建筑结构选型复习重点
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建筑结构第1章概论1.建筑结构与建筑的关系强度是建筑的最基本特征,它关系到建筑物保存的完整性和作为一个物体在自然界的生存能力,满足此“强度”所需要的建筑物部分是结构,结构是建筑的的基础,没有结构就没有建筑物。
结构以建筑之间的关系能够采用多种形式,结构是建筑物的基本受力骨架。
2.建筑结构的基本要求安全性、经济性、适用性、耐久性、可持续性3.建筑结构的分类1.按组成材料1)木结构优点:施工周期短;易于扩建和改造;保温隔热性能好;节能环保性能好。
缺点:多疵病;易燃;易腐;易虫蛀。
2)砌体结构(包括无筋砌体和配筋砌体等)消防限制,最高七层。
优点:耐久性好;耐火性好;就地取材;施工技术要求低;造价低廉。
缺点:强度低,砂浆与砖石之间的粘接力较弱;自重大;砌筑工作量大,劳动强度高;粘土用量大,不利于持续发展。
3)混凝土结构(包括素混凝土结构、钢筋混凝土结构和预应力混凝土结构等。
)优点:耐久性好;耐火性好;可模性好;整体性好;可就地取材。
缺点:自重大;抗裂差;施工环节多;施工周期长;拆除、改造难度大。
4)钢结构优点:强度高、重量轻;材性好,可靠性高;工业化程度高,工期短;密封性好;抗震性能好。
缺点:钢材为非燃烧体,耐热但不耐火;耐腐蚀性差。
5)组合结构(可分为钢骨混凝土结构和混合结构)优点:刚度大;防火、防腐性能好;重量轻;抗震性能好;施工周期短、节约模板缺点:需要特定的剪力连接件、需要专门焊接设备与人员、需要二次抗火设计2.按结构体系1)混合结构体系—主要承重构件由不同的材料组成的房屋。
主要用于量大面广的多层住宅。
2)排架结构—由屋面梁或屋架、柱和基础组成,其屋架与柱顶为铰接,柱与基础顶面为固接。
主要用于单层工业厂房中。
3)框架结构—采用梁、柱等杆件组成空间体系作为建筑物承重骨架的结构。
优点:建筑室内空间布置灵活;平面和立面变化丰富。
缺点:在水平荷载作用下,结构的侧向刚度较小,水平位移较大;框架结构抗震性能较差,适用于非抗震设计;层数较少,建造高度不超过60m的建筑中。
在正常设计,正常施工条件下完成预就是结构由可靠转变为失效的临界状态。
整个结构或结构的一部分能使结构产生效应(如结构或构件的内力、应力、位移、应变、裂缝等)●直接作用:作用在结构上的力的因素,称为荷载或直接作用,如建筑物自重、人员设备自重;自然界对建筑物施加的力(如风)。
●间接作用:不表现为力的形式,但同样会引起结构效应。
如不均匀沉降、温度效应等。
分类:1)永久作用(恒荷载)如结构自重、土压力等。
2)可变作用(活荷载)如楼面活荷载(包括人群、家具等)、屋面活荷载、风荷载、雪荷载、吊车荷载等。
3)偶然荷载如地震、爆炸、撞击等。
4.构造地震:浅源地震(震源深度小于60km)/中地震(震源深度介于60km至300km)/深源地震(震源深度大于300km)(震源越浅,破坏性越大,但波及范围越小;反之,震源越深,破坏性越小,但波及范围却越大。
)/诱发地震:立方体抗压强度、轴心抗压强度和轴心抗拉强度。
7.混凝土的强度等级是用立方体抗压强度来划分的8.木材的优点:密度小、强度高、弹性好、色调丰富、纹理美观和易加工9.木材性质的最大特点是各向异性:木材的顺纹抗压强度比横纹抗压强度大,而横纹中径向抗压强度最小;顺纹抗拉强度在木材强度中最大,横纹抗拉强度只有。
外力以压力的方式作用在构件的轴心处,使构件产生均匀压应力并产生屈曲提高承载力的途径:尽量减小压杆长度;增强支承的刚性;合理选择截面形状;11.各种构件比较:轴心受拉构件是受力理想的构件,有如下优势:1)能充分发挥材料性能,因在外力作用下,沿构件全长及截面的内力及应力都是均匀分布;2)在承载相同荷载的情况下,与受压与受弯构件相比所需的断面最小;3)具有最多数量的轴拉构件和较少轴压和受弯构件组成的结构体系是较节省材料和经济合理的体系。
/轴压构件的承载力受稳定性的影响,故应避免长杆受压;偏心受压构件在相同截面下,因受偏心弯矩的影响,其承载力将随偏心距的加大而大为减少,而且也要考虑稳定性的影响。
名词解释、填空、简答、论述/:1、梁的型式及特点答:型式:1.按材料分类:石梁;木梁;钢梁;钢筋混凝土梁;预应力混凝土梁;钢-钢筋混凝土梁 2.按截面分类:工字型梁;矩形梁;异形梁;花篮梁;箱型梁 3.按支座约束分类:静定梁;超静定梁 4.按布置方式分类:主梁;次梁;圈梁;过梁;连梁 5.按支承方式分类:简支梁;悬臂梁;连续梁特点:2、悬挑结构的抗倾覆平衡采取的四种方式及减小跨度的三种方式答:1.抗倾覆平衡采取的四种方式:(a)上部压重平衡(b)下部拉压平衡(c)左右自平衡(d)副跨框架平衡2.减小跨度的三种方式:(a)梁下设柱(b) 梁下设斜撑(c)梁上部设拉索3、(1)桁架的类型?(2)屋架的选型与布置?(3)立体桁架的分类?答:(1)桁架的型式:(a)三角形桁架;(b)梯形桁架;(c)矩形桁架;(2)选型: 屋架结构的选型应考虑房屋的用途、建筑造型、屋面防水构造、屋架的跨度、结构材料的供应、施工技术条件等因素,做到受力合理、技术先进、经济适用。
(a)受力:从结构受力来看,抛物线状的拱式结构受力最为合理。
但拱式结构上弦为曲线,施工复杂。
折线型屋架,与抛物线弯矩图最为接近,故力学性能良好。
梯形屋架,因其既具有较好的力学性能,上下弦均为直线施工方便,故在大中跨建筑中被广泛应用。
三角形屋架与矩形屋架力学性能较差。
三角形屋架一般仅适用于中小跨度,矩形屋架常用作托架或荷载较特殊情况下使用。
(b)防水:屋面防水构造决定了屋面排水坡度,进而决定屋盖的建筑造型。
一般来说,当屋面防水材料采用粘土瓦、机制平瓦或水泥瓦时,应选用三角形屋架、陡坡梯形屋架。
当屋面防水采用卷材防水、金属薄板防水时,应选用拱形屋架、折线形屋架和缓坡梯形屋架。
(c)材料:木材及钢材均易腐蚀,维修费用较高。
因此,对于相对湿度较大而又通风不良的建筑,或有侵蚀性介质的工业厂房,不宜选用木屋架和钢屋架,宜选用预应力混凝土屋架,可提高屋架下弦的抗裂性,防止钢筋腐蚀。
建筑结构选型复习重点第一章砌体结构1.1、砌体结构的概念砌体结构:由块体和砂浆砌筑而成的墙、柱作为建筑物主要受力构件的结构。
1.2、砌体结构的特点1、砌体结构的主要优点(1)易于就地取材:可以利用工业废料(如矿渣、粉煤灰等)生产各种新型砌体,来源方便,价格较便宜。
(2)具有良好耐火性和化学稳定性:可以满足房屋耐久性要求。
(3)不需要模板和特殊的施工设备:节省木材、钢材和水泥。
(4)具有良好隔热、保温性能:节能效果明显。
(5)采用砌块和大型板材作墙体时,可减轻结构自重,加快施工进度,有利于工业化生产和施工。
2、砌体结构的缺点(1)强度相对较低、自重大:需要采用较大截面的构件,材料用量多。
(2)手工砌筑:施工繁重、条件差。
(3)砖石块体与砂浆之间的粘结强度较低:砌体结构房屋整体性差,无抗震措施情况下,抗震能力较差。
1.4、砌体结构承重方案1、横墙承重方案◆荷载传递路径:板→横墙→基础→地基(1)横墙是主要承重墙;纵墙主要起围护、隔断和将横墙连成整体作用,受力较小,对设在纵墙上门窗洞口大小和位置的限制较少,建筑设计上容易满足采光和通风的要求。
(2)每一开间均设有横墙,数量较多、间距较密(通常3~4.5m),并与内外纵墙拉结,房屋空间刚度大,整体性好,利于抵抗风载、水平地震作用和调整地基不均匀沉降。
(3)结构布置比较简单和规则,施工比较简单方便;房间布置的灵活性差,墙体材料用量比较多。
适用范围:多用于横墙间距比较密、房间开间比较小的房屋,如宿舍、招待所、住宅、办公楼等民用建筑。
2、纵墙承重方案◆荷载传递路径:板→纵墙→基础→地基;板→梁→纵墙→基础→地基(1)纵墙是主要承重墙,设置横墙的目的是为了满足房屋空间刚度和结构整体性的要求,横墙间距可以相当大,容易满足使用上大空间和灵活布置平面的要求。
(2)由于纵墙承受较大荷载,在纵墙上一般不能随意开设门窗洞口,门窗洞口的大小和位置受到一定的限制。
(3)由于横墙数量较少,相对于横墙承重方案而言,房屋的横向刚度较小,整体性较差。
建筑结构选型总复习作业及答案一、选择题1. 建筑结构选型的主要考虑因素包括()A. 承载力和稳定性B. 施工工艺和材料成本C. 可持续性和环保性D. 所需时间和人力成本答案:A、B、C、D解析:建筑结构选型的主要考虑因素包括承载力和稳定性、施工工艺和材料成本、可持续性和环保性以及所需时间和人力成本。
这些因素综合考虑,可以选择出最合适的建筑结构类型。
2. 建筑结构的承载力是指()A. 结构的自重B. 结构的抗震性能C. 结构的荷载能力D. 结构的稳定性答案:C解析:建筑结构的承载力是指结构的荷载能力,即能够承受的外部荷载大小。
荷载包括建筑本身的自重、使用荷载、风荷载、地震荷载等。
3. 钢结构的优点包括()A. 施工速度快B. 轻质高强C. 可回收利用D. 施工工艺简单答案:A、B、C、D解析:钢结构的优点包括施工速度快、轻质高强、可回收利用以及施工工艺简单。
钢结构具有较高的强度和刚度,能够满足大跨度、大空间的建筑需求,同时具有较好的可持续性和环保性。
4. 混凝土结构的优点包括()A. 耐久性好B. 施工成本低C. 施工周期短D. 可塑性好答案:A、D解析:混凝土结构的优点包括耐久性好和可塑性好。
混凝土具有较好的抗压强度和耐久性,能够满足长期使用的要求。
同时,混凝土可以根据需要进行塑性变形,适应不同形状和曲线的建筑需求。
5. 木结构的优点包括()A. 环保性好B. 施工速度快C. 可塑性好D. 耐久性好答案:A、C、D解析:木结构的优点包括环保性好、可塑性好和耐久性好。
木材是一种可再生的建筑材料,具有良好的环保性。
同时,木材可以根据需要进行塑性变形,适应不同形状和曲线的建筑需求。
木结构经过适当的防腐处理和维护,可以具有较好的耐久性。
二、填空题1. 建筑结构选型的主要考虑因素包括承载力和稳定性、施工工艺和材料成本、可持续性和环保性以及所需时间和人力成本。
2. 钢结构的优点包括施工速度快、轻质高强、可回收利用以及施工工艺简单。
■结构:是建筑物的基本受力骨架■构件:结构的组成部分,例如:梁、柱、板■结构的作用:承担荷载结构的基本功能要求:可靠、适用、耐久,以及在偶然事故中,当局部结构遭到破环后,仍能保持结构的整体稳定性。
建筑上的使用功能,结构上的安全合理,施工上的可能条件,造价上的经济价值,艺术上的造型美观。
荷载分类永久荷载(恒荷载):大小、方向、作用点不随时间改变的荷载为永久荷载,如自重、土压力、预应力等;可变荷载(活荷载):大小、方向或作用点随时间改变而变化的荷载为可变荷载,如楼面和屋面活载、风荷载、雪荷载、吊车荷载、车辆伺软寺;门式刚架的结构特点与适用范围特点-杆件较少,制作方便,结构内部空间较大-梁柱刚接,横梁弯矩较皎接减少,适用于中小跨结构,跨度可达4 0米,最适宜1 8米左右・刚度较差,受荷后产生挠度,用于工业厂房时,吊车起重量不能过大适用范围广泛用于工业厂房和体育馆、礼堂等中小跨度建筑中。
门式刚架的类型与构造1门式刚架的结构计算简图,按构件的布置和支座约束条件可分成无皎刚架、两皎刚架、三皎刚架三种。
2.按外形分:水平横梁式、折线横梁式3.按跨数分:单跨、双跨、三跨、多跨4.按材料分:胶合木结构,钢结构,,,混凝土结构5.按截面形式分:实腹式刚架空腹式刚架格构式刚架等截面刚架变截面刚架构造・纵向柱距:6米・横向跨度:3米的倍数,如2 4米、2 7米・h/L: h减小将使推力增大-三皎刚架:h>L-两皎刚架:L稍大于h第二章薄腹梁结构梁的型式1按材料分类:石梁木梁钢梁钢筋混凝土梁预应力钢筋混凝土梁钢-钢筋混凝土组合梁3按支座约束条件分类:静定梁超静定梁根据跨多不同可分为:单跨静定梁(简支、悬臂)单跨超静定梁(两端固定、一端固定一定简支)多跨静定梁多跨连续梁薄腹梁的优缺点和应用范围-优点:制作、构造、吊装及设计较简单,侧向刚度大,可以降低厂房的高度和不需设置屋面支撑-缺点:自重较大-适用跨度:・普通钢筋混凝土薄腹梁为6〜1 2 m・预应力时为1 2〜1 8 m薄腹梁的设计要点和大致尺寸梁端部高度:一般不小于6 0 cm双坡度的屋面坡度:1/8〜1/12梁截面高度:单坡梁h=(l/18〜1/12)1双坡梁h二(l/14〜1/6)1梁腹厚度:6〜10cm第三章桁架结构桁架的结构受力特点与优缺点受力特点:杆件为轴向受压或受拉杆件,充分利用材料强度。
建筑结构选型知识点一、填空部分:1网架结构的分类:网架结构按外形的不同,可分为曲面网架和平面网架两类.曲面网架又称“网壳",可以是单层曲面网格,也可以是双层曲面网格。
平面网架又称“平板网架" ,是双层平面网格.2、平板网架的结构形式:平板网架通常由平行弦桁架交叉组成,根据桁架交叉方式的不同有下述几种型式.两向正交正放网架、两向正交斜放网架、三向交叉网架、锥体网架。
前面三种网架都是由平行弦桁架相互交叉组成,故属于交叉桁架体系网架。
锥体网架是由三角锥、四角锥或六角锥的锥体单元组成的空间网架结构,故属于角锥体系网架。
3、筒体结构的类型:(1)筒体-框架结构(2)框筒结构(3)筒中筒结构(4)多筒体结构4、薄壳结构:薄壳必须具备两个条件:一是“曲面的",二是“刚性的”。
薄壳可以简单理解为四边支承的曲板。
薄壳的结构组成一般包括曲面的壳板和周边的边缘构件两部分。
薄壳的型式很多,诸如球面壳、圆柱壳、双曲扁壳、幕结构、折结构等,都是由曲面变化而创造出的各种型式。
薄壳的型式是可以千变万化的。
不过,其基本曲面形式的几何形成不外乎下述几类而已。
旋转曲面、平移曲面、直纹曲面、复杂曲面。
在上述的基本几何曲面上任意切取一部分,或将曲面进行不同的组合,便可得到各种各样复杂的曲面.实际常用的薄壳型式是下面讨论的:圆顶薄壳型式、圆柱形薄壳、双曲扁壳5、折板的型式:折板结构的型式主要分为有边梁和无边梁的两种。
分别讨论如下.(一)无边梁的折板——预制v形板无边梁的折板结构由V形折板和横隔构件组成。
(二)有边梁的析板—筒壳式析板结构有边梁的折板结构由折板、边梁和横隔构件三部分组成,是现浇结构,型式与筒壳相似.二、名词解释部分:建筑结构:是形成一定空间及造型,并具有承受人为和自然界施加于建筑物的各种荷载作用,使建筑物得以安全使用的骨架。
结构选型:在建筑设计中,空间组合和建筑造型的主要环节是选择最佳结构方案,即结构选型.基础:基础是建筑物与地基相联系的部分,承受建筑物的全部荷载并传至地基.砖混结构:又称墙体结构,是以墙体作为支撑水平构件及承担水平力的结构.框架结构:由梁和柱刚性连接的骨架结构。
第一章梁1.梁按支座约束分为:静定梁和超静定梁,根据梁跨数的不同,有单跨静定梁或单跨超静定梁、多跨静定梁或多跨连续梁。
2.简述简支梁和多跨连续梁的受力特点和变形特点?答:简支梁的缺点是内力和挠度较大,常用于中小跨度的建筑物。
简支梁是静定构造,当两端支座有不均匀沉降时,不会引起附加内力。
因此,当建筑物的地基较差时采用简支梁构造较为有利。
简支梁也常被用来作为沉降缝之间的连接构件。
多跨连续梁为超静定构造,其优点是内力小,刚度大,抗震性能好,平安储藏高,其缺点是对支座变形敏感,当支座产生不均匀沉降时,会引起附加内力。
〔图见5页〕3.悬挑构造的特点:悬挑构造无端部支撑构件、视野开阔、空间布置灵活。
悬挑构造首要关注的平安性是:倾覆、承载力、变形等。
第二章桁架构造1.桁架构造的组成:上弦杆、下弦杆、斜腹杆、竖腹杆2.桁架构造受力计算采用的根本假设:〔1〕组成桁架的所有各杆都是直杆,所有各杆的中心线〔轴线〕都在同一平面内,这一平面称为桁架的中心平面。
〔2〕桁架的杆件与杆件相连接的节点均为铰接节点。
〔铰接只限制水平位移和竖向位移,没有限制转动。
〕〔3〕所有外力〔包括荷载及支座反力〕都作用在桁架的中心平面内,并集中作用于节点上〔节点只受集中力作用〕3.桁架斜腹杆的布置方向对腹杆受力的符号〔拉或压〕有何关系?答:斜腹杆的布置方向对腹杆受力的符号〔拉或压〕有直接的关系。
对于矩形桁架,斜腹杆外倾受拉,内倾受压,竖腹杆受力方向与斜腹杆相反,对于三角形桁架,斜腹杆外倾受压,内倾受拉,而竖腹杆那么总是受拉。
〔图见11页〕4.按屋架外形的不同,屋架构造形式有几种?答:三角形屋架,梯形屋架,抛物线屋架,折线型屋架,平行弦屋架等。
屋架构造的选型应从哪几个方面考虑?答:〔1〕屋架构造的受力;〔2〕屋面防水构造;〔3〕材料的耐久性及使用环境;〔4〕屋架构造的跨度。
屋架构造的布置有哪些具体要求?答:〔1〕屋架的跨度:一般以3m为模数;〔2〕屋架的间距:宜等间距平行排列,与房屋纵向柱列的间距一致,屋架直接搁置在柱顶;〔3〕屋架的支座:当跨度较小时,一般把屋架直接搁置在墙、垛、柱或圈梁上。
结构按材料划分:混凝土结构,砌体结构,钢结构,组合结构结构体系划分:混合结构,排架结构,框架结构,剪力墙结构,框架-剪力墙结构,筒体结构混凝土优缺点:就地取材,节约钢材,耐久耐火,可模性好,整体性好,适于抗震结构,防震性和防辐射性也好,适于防护结构;自重大,抗裂性差,建造较费工建筑钢筋产品分为:热轧钢筋,中高强钢丝,钢绞线,冷加工钢筋冷加工方法:冷拉,冷拔,冷轧,冷轧扭,为了提高钢筋的强度,以节约钢材,但伸长率降低混凝土强度的力学指标:立方体抗压强度fcu,k;轴心抗压强度fck;混凝土的抗拉强度ftk【试验方法:直接拉伸,劈裂,弯曲抗折】提高混凝土延性(耐受变形能力)的方法:双向受压,三向受压混凝土的变形:受力变形(短期荷载,长期荷载,多次重复荷载)非受力变形(体积收缩,膨胀,温度变化) 混凝土的徐变:在长期不变荷载的作用下,沿作用力方向随时间而产生的塑性变形。
主要影响因素:水灰比,混凝土龄期,温度,湿度,材料配比,混凝土的应力条件,弹性模量,集料继配,粗集料最大粒径,养护条件,承受的荷载种类,试件尺寸及实验时的温度等钢筋混凝土共同工作的前提:硬化后存在粘结应力,两种材料的温度膨胀系数非常接近,混凝土保护层起着防护钢筋锈蚀的作用粘结力构成:化学胶结力,摩擦力,机械咬合力,钢筋端部的锚固力影响斜截面承载力的主要因素:1.剪跨比和跨高比2.腹筋的数量3.混凝土强度等级4.纵筋配筋率破坏形态:斜拉破坏,剪压破坏,斜压破坏,斜截面受剪承载力的计算位置:支座内边缘处,腹板宽度改变处,箍筋的截面面积或间距改变处,受拉区弯起钢筋弯起点截面处预应力混凝土结构就是在混凝土构件承受外荷载之前,对其受拉区预先施加压应力预应力混凝土是改善构件抗裂性能的有效途径预应力混凝土的优缺点:提高了构件的抗裂能力,增大了构件的刚度,充分利用高强度材料,扩大了构件的应用范围;施工工序多,对施工技术要求高,且需要张拉设备,锚夹具及劳动力费用高等施加方法,先张法,后张法预应力的损失:张拉端锚具变形和钢筋内缩引起的预应力损失;预应力钢筋与孔道壁之间的摩擦引起的预应力损失;混凝土加热养护时,受张拉的钢筋与承受拉力的设备之间的温差引起的预应力损失;预应力钢筋的应力松弛引起的预应力损失;混凝土的收缩和徐变引起的预应力损失;螺旋式预应力钢筋做配筋的环形构件,由于混凝土的局部挤压引起的预应力损失;预应力损失的分阶段组合减少损失的措施:选择高强度,低松弛的锚索材料和与之相配套的锚固体系;对于较长的构件可采用一端张拉另一端补拉,或者两端张拉也可采用超张拉;采用两阶段升温养护来减少温差损失,两者可共同变形,不再引起预应力损失;采用超张拉的方法减小松弛损失;减少收缩和徐变来减少损失;增大构件的直径;张拉控制应力:指张拉预应力钢筋时,张拉设备的测力仪表所指示的总张拉力除以预应力钢筋截面面积得出的拉应力值,以表示过大,则会产生以下问题;1.个别钢筋可能被拉断2.施工阶段可能会引起构件某些部位受到拉力甚至开裂,还可能使后张法构件端部混凝土产生局部受压破坏3.使开裂荷载与破坏荷载相近,一旦开裂,很快破坏建筑最基本三要素;强度实用美观作用:施加在结构上的集中或分布荷载以及引起结构外加变形或约束变形因素的总称作用效应:由作用引起的结构或构件的反应称为作用效应荷载按时间变异;永久荷载,可变荷载,偶然荷载空间变异:固定荷载,可动荷载,结构的反应分类:静态荷载,动态荷载结构的主要功能要求包括:安全性要求,适用性要求,耐久性要求承载能力极限状态,正常使用极限状态钢材的强度包括屈服强度,极限抗拉强度,疲劳强度钢筋混凝土受压构件按纵向压力作用位置的不同,分为轴心受压和偏心受压矩形截面偏心受压破坏类型及特征:1.受拉破坏,大偏心受压破坏2.受压破坏,小偏心受压破坏楼盖按结构形式分为单向板肋梁楼盖、双向板肋梁楼盖、井式楼盖、密肋楼盖、无梁楼盖等按应力:钢筋混凝土楼盖、预应力混凝土楼盖施工方法:现浇式,装配式,装配整体式荷载的最不利组合:1. 若求结构某跨跨内截面最大正弯矩时,除恒载作用外,应在该跨布置活荷载,然后向两侧隔跨布置2. 若求结构某支座截面最大负弯矩时,除恒载作用外,应在该支座相邻两跨布置活荷载,然后向两侧隔跨布置3. 若求结构某跨跨内截面最大负弯矩时,除恒载作用外,不应在该跨布置活荷载,而在相邻两跨布置活荷载,然后向两侧隔跨布置4.若求结构边支座截面最大剪力时,除恒载作用外,其活荷载布置与求该跨跨中截面最大正弯矩时活荷载布置相同5. 若求结构中间跨支座截面最大剪力时,其活荷载布置与求该跨跨中截面最大负弯矩时活荷载布置相同。
考试题型一、填空题(每小题1分,共20分)二、单选题(每小题1分,共10分)三、多选题(每小题2分,共20分)四、判断题(每小题1分,共10分)五、简答题(每小题4分,共16分)六、作图题(每小题8分,共24分)基础篇(第一~四章)知识点一1、为满足结构的可靠性,建筑结构不能超过承载能力极限状态和正常使用极限状态。
2、我国《工程结构可靠度设计统一标准》对结构的功能要求是安全性、适用性、耐久性。
能确定结构构件应有足够的刚度,以免产生过大的振动和变形,是什么的要求。
3、按作用在结构上持续的时间,或分为永久作用、可变作用、偶然荷载。
4、具有最多数量的轴拉构件和较少轴压和受弯构件组成的结构体系是较节省材料和经济合理的体系。
个震级。
5、我国使用的震级标准是国际上通用的里氏分组表,共分9个等级。
一次地震只能出现一6、我国地震烈度分为12个等级。
进行建筑结构抗震设计时,需要依据当地的地震烈度而不是震级。
应考虑抗震设计的烈度有6~9度。
耐久性。
知识点二7、承载能力极限状态主要考虑结构的安全性。
正常使用极限状态主要考虑结构的适用性与8、按荷载作用范围可分为集中荷载与分布荷载。
1、能确定哪些是属于承载能力极限状态,确定哪些是属于正常使用极限状态:如地基失稳、梁变形过大(或梁出现过大的挠度时)、板出现裂缝、桥梁振动2、能确定哪些是属于活荷载,能确定哪些是属于恒荷载,那些不属于荷载:隔墙门窗爆炸力家具人.梁自重地基不均匀沉降风夏季屋面板受过高的温度3、轴心受拉构件、轴心受压构件、偏心受压构件、受弯构件中哪一个是不用考虑稳定性的影响的。
同时哪种构件是受力理想的构件。
4、把握板与梁是属于什么受力构件。
屋架下弦有节间荷载时,属于什么受力构件。
屋架上弦有节间荷载时,属于什么受力构件。
4、拱、桁架、网架、索、薄膜构件主要随承受的是什么力(拉力、压力、剪力、弯矩)。
5、材料xx性能最好的是什么?钢结构。
6、建筑结构按材料可分为木结构、砌体结构(注意跟砖混结构的区别)、钢筋混凝土结构、7、能确定哪些属于动荷载:在商场走动的人群地震结构自重吊车一般情况下,结构计算中风荷载是按静荷载考虑的。
在正常设计,正常施工条件下完成预就是结构由可靠转变为失效的临界状态。
整个结构或结构的一部分能使结构产生效应(如结构或构件的内力、应力、位移、应变、裂缝等)●直接作用:作用在结构上的力的因素,称为荷载或直接作用,如建筑物自重、人员设备自重;自然界对建筑物施加的力(如风)。
●间接作用:不表现为力的形式,但同样会引起结构效应。
如不均匀沉降、温度效应等。
分类:1)永久作用(恒荷载)如结构自重、土压力等。
2)可变作用(活荷载)如楼面活荷载(包括人群、家具等)、屋面活荷载、风荷载、雪荷载、吊车荷载等。
3)偶然荷载如地震、爆炸、撞击等。
4.构造地震:浅源地震(震源深度小于60km)/中地震(震源深度介于60km至300km)/深源地震(震源深度大于300km)(震源越浅,破坏性越大,但波及范围越小;反之,震源越深,破坏性越小,但波及范围却越大。
)/诱发地震:立方体抗压强度、轴心抗压强度和轴心抗拉强度。
7.混凝土的强度等级是用立方体抗压强度来划分的8.木材的优点:密度小、强度高、弹性好、色调丰富、纹理美观和易加工9.木材性质的最大特点是各向异性:木材的顺纹抗压强度比横纹抗压强度大,而横纹中径向抗压强度最小;顺纹抗拉强度在木材强度中最大,横纹抗拉强度只有。
外力以压力的方式作用在构件的轴心处,使构件产生均匀压应力并产生屈曲提高承载力的途径:尽量减小压杆长度;增强支承的刚性;合理选择截面形状;11.各种构件比较:轴心受拉构件是受力理想的构件,有如下优势:1)能充分发挥材料性能,因在外力作用下,沿构件全长及截面的内力及应力都是均匀分布;2)在承载相同荷载的情况下,与受压与受弯构件相比所需的断面最小;3)具有最多数量的轴拉构件和较少轴压和受弯构件组成的结构体系是较节省材料和经济合理的体系。
/轴压构件的承载力受稳定性的影响,故应避免长杆受压;偏心受压构件在相同截面下,因受偏心弯矩的影响,其承载力将随偏心距的加大而大为减少,而且也要考虑稳定性的影响。
受弯构件的内力不均匀分布,因此不能充分发挥材料的作用,有时会出现设计已满足强度要求但变形不能满足要求的情况。
12.粘结作用由胶合作用、摩擦作用和咬合作用三部分组成13.钢筋应力应变4个阶段:弹性阶段/屈服阶段/强化阶段/局部紧缩阶段4个指标:屈服强度、延伸率、极限强度、冷弯性能1.梁是结构中基本的横向受力构件,主要承受弯矩和剪力作用。
2.钢筋混凝土梁是目前应用最广泛的梁。
它利用混凝土受压,纵向钢筋受拉,箍12m。
4.刚架结构的受力特点:刚架结构属于平面结构。
约束作用减小了梁的跨中弯矩。
/水平荷载作用下,梁对柱的约束减小了柱内弯矩。
/梁柱的刚性连接,提高了结构平面的刚度。
/刚架结构平面外刚度很弱,结构的刚度一般忽略,需要支撑等构件以保证其平面外刚度。
5.单层刚架结构的形式:1)、按材料不同可以分为钢、钢筋混凝土和预应力刚架2)、按结构组成和构造不同,可分为无铰刚架、两铰刚架和三铰刚架,在同样荷载作用下,这三种刚架的内力分布和大小有差异,其经济效果也不相同。
3)、按结构的形状和跨数分类:单层刚架结构按形状可以分为平顶刚架、坡顶刚架、拱顶刚架等;按跨数可以分为单跨刚架、双跨刚架、多跨刚架等。
6.排架结构一般指由屋架和柱组成的结构体系,常用于单层工业厂房,比起刚架结构,更适合于有大跨度要求的工业建筑。
排架常见的形式有单跨排架、多跨排:桁架的上弦受压、下弦受拉,由此形成力偶来平衡外荷载所产生的弯矩。
外荷载所产生的剪力则是由斜腹杆轴力中的竖向分量来平衡。
桁架各杆件单元(上弦杆、下弦杆、斜腹杆、竖杆)均为轴向受拉或轴向受压构件,使材料的强度可以得到充分的发挥。
9.桁架结构计算的假定:组成桁架的所有各杆都是直杆,所有各杆的中心线(轴线)都在同一平面内,这一平面称为桁架的中心平面;//桁架的杆件与杆件相连接的节点均为铰接节点;//所有外力(荷载和支座反力)都作用在桁架的中心平面内,并集中作用于节点上。
10.桁架结构在高层建筑中的应用:作为建筑结构的主要承载结构,即用桁架或密封空间桁架代替结构中柱和梁,既有框架的作用,同时其斜腹杆还为结构提供支撑作用,保证高层结构的抗侧能力,一般应用在高层(超高层)建筑中;作为高层建筑结构的加强层或转换层。
11.拱结构的受力特点●拱结构是使构件摆脱弯曲变形的一种突破性发展,因此,拱结构比桁架结构的力学优点更加显著,而且它为抗压性能好的材料提供了一种理想的结构型式。
●但是,拱结构的一个显著特点是产生水平力,而且与跨度有关系,跨度越大,其水平力越大。
因此,一般拱结构的难点都在于水平推力的处理。
●为了可靠的解决水平推力问题,一般的处理方法是:设置牢固的基座来承受水平推力,或者设置拉杆或拉索平衡水平推力。
●拱身内的弯矩小于跨度相同荷载作用下简支梁内的弯矩;拱身截面内的剪力小于相同跨度相同荷载作用下简支梁内的剪力;拱身截面内存在有较大的轴力,而简支梁中是没有轴力的。
以上是拱式结构比梁式结构受力合理的地方,同时拱式结构中以轴力为主,可以使用廉价的材料,并可充分发挥这类材料的抗压承载力,得到广泛应用。
当拱脚地基反力不能有效地抵抗水平推力时,拱便成为曲梁。
●由于半圆拱的矢高是跨度的一半,因此该形式的拱其水平推力为零,称为“无推力拱”。
从受力情况看,半圆拱具有明显的经济合理性,但由于矢高比较大,限制了这种拱形式的应用,一般很少用于建筑屋盖上。
12.拱与曲梁的根本区别:拱脚水平推力是否存在。
13.壳体结构:一般是由上下两个几何曲面构成的空间薄壁结构。
14.网架结构设计关键问题——网架的节点。
(焊接空心球节点、螺栓球节点)网架结构设计的过程中,不能只考虑网架服役后的力学特点,还应该考虑施工阶段的受力特点。
16.按曲面形式分:单曲面(筒网壳)和双曲面(球网壳和扭网壳)力学特点:球面薄壳的受力相对比较简单,壳板的径向和环向弯矩极小,可以忽略。
壳体主要承受压力,压力沿整个球面均匀分布,可以充分利用材料的强度。
/双面抛物面壳的受力特点可以形象的看成是拱的作用和索网的作用的综合体现。
上凸的部分起到拱的作用,下凹的部分则类似于受拉的索网的作用。
因此:悬索是轴心受拉构件,但索的承载力只能在稳定的状态下才能体现。
自由状态下的索是不稳定的,并不能提供承载力。
只有在外力作用下,形成稳定的形状后,索才能提供一定的承载力。
因此张紧是其悬索结构的力学基础和技术基础。
19.单层悬索体系一般有平行布置、辐射式布置、网状布置三种形式辐射式:辐射式布置的单层悬索体系形成双曲率曲面(蝶形曲面)适用于圆形椭圆形的建筑平面。
索支承在外环和内环上,外环在索的作用下受压,内环受拉;外环、索、内环形成一自平衡体系,受拉内环采用钢构件,受压外环采用钢筋混凝土构件,能有效地发挥材料的性能。
20.劲性悬索以具有一定抗弯和抗压刚度的曲线形实腹或格构式构件来替代柔索的悬挂结构。
/在全跨荷载作用下,劲性索仍为受拉。
/劲性索可采用普通强度等级的钢材。
/ 21.预应力横向加劲单层索系也称索-梁(桁)体系。
在平行布置的单层悬索上,把索锚固后,在索上铺设与索方向垂直的实腹或桁架等横向劲性构件,使索建立起预应力,从而形成横向劲性单层索结构体系。
横向加劲构件在整个体系中,可以传递可能的集中荷载和局并形成应力控制下的某种空间形态,作为覆盖结构或建筑物主体,并且有足够的刚度以抵御外部荷载作用的一种空间结构形式。
分类:膜结构、张拉式膜结构、骨架式膜结构、由其他材料(一般为钢筋混凝●纵墙承重方案特点:纵墙是主要的承重墙,有利于使用上的灵活布置。
、设在纵墙上的门窗大小和位置受到一定限制。
屋盖、楼盖构件所用材料多而墙体材料用量少,多用于公共建筑及中小型工业厂房。
横墙数量少,房屋横向刚度差,抗震性能差●横墙承重方案特点:横墙是主要承重墙,空间布置不灵活,但纵墙上开设门窗洞口灵活。
横墙数量多,房屋的横向刚度大,抗震性能较好。
墙体多,自重大,楼面材料较节省,结构简单,施工方便,多用于小面积居住建筑和小开间办公楼。
●纵横墙承重方案特点:开间比横墙承重体系大,但空间布置不如纵墙承重体系灵活。
刚度和抗震性能介于两者之间。
墙体材料、自重、楼面材料用量介于两者之间,多用于教学楼和办公楼中。
●内框架承重方案特点:房屋开间大,平面布置灵活/与全框架结构相比,节省材料。
柱下基础和墙体基础的沉降量差别较大,在软土地基上是不利的。
底层为框架结构,上部为墙体承重,分别属于柔性结构和刚性结构,两者抗侧刚度相差悬殊,对结构抗震是不利的。
多层框架结构框架结构按所用材料的不同,可分为钢框架和钢筋混凝土框架。
钢筋混凝土框架结构按施工方法不同可分为整体式、半现浇式、装配式和装配整体式等。
●(1)横向框架承重方案在横向布置框架主梁,以支承楼板,在纵向布置连系梁。
横向框架跨数少,承受风力大,主梁沿横向布置有利于提高建筑物的横向抗侧刚度。
●(2)纵向框架承重方案在纵向布置框架主梁承受楼板传来的荷载,在横向布置连系梁。
横梁高度较小,有利于设备管线的穿行,可获得较高的室内净高。
房屋的横向刚度较差,进深尺寸受预制板长度的限制●(3)纵横向框架混合承重方案在两个方向均需布置框架主梁以承受楼面荷载。
当楼面上作用有较大荷载,或楼面有较大开洞,或当柱网布置为正方形或接近正方形时,常采用这种承重方案。
具有较好的整体工作性能,框架柱均为双向偏心受压构件,为空间受力体系,也称为空间框架。
2.高层建筑结构体系:1、框架结构:由梁和柱刚性连接而成骨架的结构。
●具有布置灵活、造型活泼等优点,容易满足建筑使用功能的要求;●经过合理设计,框架结构可以具有较好的延性和抗震性能;●构件断面尺寸较小,结构的抗侧刚度较小,水平位移大,在地震作用下容易由于大变形而引起非结构构件的破坏,建设高度受到限制。
在非地震区不宜超过60m,在地震区不宜超过50m。
2、剪力墙结构:是由纵横方向的墙体构成的结构体系。
特点:抗侧刚度大,侧移小,抗震性能好;室内墙面平整;结构自重大,平面布置不灵活,不易形成大空间。
3、框架-剪力墙结构:是由框架和剪力墙组成的混合结构体系。
在整个体系中,框—剪同时存在,剪力墙负担大部分的水平荷载,而框架则以负担竖向荷载为主,两者共同受力,合理分工,各尽其能。
剪力墙布置原则:1)剪力墙的布置尽量做到对称,而且尽量远离结构平面扭转中心,以增加结构的扭刚度(封闭的筒体截面最宜于抗扭);2)剪力墙的刚度沿建筑结构高度不宜有突变;3)剪力墙宜布置在平面形状或刚度变化处,以及靠近结构区段的边缘处。
4、筒体结构体系:框筒体系、筒中筒体系、框筒-框架结构体系、框架—核心筒体系、桁架筒体系、成束筒体系等3. 适筋梁的破坏类型及其设计:(1)适筋梁破坏形态Pmin=<P=<Pmax塑性破坏第一阶段:荷载较小,受拉区混凝土裂开,拉力转让给钢筋,梁处于弹性阶段。