导图社区 02结构设计与构造
一建实务第一章第二节 结构设计与构造 王伟
编辑于2022-03-10 15:41:10一级建造师,是建设工程行业的一种执业资格,是担任大型工程项目经理的前提条件。建造师是指从事建设工程项目总承包和施工管理关键岗位的执业注册人员。建造师是懂管理、懂技术、懂经济、懂法规,综合素质较高的复合型人员,既要有理论水平,也要有丰富的实践经验和较强的组织能力。建造师注册受聘后,可以建造师的名义担任建设工程项目施工的项目经理、从事其他施工活动的管理、从事法律、行政法规或国务院建设行政主管部门规定的其他业务。
建筑工程技术主要研究力学、建筑学、建筑工程技术、工程管理等方面的基本知识和技能,进行建筑工程的施工、组织、监测、管理等。例如:房屋搭建工程的施工,水泥、混凝土等建筑材料的质量检测,建筑工程造价的预算,施工工地的安全管理,建筑工程进度的监理等。
吸取了建筑施工的新技术、新工艺、新方法,其内容的深度和难度按照高等职业教育的特点,重点讲授理论知识在工程实践中的应用,培养高等职业学校学生的职业能力;内容通俗易懂,叙述规范、简练,图文并茂。
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一级建造师,是建设工程行业的一种执业资格,是担任大型工程项目经理的前提条件。建造师是指从事建设工程项目总承包和施工管理关键岗位的执业注册人员。建造师是懂管理、懂技术、懂经济、懂法规,综合素质较高的复合型人员,既要有理论水平,也要有丰富的实践经验和较强的组织能力。建造师注册受聘后,可以建造师的名义担任建设工程项目施工的项目经理、从事其他施工活动的管理、从事法律、行政法规或国务院建设行政主管部门规定的其他业务。
建筑工程技术主要研究力学、建筑学、建筑工程技术、工程管理等方面的基本知识和技能,进行建筑工程的施工、组织、监测、管理等。例如:房屋搭建工程的施工,水泥、混凝土等建筑材料的质量检测,建筑工程造价的预算,施工工地的安全管理,建筑工程进度的监理等。
吸取了建筑施工的新技术、新工艺、新方法,其内容的深度和难度按照高等职业教育的特点,重点讲授理论知识在工程实践中的应用,培养高等职业学校学生的职业能力;内容通俗易懂,叙述规范、简练,图文并茂。
结构设计与构造
可靠性要求
安全性
例如:厂房结构平时受自重、吊车、风和积雪等荷载作用时,均应坚固不坏。在遇到强烈地震、爆炸等偶然事件时,容许有局部的损伤而不发生倒塌
结构的功能要求(结构的可靠性要求)
安全性
坚固不坏,不发生倒塌,破坏
适用性
对变形、裂缝进行控制
耐久性
混凝土老化、腐蚀或钢筋的锈蚀
极限状态
承载能力极限状态
安全性
正常状态状态
适用性
杆件的受力形式
拉压弯剪扭
梁承受弯曲与剪力,柱子收到压力与弯矩
材料强度
杆件的稳定
适用性
例如:吊车梁变形过大会使吊车无法正常运行,水池出现裂缝便不能蓄水等,都影响正常使用,需要对变形、裂缝等进行必要的控制
悬臂梁最大位移影响因素
与荷载成正比
与弹性模量E成反比
与截面惯性I成反比
与跨度l的4次方成正比
裂缝控制(三个等级)
构件不出现拉应力
构件虽有拉应力,但不超过混凝土的抗拉强度
允许出现裂缝,但裂缝宽度不超过允许值
耐久性
例如:不致因混凝土的老化、腐蚀或钢筋的锈蚀等,影响结构的使用寿命。
结构设计使用年限
临时性结构
5年
易于替换的结构构件
25年
一般建筑
50年
标志性建筑和特别重要的建筑结构
100
混凝土环境类别(五类)
一般环境
大气
冻融环境
反复冻融
海洋氯化物环境
氯盐
除冰盐等其他氯化物环境
氯盐
化学腐蚀环境
硫酸盐
耐久性要求
混凝土最低强度等级、最大水胶比、最小保护层厚度

大截面混凝土墩柱在加大钢筋混凝土保护层厚度的前提下,100 年强度等级 ≥C25 和50 年的≥C20
预应力混凝土不应低于C40
直接接触土体浇筑的构件,混凝土保护层不小于70mm
有垫层时不应小于40mm
预制构件的保护层厚度可比表中规定减少 5mm
结构设计
常用建筑结构体系和应用

混合
一般6层以下;横向刚度大,整体性好,平面使用灵活性差
框架
风荷载、地震作用可简化成节点上的水平集中力
优点:平面布置灵活,可成较大的建筑空间
缺点:侧向刚度小,层数较多时位移大
剪力墙
剪力墙抵抗水平力
优点:侧向刚度大,水平荷载作用下侧移小
缺点:平面布置不灵活,不话适用于大空间的公共建筑,自重大
框架-剪力墙
平面布置灵活,空间较大,侧向刚度较大
剪力墙主要承受水平荷载,框架承受竖向荷载
筒体
抵抗水平荷载最有效
内筒一般由电梯间、楼梯间组成
多筒结构具有更大抵抗水平荷载的能力
桁架
节点一般假定为铰节点,杆件只有轴向力
优点:利用截面较小杆件组成截面较大构件
网架
高次超静定的空间结构
杆件主要承受轴向力
杆件采用钢管,节点釆用球节点
拱式
主要内力是轴向压力
悬索
主要承重构件是受拉的钢索、承受拉力
薄壁空间
主要承受曲面内的轴向压力
结构设计的作用
荷载分类
按时间
永久荷载(恒载)
(例如:自重、土压力等)
可变作用(活荷载)
(例如:安装荷载、雪荷载、风荷载、吊车荷载等)
偶然作用(特殊荷载)
(例如:撞击力、爆炸力、地震、火灾等)
按结构反应
静态作用/静力作用
自重
动态作用/动力作用
高空坠物
按荷载作用面大小
均布面荷载Q
地卖弄面砖
线荷载(梁上)
封闭阳台或增加隔墙
集中荷载
冰箱、洗衣机
按荷载作用方向
垂直荷载
自重、雪荷载
水平荷载
风荷载、水平地震作用
荷载对结构的影响
永久
引起徐变
可变
不利组合
偶然
地震力
地震力师地面运动加速度引起的建筑质量的惯性力
地震力的大小与建筑质量的大小成正比
风荷载
平面为圆形的建筑其风压较方形或矩形建筑减小近40%
装修
不能自行改变
变动需经设计单位有效文件许可
不允许再建筑内楼面上堆放大量建筑材料
变形缝
干净
沉降缝
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
装修宜设缝
防震缝
两楼相反方向震动不相撞
房屋高度在 15m 以下时,其宽度也不应小于 5cm
结构构造
结构构造设计要求
混凝土结构的受力特点及构造
混凝土结构
优点
强度较高、可模性好、适用性广、耐久耐火性好、维护费用低、整体性好、延性好、易于就地取材
缺点
自重大、抗裂性较差、施工复杂,工期较长
钢筋混凝土材料
钢筋
品种
普通低碳钢
普通低合金钢
力学性质

混凝土
粘结强度
钢筋与混凝土的相互作用
影响因素
混凝土的强度
保护层的厚度
钢筋之间的净距离
钢筋混凝土构造
梁的斜截面破坏及影响因素
剪跨比和高跨比
混凝土的强度等级
腹筋的数量,箍筋和弯起钢筋统称为腹筋
连续梁、板的受力特点
跨中有正弯矩,支座有负弯矩
梁、板的构造要求

砌体结构
构造要求

优缺点

钢结构
性能

连接类型

受力特点

防火与防锈
钢结构防火性能较差。当温度达到 550℃时,钢材的屈服强度降至正常 0.7。结构即达到它的强度设计值而可能发生破坏
外露的钢结构可能会受到大气,特别是受污染大气的严重腐蚀,最普通的是生锈
结构抗震的构造要求
地震与抗震基本概念

三个水准
四个类别
地震成因
多层砌体房屋抗震构造措施
构造柱
圈梁与构造柱连接
加强墙体的连接
加强楼梯间的整体性等
框架结构抗震构造措施

破坏部位:梁柱节点、填充墙处
柱、顶、角、短
强柱、强节点、强锚固
限制最小配筋率和直径