛。

这些材料具有轻质、高强度、耐腐蚀等特点，在框架结构的设计与分析中发挥着重要的作用。

同时，设计理念的创新也为新型框架结构的设计与分析提供了更多的思路。

传统的设计理念更注重结构的强度和稳定性，而现如今更加关注结构的经济性和可持续性。

例如，随着人们对节能环保的追求，新型框架结构的设计与分析中注重优化结构的能源利用效率、减少材料的浪费等方面。

二、新型框架结构在抗震性能方面的应用地震是土木工程中需要充分考虑的因素之一。

在传统的建筑框架结构设计与分析中，通常采用增加墙体或柱子的方式来提高结构的抗震性能。

然而，新型框架结构的设计与分析注重在原有框架结构的基础上进行改进，采用新的连接方式或结构形式来提高抗震能力。

其中一种新型框架结构称为剪力墙结构，它通过在结构中设置钢筋混凝土墙体来提高整体的抗震性能。

这种结构形式在一定范围内能有效减小地震造成的结构位移和变形。

三、新型框架结构在局部损伤修复上的应用在土木工程中，框架结构在遭受自然灾害或意外事故时常常会出现损坏。

传统的修复方式主要是采用传统的加固方法，如增加钢筋、混凝土等。

但这种方法存在着破坏性较大、修复时间较长等问题。

新型框架结构的设计与分析则更注重在结构的设计阶段就考虑修复的可能性。

通过采用可拆卸连接件、预埋传感器等技术，可以实现结构的局部损伤的修复更加方便和快捷。

这种设计思路在建筑的可维修性和可持续性方面更为出色。

土木工程专业毕业设计结构部分模板

土木工程专业毕业设计结构部分模板

第2章结构设计2.1 结构选型2.1.1建筑工程抗震设防类别根据规定，确定本建筑为乙类建筑。

具体参数见设计说明书部分2.1.2 结构材料混凝土：梁，柱，楼板采用C30。

钢筋：HRB400 ，HRB335 箍筋：HRB3352.1.3 结构体系本结构主体为6层。

此工程采用框架结构承重，柱网的布置为柱距8m,层高4m，采用横向,纵向框架共同承重方案。

2.1.4 基础方案本设计结构形式是框架结构，柱承重，因此本商场采用柱下独立基础，初步假定基础高度0.8m,埋深1.1m。

所以一楼的计算高度为4.0+0.45+0.3=4.75m。

2.1.5 结构布置图2.1 平面结构布置图（1）柱网本结构柱网间距如下：横向：8000mm×8000mm纵向：8000mm×8000mm（2）变形缝本结构平面布置较简单，结构高度与主体高度相差不大，所以不必采用抗震缝和变形缝。

（3) 长宽比本结构L/B=48000/40000=1.2<6,不需要设伸缩缝。

2.2结构构件截面尺寸的初步确定2.2.1 主梁和次梁(1）框架梁初选：h=(1/10-1/18)L=(1/10-1/18)*8m=0.444-0.800m,取0.600mb=(1/3-1/2)×0.6=0.200-0.300m,取0.300m 。

(2)初选次梁h=(1/12-1/18)L=(1/12-1/18)*8m=0.444m-0.800m,取0.500m, b=(1/3-1/2)*0.500=0.167-0.250m,取0.250m.根据以上计算，截面尺寸定为主梁：300mm ×600mm ；次梁为250mm ×500mm 。

(1）底层柱轴力估算 假定结构的单位荷载为10KN, N=γ0qSn α1α2βγ0 :竖向荷载分项系数，可取1.3Q :每个楼层上单位面积竖向荷载标准值，根据《高层建筑混凝土结构技术规程》，取q=10KN/㎡S:柱一层的受荷面积 n:柱曾受荷载楼层数 α1：α1=1.05-1.15 α2：均取1.0。

土木工程基本构件和基本结构体系讲义(大字体)

土木工程基本构件和基本结构体系讲义(大字体)

土木工程构件及基本结构体系第一节土木工程构件土木工程构件是由按一定规律排列组合的构件组成的，其形式虽然多种多样，但是按照外形尺寸、所处位置、受力特点及作用可分为，杆件（类构件）、板壳（类构件）、块材（类构件）三种。

一、梁（杆件）（一）梁的定义梁是工程结构中截面宽度和高度尺寸远小于其长度尺寸的受弯构件，通常水平放置，但有时也斜向设置以满足使用要求，如楼梯梁，屋顶斜梁。

（二）梁的分类1、按所用材料分：钢梁、钢筋混凝土梁、预应力混凝土梁、木梁以及钢与混凝土组成的组合梁等。

2、梁按照结构力学属性及支承方式可分为：（1）静定梁：包括简支梁、外伸梁、悬臂梁、多跨静定梁（房屋建筑工程中很少用，路桥工程中常使用）；（2）超静定梁：包括单跨固端梁、两端固定梁、多跨连续梁。

简支梁外伸梁悬臂梁多跨静定梁单跨固端梁两端固定梁多跨连续梁3、梁按照结构工程属性可分为，（1）框架结构梁：框架梁、剪力墙支承的框架梁、内框架梁、外框架梁；（2）剪力墙结构梁：剪力墙连梁、剪力墙暗梁、剪力墙边框梁；（3）砌体结构梁：砌体墙梁、砌体过梁、砌体圈梁。

4、梁按照其在房屋的不同部位，可分为屋面梁、楼面梁、地下框架梁、基础梁、楼梯梁。

屋面梁楼面梁地下框架梁（地框梁）筏板基础梁5、梁依据截面形式，可分为矩形截面梁、T形截面梁、倒T形截面梁、十字形截面梁、工字形截面梁、槽（C）形截面梁、箱（囗）形截面梁、不规则截面梁。

6、梁依据梁宽与梁高的不同比值，可分为：深梁、普通梁、宽扁梁。

普通梁的截面高度与跨度之比一般为1/8～1/16，高跨比大于1/4的梁称为深梁；梁的截面高度通常大于截面的宽度，但因工程需要，梁宽大于梁高时，称为（宽）扁梁。

梁的高度沿轴线变化时，称为变截面梁。

7、依据梁与板的相对位置，可分为（正）梁与反梁。

（1）从结构所受外力的作用方向划分混凝土楼面与屋面粱板系统，重力荷载垂直向下，荷载由板传到下面的梁，就是普通（正）粱；如果将屋面这个系统假想地颠倒过来，比如放在地基上面，就变成，地基反力向上作用到筏板，板再将土压力传到粱上就是与楼面与屋面粱板系统相反；在这个层面理解，楼面与屋面粱板系统的粱，是普通粱；筏形基础系统的粱是反粱。

土木工程结构

土木工程结构
①过大的变形、侧移 影响非结构构件、不安全感、不能正常使用(吊车）等；
②过大的裂缝
（钢筋锈蚀、不安全感、漏水等）；
③过大的振动（不舒适）；
④其他正常使用要求。
下列破坏分别属于超出了什么极限状态？
A、雨棚出现倾覆 B、出现了很大的裂缝 C、结构变成了机动体系
D、发生了失稳破坏 E、出现了很大的振动 F、超过了构件强度而破坏。
2承载力能力极限状态设计表达式02110??????????????????ihbaffrssssskccknqikqiqikqqgkg?????1g0结构重要性系数结构的安全等级或设计使用年限?安全等级i级或使用年限100y11?安全等级ii级或使用年限50y10?安全等级iii级或使用年限5y092正常使用极限状态设计表达式1
• 安全等级 II 级或使用年限≥50y，1.0
• 安全等级 III 级或使用年限≤5y，0.9
（2）正常使用极限状态设计表达式
S C
1．变形验算表达式
f flim
2．裂缝宽度验算表达式
w wlim
6．混凝土单轴（简单）受力下三种混凝土的强度测试方法；
答：立方体抗压强度，轴心抗压强度，轴心抗拉强度
答：用表内的（标准值/（kN/m2）×组合值系数ψc）得出的结果就是 X 系数值。 4．极限状态的类型；
答：承载能力极限状态、正常使用极限状态两种。 （1）承载力能力极限状态 超过该极限状态，结构就不能满足预定的安全性功能要求。 ① 结构或构件达到最大承载力（包括疲劳）； ② 结构整体或其中一部分作为刚体失去平衡（如倾覆、滑移）； ③ 结构塑性变形过大而不适于继续使用； ④ 结构形成几何可变体系（超静定结构中出现足够多塑性铰）； ⑤ 结构或构件丧失稳定（受压构件的压曲失稳）。 （2）正常使用极限状态 超过该极限状态，结构就不能满足预定的适用性和耐久性的功能要求。

第八章 土木工程结构体系

第八章 土木工程结构体系

第八章土木工程结构体系第一节梁、板、柱一、梁梁是将楼板上或屋面上的荷载传至柱子或墙上的受弯构件。

梁上作用的荷载一般与梁轴线垂直，在这样的荷载作用下，梁要受弯，其轴线由原来的直线变成曲线，这种弯曲形式称为弯曲变形，产生弯曲变形的构件称为受弯构件（图7-1）。

梁和板是建筑工程结构中典型的受弯构件。

图7-1 平面弯曲的梁梁的截面高度与跨度之比一般为1/8～1/16。

高跨比大于1/4 的梁称为深梁。

梁截面高度一般大于其截面宽度，但因工程需要，梁宽大于梁高时，称为扁梁。

梁截面高度沿梁轴线变化的梁，称为变截面梁。

（一）梁上作用的荷载作用在梁上的荷载常见的有下列几类：1.集中力即作用在梁微小局部上的横向力，图7-2 所示。

2.集中力偶即作用在通过梁轴线的平面或与梁轴线平面平行的平面，图7-2 中的力偶m。

图7-2 作用集中力P 和集中力偶m 的梁。

3.分布荷载即沿梁长连续分布的横向力，分布荷载可分为均布荷载（沿梁长均匀分布的荷载，图7-3a）与非均布荷载（沿梁长非均匀分布的荷载，图7-3b）（a）均布荷载（b）非均布荷载图7-3 作用分布荷载的梁（二）梁的分类1.建筑工程中，梁按材料分类，常用的有混凝土梁、钢梁及钢—混凝土组合梁。

（1）混凝土梁混凝土梁截面形式常用的有矩形、T 形及花篮形等（图7-4）。

混凝土梁分为现浇钢筋混凝土梁和预应力钢筋混凝土梁。

图7-4 混凝土梁的截面类型现浇钢筋混凝土梁是目前应用最广泛的梁，是由混凝土、纵向钢筋和箍筋组成。

由于混凝土抗拉强度低，所以在梁的受拉区设置纵向钢筋以抵抗弯矩引起的拉力，使梁的承载力得以极大提高，并显著提高梁的变形能力。

梁的剪力由混凝土和箍筋共同承担。

钢筋混凝土梁的配筋示意图见图7-5。

图7-5 钢筋混凝土梁的配筋预应力混凝土梁是在梁的受拉区对混凝土施加预压应力，如图7-6 所示，并使梁产生向上的预起拱，可有效控制梁的裂缝宽度和挠度。

预制的预应力混凝土梁一般均为后张预应力，在非地震区或低烈度地震设防区可采用无粘结预应力梁，在高烈度区宜采用有粘结预应力梁。

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土木工程结构结构设计毕业设计题目：某股份责任有限公司办公楼一专业：土木工程学号：*** 班级：***级本科姓名：***2011年*月目录第一章工程资料 (3)第二章结构布置 (3)第一节框架布置要求 (3)第二节构件截面尺寸确定 (4)第三章荷载计算 (5)第一节面荷载标准值 (5)第二节线荷载标准值 (6)第三节风荷载计算 (7)第四节地震荷载计算 (7)第四章 PKPM设计 (13)第一节PMCAD框架计算结果简图 (13)第二节LTCAD楼梯钢筋计算书 (13)第五章基础设计 (16)第一节常用的基础 (16)第二节基础选型 (17)第三节基础计算 (17)附录 (21)参考文献 (33)第一章工程资料按给定的办公楼建筑施工图进行结构设计和施工组织设计。

拟建办公楼位于某市市郊，层楼四层，气象及自然条件如下：1、主导风向：夏季东南风，冬季东北风；2、最大基本风压：0.75kN/㎡；3、温度：最热平均温度290C；4、相对湿度：最热平均80%；5、平均年总降水量1300mm。

第二章结构布置结构布置是结构设计的一个十分重要的步骤，其内容包括：结构体系的选择、框架布置、变形缝设计以及构件截面尺寸的确定等。

本建筑为办公楼，共4层，建筑造型简洁，本着“满足使用要求，受力合理，技术上可行，尽可能达到综合经济技术指标先进”的原则，结合地基环境，综合考虑技术经济条件和建筑艺术的要求，参考以上结构体系的优缺点，本建筑宜使用框架结构体系。

第一节框架布置要求框架结构是由梁和柱连接而成的。

梁柱交接处的框架节点通常为刚接，有时也将部分节点做成铰接或半铰接。

柱底一般为固定支座，必要时也设计成铰支座。

为利于结构受力，框架梁宜拉通、对直，框架柱宜纵横对齐、上下对称，梁柱轴线宜在同一竖向平面内。

框架结构柱网布置应满足以下要求：（1）满足生产工艺的要求。

在多层办公楼设计中，生产工艺的要求是厂房平面设计的主要依据，建筑平面布置主要有内廊式、统间式、大宽式等几种。

与此相应，柱网布置方式可以分为内廊式、等跨式、对称不等跨式等几种；（2）满足建筑平面布置的要求。

在旅馆、办公楼等民用建筑中，柱网布置应与建筑分隔墙布置相协调，一般常将柱子设在纵横建筑隔墙交叉点上，以尽量减少柱子对建筑使用功能的影响。

柱网的尺寸还受梁跨度的限制，梁跨度一般在6～9米之间为宜；（3）满足结构受力合理。

多层框架主要承受竖向荷载。

柱网布置时，应考虑到结构在竖向荷载作用下内力分布均匀合理，各构件材料强度均能充分利用；（4）柱网布置应满足方便施工。

建筑设计及结构布置时应该考虑到施工方便，以加快施工进度，降低工程造价。

承重框架的布置：一般情况下柱在两个方向均应由梁拉结，亦即沿房屋纵横方向均应布置梁系。

按楼面竖向荷载传递路线的不同，承重框架的布置方案有横向框架承重、纵向框架承重和纵横向框架混合承重等几种。

框架体系多层房屋结构的平面布置宜简单、规则、对称、尽量减少偏心。

不能满足要求时，宁可划分成规整的小单元也不采用一个大块的复杂平面。

第二节构件截面尺寸确定一、柱截面估算确定为方便设计及施工，柱采用矩形截面。

截面尺寸按如下公式估算：AC≥ϕ.c fN式中AC——柱截面的有效面积；fc——混凝土抗压强度设计值，本工程柱的混凝土为C30，fc=14.3MPa；ϕ——轴压比，取0.9；N——底层柱的轴力； N=αΑ×（12～16）kN/m由以上所述，柱的截面估算如下：（1） KZ1(B轴柱)尺寸估算：A=(1.8＋7.6/2)×3.8=21.09㎡N=1.5×21.09×4×16=2024.64 kNAC≥ϕ.c f N=2024.64×103/(14.3×0.9)=157314.68㎜2偏安全取值，故取b×h=400×500=200000㎜2（2） KZ2(C轴柱) 尺寸估算：A=3.8×3.8=14.44㎡N=1.5×14.44×4×16=1368 kNAC≥ϕ.c f N=1368×103/(14.3×0.9)=106293.71㎜2取b×h=400×500=200000㎜2二、梁截面的计算及确定根据规范的要求，一般情况下：（1）柱与柱之间设置框架梁（2）有墙体的地方一般设置梁，当板的跨度太大时设置次梁（不超过5m）（3）楼板有大洞的地方（洞口尺寸＞800mm）要布置次梁，当洞口小于300时可不做处理，当洞口在300mm＜洞口尺寸＜800mm时做构造配筋（4）在二层结构布置图上洞口的尺寸为1200mm，大于800mm要布置次梁。

（5）梁截面尺寸估算如下：①框架梁:h=l0 /(12～8)，b=h(1/3～1/2)②悬臂梁:h=l0/6，③次梁:h=l0/(12～15），b =(1/2～1/3)h结合本工程的设计取梁截面尺寸：KL：h=l0 /(12～8)=7600/(12～8)=633～950㎜，取700㎜；b=h(1/3～1/2)=700(1/3～1/2)= 233～350㎜；取300㎜；LL：h=l0/(12～15)=3800/(12～15)= 450～360㎜；取500㎜；b =(1/2～1/3)h=(1/2～1/3)×500= 250～133㎜；取250㎜；三、楼板厚度本工程楼板既有双向板，也有单向板。

民用建筑楼板厚，一般双向板h b=l板/40=3800/40=95㎜,单向板h b=l板/45=2100/45=47㎜,综合本设计情况，考虑到屋面含有防水层和保温层，荷载较大，同时为方便设计和施工，统一取板厚h b=100㎜。

第三章荷载计算第一节面荷载标准值一、恒载标准值计算：（一）屋面恒载标准值40厚细石混凝土保护层 22×0.04=0.88 KN/m2三毡四油防水层 0.4 KN/m230厚水泥砂浆找平层 20×0.03=0.6 KN/m2200厚水泥蛭石保温层 5×0.2=1.0KN/m2100厚钢筋混凝土板 0.1×25=2.5 KN/m2抹灰层 0.34 KN/m2合计： 5.72kN/m²（二）楼面的恒载标准值10厚水磨石面层 0.65kN/m²30厚水泥砂浆找平层 20×0.02=0.4 kN/m²100厚钢筋混凝土板 0.1×25=2.5 KN/m210厚板底抹灰 17×0.01=0.17 kN/m²合计： 3.92kN/m²二、活荷载值：1.除会议室、阅览室2.5KN/ m2、资料室、档案室为5.0KN/ m2,其余办公室均为2.0KN/m2；2.厕所、走廊：均取2.5 KN/m2；3.楼梯：考虑兼做消防用途，取3.5 KN/m2；4.屋面：上人屋面取2.0 KN/m2，楼梯屋面取0.7 KN/m2。

第二节线荷载标准值（一）二～四层楼面线荷载标准值○A轴梁上均布线荷载（墙重＋窗重）{墙容重×[柱距×(层高-砼梁高)-窗洞宽×窗洞高]+ 窗容重×窗洞宽×窗洞高}/柱距=梁上均布线荷载○B轴梁上均布线荷载（墙重＋窗重＋门重）{墙容重×[柱距×(层高-砼梁高)-窗洞宽×窗洞高—门洞宽×门洞高]+窗容重×窗洞宽×窗洞高+门容重×门洞宽×门洞高}/柱距○C轴梁上均布线荷载（墙重＋窗重）{墙容重×[柱距×(层高-砼梁高)-窗洞宽×窗洞高]+ 窗容重×窗洞宽×窗洞高}/柱距○1轴梁上均布线荷载（墙重）墙容重×(层高-砼梁高)○2～○15轴梁上均布线荷载（墙重）B-C 3.6×(4.2-0.7) =11.52 KN/m（二）屋面线荷载标准值○A＋○C＋○1＋○15轴梁上均布线荷载（女儿墙重）墙容重×女儿墙高=3.6×1.5=5.4 KN/m第三节风荷载计算风压标准值计算公式为ω=βz×μs×μz×ωoβz－z 高度处的风震系数；μs－风荷载体型系数；μz－风压高度变化系数；ωo－基本风压；该建筑为教学楼，地处南宁，设计使用年限为50年。

查《建筑结构荷载规范》2002-01-10得：基本风压：ω=0.75kN/㎡。

因结构高度18.0m＜30m，可取βz=1.0；对于矩形平面，μs=1.3；μz可查规范按柱顶标高确定。

将风荷载换算成作用于框架每层节点上的集中荷载，计算过程如下表所示，其中，A 为一榀框架各层节点上的受风面积，计算结果如图3-4所示：第四节 地震荷载计算一、楼层集中质量计算计算时假定楼层匀重，梁自重、活载以及上下半墙、柱自重之和集中于该楼层楼盖处。

（一）顶层荷载计算 顶层面积：S ＝990㎡（1）柱自重： 30.40.5 1.825/40648KN m KN ⨯⨯⨯⨯= 抹灰： 30.54 1.80.01817/4052.88KN m KN ⨯⨯⨯⨯⨯= 小计： 700.88KN （2）外墙自重：面积： 282.1703815.18.18.16.138m =⨯⨯-⨯ KN m KN 48.307/63.082.1703=⨯⨯ 抹灰： KN m KN 54.1042/17018.082.1703=⨯⨯⨯ 小计： 412.02kN （3）内墙自重：面积：⎭⎬⎫⎩⎨⎧=⨯⨯-⨯⨯-+⨯⨯⨯-⨯⨯-⨯⨯-KN 06.40220.13.028.1)3.03.3(25.13.03.0240.13.0378.1)6.06.6(KN m KN 47.482/62.006.4023=⨯⨯抹灰： KN m KN 06.2462/17018.006.4023=⨯⨯⨯小计： 728.53 kN （4）梁自重：31:0.700.3 6.05625/1638.3KL KN m KN ⨯⨯⨯⨯=抹灰：[]3(0.700.1)20.3 6.0560.01817/143.94KN m KN -⨯+⨯⨯⨯⨯=KN m KN KL 75.78/25101.25.03.0:23=⨯⨯⨯⨯抹灰：[]KN m KN 07.7/17018.0101.23.02)1.05.0(3=⨯⨯⨯⨯+⨯-KN m KN L 73.382/25183.63.045.0:13=⨯⨯⨯⨯抹灰：[]KN m KN 70.34/17018.0183.63.02)1.045.0(3=⨯⨯⨯⨯+⨯- 小计： 2285.49 kN（5）女儿墙自重[]{⎩⎨⎧=⨯⨯⨯⨯++⨯+KN m KN 00.191/254.05.02)6.09.15(2)6.04.59(3抹灰：⎩⎨⎧=⨯⨯⨯⨯⨯++⨯+KN m KN 38.232/17018.05.0]2)6.09.15(2)6.04.59[(3小计： 214.38 kN （6）上半层门窗自重：A 轴线：KN m KN 77.618/45.08.115.12=⨯⨯⨯B 轴线：KN m KN m KN 62.1/2.05.13.012/2.00.13.022=⨯⨯+⨯⨯⨯C 轴线：KN m KN 84.014/2.00.13.02=⨯⨯⨯D 轴线：KN m KN m KN 15.162/45.02.115.116/45.08.115.122=⨯⨯⨯+⨯⨯⨯ 小计： 35.38 kN（7）屋面活载：KN m KN 75.123%5000.990/25.02=⨯⨯ （8）屋面恒载：KN m KN 8.348400.990/52.32=⨯ 顶层屋面荷载总计： （二）标准层荷载计算（1）楼面荷载 KN m KN 05.3148)43.36.6990(/51.32=⨯⨯-⨯ 楼梯间 KN m KN 36.26123.36.6/62=⨯⨯⨯ 卫生间 KN m KN 48.15123.36.6/48.32=⨯⨯ 活载：走廊 KN m KN 48.2004.597.2/5.2%502=⨯⨯⨯ 楼梯间 KN m KN 45.5423.36.6/5.2%502=⨯⨯⨯⨯其它 KN m KN 42.778)4.597.223.36.6900(/2%502=⨯-⨯⨯-⨯⨯ 小计： 4594.35 kN（2）柱自重： 30.40.5 3.625/401296KN m KN ⨯⨯⨯⨯= 抹灰： 30.44 3.60.01817/40105.75KN m KN ⨯⨯⨯⨯⨯= 小计： 1401.75 kN （3）梁自重：31:0.700.3 6.05625/1638.3KL KN m KN ⨯⨯⨯⨯=抹灰：3[(0.700.1)20.3] 6.0560.01817/143.94KN m KN -⨯+⨯⨯⨯⨯=32:0.20.5 2.11025/78.75KL KN m KN ⨯⨯⨯⨯=抹灰：3[(0.50.1)20.2] 2.1100.01817/7.07KN m KN -⨯+⨯⨯⨯⨯= L1: KN m KN 73.382/25183.63.045.03=⨯⨯⨯⨯抹灰：3[(0.500.1)20.2] 6.3180.01817/34.70KN m KN -⨯+⨯⨯⨯⨯= 小计： 2285.49 kN （4）外墙自重：面积：236624.12.1360.28.16.36.138m =⨯⨯-⨯⨯-⨯ KN m KN 8.658/63.03663=⨯⨯ 抹灰：KN m KN 00.2242/17018.03663=⨯⨯⨯小计： 882.8 kN （5）内墙自重：面积：⎩⎨⎧=⨯⨯-⨯⨯-+⨯⨯-⨯⨯-⨯⨯-KN 32.76320.11.226.3)2.03.3(25.11.2240.11.27.36.3)6.06.6(KN m KN 98.915/62.032.7633=⨯⨯ 抹灰：KN m KN 15.4672/17018.032.7633=⨯⨯⨯ 小计： 1383.13 kN （6）上半层门窗自重：A 轴线：KN m KN 16.2918/45.08.10.22=⨯⨯⨯B 轴线：KN m KN m KN 3.62/2.05.11.212/2.00.11.222=⨯⨯⨯+⨯⨯⨯ 1/B 轴线：KN m KN 88.514/2.00.11.22=⨯⨯⨯C 轴线：KN m KN m KN 08.282/45.02.10.216/45.08.10.222=⨯⨯⨯+⨯⨯⨯ 小计： 69.42 kN 标准层荷载总计： 10615.94KN （三）底层荷载计算（1）楼面荷载 KN m KN 05.3148)43.36.6990(/51.32=⨯⨯-⨯ 楼梯间 KN m KN 36.26123.36.6/62=⨯⨯⨯ 卫生间 KN m KN 48.15123.36.6/48.32=⨯⨯ 活载：走廊 KN m KN 48.2004.597.2/5.2%502=⨯⨯⨯ 楼梯间 KN m KN 45.5423.36.6/5.2%502=⨯⨯⨯⨯其它 KN m KN 42.778)4.597.223.36.6900(/2%502=⨯-⨯⨯-⨯⨯ 小计： 4594.35 kN（2）柱自重： 30.40.5 5.225/4018726KN m KN ⨯⨯⨯⨯=抹灰： 30.44 5.20.01817/40152.76KN m KN ⨯⨯⨯⨯⨯= 小计： 2024.76 kN （3）梁自重：31:0.700.3 6.05625/1638.3KL KN m KN ⨯⨯⨯⨯=抹灰：3[(0.700.1)20.3] 6.0560.01817/143.94KN m KN -⨯+⨯⨯⨯⨯=KN m KN KL 75.78/25101.25.03.0:23=⨯⨯⨯⨯抹灰：KN m KN 07.7/17018.0101.2]3.02)1.05.0[(3=⨯⨯⨯⨯+⨯- L1: 30.500.2 6.31825/382.73KN m KN ⨯⨯⨯⨯=抹灰：3[(0.500.1)20.2] 6.3180.01817/34.70KN m KN -⨯+⨯⨯⨯⨯= 小计： 2285.49 kN （4）外墙自重： 面积：a 上层：294.18525.18.1388.185.08.16.138m =⨯⨯-⨯⨯-⨯b 下层：⎩⎨⎧=⨯⨯-⨯⨯-⨯-⨯-⨯-⨯⨯-⨯221.22824.12.1248.195.15.11.135.10.65.165.295.16.26.138m KN m KN 47.7453.0/6)21.22894.185(3=⨯⨯+抹灰： KN m KN 46.2532/17018.0)21.22894.185(3=⨯⨯⨯+ 小计： 998.93 kN （5）内墙自重： 面积：a 上层：⎩⎨⎧=⨯⨯-⨯⨯-+⨯⨯-⨯⨯-⨯⨯-256.35820.18.128.1)2.03.3(25.18.1240.18.1378.1)6.06.6(m b 下层：⎩⎨⎧=⨯⨯-⨯⨯-+⨯⨯-⨯⨯-⨯⨯-KN92.56620.11.126.2)2.03.3(25.11.1240.11.1376.2)6.06.6(KN m KN 58.11102.0/6)92.56656.358(3=⨯⨯+抹灰： KN m KN 39.5662/17018.0)92.56656.358(3=⨯⨯⨯+ 小计： 1676.97 kN （6）上半层门窗自重：外墙：a 上层：KN m KN 59.28/45.0)25.18.1388.185.0(2=⨯⨯⨯+⨯⨯b 下层：⎪⎩⎪⎨⎧=⨯⨯⨯+⨯⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯⨯KN m KN m KN m KN m KN m KN m KN 44.762/45.04.12.1/45.0248.195.1/2.05.11.1/2.035.1/45.00.65.1/45.065.295.1222222内墙：a 上层：⎩⎨⎧=⨯⨯⨯+⨯⨯⨯+⨯⨯⨯KN m KN m KN m KN 44.10/2.020.18.1/2.025.18.1/2.0240.18.1222 b 下层：⎩⎨⎧=⨯⨯⨯+⨯⨯⨯+⨯⨯⨯KN m KN m KN m KN 28.5/2.020.11.1/2.025.11.1/2.0190.11.1222 小计： 120.75 kN 底层荷载总计：11701.25KN各层重力荷载代表值二、横向框架自振周期按顶点位移法计算框架的自振周期，顶点位移是求结构基频的一种近似方法。