建筑结构构造要求

【教材解读】

一、混凝土结构的受力特点及其构造

1.混凝土结构的优点与缺点

(1)混凝土结构的优点：

1)强度较高，钢筋和混凝土两种材料的强度都能充分利用;

2)可模性好，适用面广;

3)耐久性和耐火性较好，维护费用低;

4)那种现浇筑而成的混凝土结构，它具备着整体性良好的特性，其延性很好，适用于具备抗震以及抗爆能力的结构，与此同时，它在防振性能以及防辐射性能方面表现较好，所以适用于防护结构。

5)易于就地取材。

（2）其一，混凝土结构存在缺点，具体表现为，在重量方面，其自身重量较大，其二，在抗裂性能上，抵抗裂缝产生的能力较差，其三，施工流程复杂，其四工期相对较长。鉴于钢筋混凝土结构具备诸多优点，适用于各类结构形式，所以在房屋建筑领域得以广泛运用。

2.钢筋和混凝土的材料性能

(1)钢筋。

1)热轧钢筋，哪种类呢，这种热的情况下轧过成钢筋的，是由普通低碳钢制成，这普通低碳钢含碳量不大于0.25%，并且还是由普通低合金钢制成，这普通低合金钢合金元素不大于5%，也就如此制成了。

第二类钢筋的力学性能方面，建筑钢筋被划分成两类，存在明显流幅的钢筋是其中一类，不存在明显流幅的钢筋属另一类。含碳量少的明显流幅的钢筋，塑性良好，延伸率较大。相较于有明显流幅的钢筋，含碳量多的无明显流幅的钢筋，强度较高，塑性较差，延伸率较小，并没有屈服台阶，呈现脆性破坏的特征。

针对存在明显流幅的钢筋，其具备的性能基本指标含有四条，分别是屈服强度，延伸率，强屈比以及冷弯性能。冷弯性能是体现钢筋塑性性能的另外一项指标。

3)钢筋所含成分中，铁是占据主要地位的元素，同时存在着少量的碳、锰、硅、钒、钛等，除此之外的另外状况下，还拥有少量诸如硫、磷这般有害的元素 。

(2)混凝土。

抗压强度方面，立方体强度fcu是用来作为混凝土强度等级的基准，其单位是MPa，C20所代表的意思是抗压强度为20MPa，规范总共划分成14个等级，从C15到C80，级差是5MPa。

2) 棱柱体抗压强度为fc ，此强度经由把150mm×300mm×150mm的棱柱体当作标准试件进行试验才获取到 。

其中抗拉强度ft，它属于计算抗裂方面的重要指标。而混凝土的抗拉强度此项数值很低 。

(3)钢筋与混凝土的共同工作。

混凝土与钢筋相互间的作用被称作黏结，钢筋跟混凝土得以共同开展工作是借助它们彼此间的黏结强度，混凝土与钢筋接触面上的剪应力名为黏结应力，对黏结强度产生影响的主要因素包含混凝土的强度、保护层的厚度以及钢筋之间的净距离等 。

3.极限状态设计方法的基本概念

我国当下所施行的规范，采用了凭借概率理论作为根基的极限状态设计方法，其基本的原则是这样的，如下，。

结构功能方面，建筑结构，其必须要满足安全性的要求，且要满足适用性的要求，还要满足耐久性的要求。

（2）可靠度，它指的是结构在规定时间之内，于规定条件，达成预定功能要求的那种能力，这种能力被称作结构的可靠性，而可靠度是可靠性的定量指标 。

(3)用于表述极限状态设计的实用表达式：为了达成满足可靠度的要求这一目的，于实际设计这个行为当中，采取如下这般的措施。

一般情况下，计算杆件内力时，要对荷载标准值乘以一个系数钢结构伸缩缝设置规范，这个系数是大于1的，此系数被称作荷载分项系数。

2)于计算结构的抗力之际，把材料的标准值除以一个比1大的系数，此系数称作材料分项系数。

3)针对安全等级不一样的建筑结构，借助一个重要性系数予以调整，在运用上述举措以后，可靠度指标就达成了被满足的状况，这便是用分项系数呈现的极限状态设计方法。

4.梁、板的受力特点及构造要求

(1)单向板与双向板的受力特点。

有一种板叫两对边支承的板，它属于单向板，是朝着一个方向受弯的；还有一种双向板是四边支承结构，能双向受弯。要是长边跟短边的比例小于或恰好等于2，那就该按照双向板来计算；要是长边与短边之比大于2但小于3，这种情况下适宜按照双向板计算；要是按照沿短边方向受力的单向板来计算，就得沿着长边方向布置足够数量的构造筋；要是长边与短边长度之比大于或等于3，那就可以按照沿短边方向受力的单向板来计算。

(2)连续梁、板的受力特点。

现浇肋形楼盖里的板、次梁以及主梁，通常都是多跨连续梁(板)。连续梁(板)的内力计算属于主要的内容，配筋计算跟简支梁是一样的。内力计算存在两种方法。主梁依照弹性理论来计算，次梁和板能够考虑塑性变形内力重分布的方式来计算。弹性理论的计算是将材料视作弹性的，运用结构力学的办法，考量荷载的不利组合，计算内力，绘出包络图，开展配筋计算。在均布荷载的状况下，等跨连续板和连续次梁的内力计算，能够考虑塑性变形的内力重分布。允其支座呈现塑性铰，把支座截面的负弯矩予以调低，也就是降低负弯矩，而做出这样调整的幅度，必然得遵循一定的准则。连续梁、板具备这样的受力特性，那便是跨中存在正弯矩，支座存有负弯矩。所以，跨中依照最大正弯矩来计算正筋，支座依据最大负弯矩来计算负筋。钢筋的截断位置按照规范要求进行截断。

(3)梁以及板的构造要求，梁最为常用的截面形态有矩形以及T形，梁的截面高度通常依据跨度予以确定，宽度一般是高度的三分之一，梁的支承长度一定不能小于规范所规定的长度，纵向受力钢筋适宜优先选用HRB335、HRB400钢筋，常用直径为10至25mm，钢筋之间的间距不应当小于25mm，也不应当小于直径，保护层的厚度与梁所处环境相关，一般为25至40mm。厚度与计算跨度相关的板，屋面板通常不少于60mm，楼板一般不少于80mm，支承长度不可小于规范给定长度的板，保护层厚度一般是15至30mm 。受力钢筋直径常使用6mm、8mm、10mm、12mm。间距不宜大于250mm 。

梁、板混凝土的强度等级～般采用C20以上。

二、掌握砌体结构的受力特点及其构造

1.砌体材料及砌体的力学性能

(1)砌块。

砖、砌块按其原料、生产工艺以及孔洞率予以分类，以黏土、石岩、煤矸石或者粉煤灰作为主要原料，经过焙烧制成实心的或者孔洞率不大于规定数值并且外形尺寸符合规定的砖，叫烧结普通砖，孔洞率大于25%，孔的尺寸小且数量多，主要用于承重部位的砖称作烧结多孔砖，简称为多孔砖，烧结普通砖又被分为烧结黏土砖、烧结页岩砖、烧结煤矸石砖和烧结粉煤灰砖。有一种实心砖，它是以石灰和砂作为主要原料制成的，还有一种是以粉煤灰、石灰并掺和石膏和骨料作为主要原料制成的，这种砖经过坯料制备，接着进行压制成型，之后进行高压蒸汽养护，这样制成的实心砖，被称作蒸压灰砂砖或者蒸压粉煤灰砖，简称为灰砂砖或者粉煤灰砖。

(2)砂浆。

能够让砌体里的块体与砂浆之间形成一定黏结强度的砂浆，可保证二者能较好地一同工作，进而使砌体受力均匀，于是具备相应抗压、抗弯、抗剪以及抗拉强度。依据组成材料不一样的砂浆，能够分为：水泥砂浆，水泥混合砂浆，石灰、石膏、黏土砂浆。

(3)砌体。

按标准方法砌筑而成的砖砌体试件，轴压试验分处在三个阶段。第一阶段，自加载起始直至在个别砖块之上出现初始裂缝，此阶段是弹性阶段，出现裂缝之际的荷载约为零点五至零点七倍极限荷载。第二阶段，持续加载后个别砖块的裂缝相继发展成少数平行于加载方向的小段裂缝，试件变形增长较快，这时的荷载不到极限荷载的零点八倍。第三阶段，持续加载时小段裂缝会较快朝着竖向发展成上下贯通整个试件的纵向裂缝。试件被分割成好些小的砖柱，一直到小砖柱因为横向变形过大出现失稳，体积膨胀起来，致使整个试件遭到破坏。因砂浆铺砌不均匀，砖块不但受到压力，并且还受到弯曲、剪切、局部压力的联合作用；鉴于砖和砂浆受压后横向变形不一样，还让砖处于受拉状态；另外，因为有竖缝存在，让砖块在这个地方又有一个较高的应力区域。所以，砌体中砖所承受的应力，相当复杂，特别是拉伸、弯曲作用产生的内力，使砖比较早地出现竖向裂缝。这恰恰是砌体抗压强度比砖抗压强度小很多的缘由。不同砌体的强度设计值，是规范依据试验资料给出的。砖砌体抗压强度的主要影响因素有，砖的强度等级。还有砂浆的强度等级以及其厚度。另外，砌筑质量其中涵盖饱满度、砌筑时砖的含水率，以及操作人员的技术水平等 。

3.砌体房屋结构的主要构造要求

结构为砌体样式的构造，是能确保房屋结构具备整体性以及结构安全的可靠举措。墙体的构造措施，主要涵盖三个方面，一个方面是名为伸缩缝的构造类型，另一个方面是称为沉降缝的构造类别，还有一个方面是叫做圈梁的构造形式，就是如此。

三、掌握钢结构构件的受力特点及其连接类型

1.钢结构的连接

(1)焊缝连接，它是当下钢结构里主要的连接方式。其具备的优点是，构造不复杂，能节省钢材，加工起来便利，很易于运用自动化操作，不过不适用于直接承受动力荷载的结构，在其他情形下都能够采用焊缝连接。

(2)铆钉连接：铆接如今已很少被采用，这是鉴于其构造繁杂，且用钢量颇大。不过由于铆钉连接具备较为良好的塑性与韧性，传力较为可靠，同时易于进行检查，所以在一些重型结构以及直接承受动力荷载的结构当中，有时依旧会被采用。

螺栓连接，它又被分成两种情况咧，这个两种中一种是普通螺栓，另一种是高强度螺栓。普通螺栓的话，它施展施工操作的时候是非常简便容易的，而且要进行拆卸或者安装的期间，也都特别的便利。同时，普通螺栓，它一般是由Q235材料加以制作而成的。然而高强度螺栓呢，它是采用合金钢制作好的，高强度螺栓的制作工艺那可是相当精准的，在操作的时候相关工序数量得多，而且对于这方面的要求也是特别高的。目前来看，在我国的桥梁以及大跨度结构房屋还有工业厂房当中，它已经被广泛地运用起来了。

2.钢结构构件制作、焊接、运输、安装、防火与防锈

(1)制作：钢结构的制作涵盖放样，通过精确测量确定尺寸；号料，依据设计图纸标记切割位置；切割，运用专业设备分离材料；校正，调整材料使其符合标准等众多环节。高强度螺栓处理后的摩擦面，其抗滑移系数必须契合设计要求。制作完成并经质量检验合格之后，再开展除锈以及涂装工作。一般情况下，安装焊缝处需要留出30至50毫米的区域暂不进行涂装。

焊接时，焊工要经过考试合格，取得该合格证书，并且得在其考试合格项目及其认可范围以内进行施焊。 焊接过后，焊缝要按照工艺规定，在相应的焊缝以及部位打上焊工钢印。 焊接材料跟母材必须匹配，对于全焊透的一、二级焊缝，要采用超声波探伤来进行内部缺陷检验。 当超声波探伤没办法对缺陷作出判断的时候，就得采用射线探伤。 施工单位首次采用的钢材、焊接材料、焊接方法等，需要进行焊接工艺评定。

运输时，运输钢构件，要依据钢构件的长度与重量来选用车辆，在车辆上，钢构件的支点，还有两端伸出的长度，以及绑扎方法，全都应确保构件不会产生变形，不会损伤涂层。

（4）安装，钢结构安装得依照施工组织设计来开展，其安装程序务必确保结构的稳定性且不会致使永久性变形。安装柱的时候，每节柱的定位轴线必须从地面控制轴线直接引上去。钢结构的柱、梁、屋架等主要构件安装就位以后，必须立刻进行校正、固定。由工厂处理的构件摩擦面，在安装前必须复验抗滑移系数，合格之后才可以安装。

(5)防火与防锈。

当温度上升到５５0℃这个水准的时候，钢材的屈服强度大概会下降至正常温度时屈服强度的０.７这般的程度而变得不太契合原定设计值要求，进而可能引发钢结构相应程度的承受结构遭到破坏而造成不同程度的损害危机，这一情况表明钢结构防火安全性有待增强提高。建筑结构的设计要把某些防火规范的规定当做重要依据，努力使建筑结构能够符合相应防火标准的具体要求。在防火标准所规定要求的时间范围内，确保促使钢结构的温度不会上升超过临界温度，以此维持结构正常稳定时期的承载能力，避免出现结构破坏等一系列不良现象。

外露的钢结构，有可能会遭受大气钢结构伸缩缝设置规范，尤其是被污染的大气极为严重的腐蚀，最常见的状况便是生锈。如此一来，就必须针对构件的表面施以防腐蚀处理，以此确保钢结构能够正常使用。防腐处理的方法，是依据构件表面条件以及使用寿命的要求来决定的。在开展构造设计的时候，应当对构造做法予以妥善处理，防止出现诸如把槽钢槽口朝上放置，进而造成积水等情形；大型构件应当设置可供人进入的观察口，用以方便检查、维护构件内部的情况等 。

【命题考点】

针对混凝土建构的受力特性以及其构造，研究热轧钢筋所包含的品种，对钢筋的力学性能表现予以分析，就混凝土展开阐述；极限状态设计方法的基本准则是什么，梁、板的受力特性以及构造方面的要求有哪些，砌体材料及其力学性能怎样，砂浆的情况如何，钢结构是怎样的，防火与防锈方面的情况又是怎样的 。

【分析预测】

基于所给定的材料，剖析跟钢筋混凝土梁相关的原理，判别构造方面的要求，。

（2）凭借所给出的材料 ，剖析判断梁、板的受力特性以及构造要求 。

(3)依据所给定的材料，剖析去判断对斜截面受力性能产生影响的主要因素 。

(4)依据所给出的材料，剖析判定砌体房屋结构的主要构造要求 。