建筑結(jié)構(gòu)受力特點及其構(gòu)造有哪些,?
一、混凝土結(jié)構(gòu)的受力特點及其構(gòu)造
1.混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)點與缺點
(1)混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)點:
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(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)的整體性好,延性好,,適用于抗震抗爆結(jié)構(gòu),,同時防振性和防輻射性能較好,適用于防護結(jié)構(gòu),;
5)易于就地取材,。
(2)混凝土結(jié)構(gòu)的缺點:自重大,抗裂性較差,,施工復雜,,工期較長。由于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)有很多優(yōu)點,,適用于各種結(jié)構(gòu)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: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)鋼筋的力學性能:建筑鋼筋分兩類,一類為有明顯流幅的鋼筋,,另一類為沒有明顯流幅的鋼筋,。明顯流幅的鋼筋含碳量少,塑性好,,延伸率大,。無明顯流幅的鋼筋含碳量多,強度高,,塑性差,,延伸率小,沒有屈服臺階,,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fcu。作為混凝土的強度等級,。單位是MPa,,C20表示抗壓強度為20MPa。規(guī)范共分14個等級,,C15~C80,,級差為5MPa。
2)棱柱體抗壓強度fc,,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ft,是計算抗裂的重要指標,?;炷恋目估瓘姸群艿汀?/p>
(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(jié),。鋼筋與混凝土能夠共同工作是依靠它們之間的黏結(jié)強度?;炷僚c鋼筋接觸面的剪應力稱黏結(jié)應力,。影響?zhàn)そY(jié)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(xiàn)行規(guī)范采用以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設計方法,,其基本原則如下。
(1)結(jié)構(gòu)功能:建筑結(jié)構(gòu)必須滿足安全性,、適用性和耐久性的要求,。
(2)可靠度:結(jié)構(gòu)在規(guī)定的時間內(nèi),在規(guī)定的條件下,,完成預定功能要求的能力,,稱為結(jié)構(gòu)的可靠性,可靠度是可靠性的定量指標,。
(3)極限狀態(tài)設計的實用表達式:為了滿足可靠度的要求,,在實際設計中采取如下措施。
1)一般情況下在計算桿件內(nèi)力時,,對荷載標準值乘以一個大于1的系數(shù),,稱荷載分項系數(shù)。
2)在計算結(jié)構(gòu)的抗力時,,將材料的標準值除以一個大于1的系數(shù),,稱材料分項系數(shù)。
3)對安全等級不同的建筑結(jié)構(gòu),,采用一個重要性系數(shù)進行調(diào)整,。在采用上述措施后,可靠度指標便得到了滿足,。這就是以分項系數(shù)表達的極限狀態(tài)設計方法,。
4.梁、板的受力特點及構(gòu)造要求
(1)單向板與雙向板的受力特點,。
兩對邊支承的板是單向板,,一個方向受彎;而雙向板為四邊支承,,雙向受彎,。當長邊與短邊之比小于或等于2時,應按雙向板計算,;當長邊與短邊之比大于2但小于3時,,宜按雙向板計算;當按沿短邊方向受力的單向板計算時,,應沿長邊方向布置足夠數(shù)量的構(gòu)造筋,;當長邊與短邊長度之比大于或等于3時,可按沿短邊方向受力的單向板計算,。
(2)連續(xù)梁,、板的受力特點。
現(xiàn)澆肋形樓蓋中的板,、次梁和主梁,,一般均為多跨連續(xù)梁(板)。連續(xù)梁(板)的內(nèi)力計算是主要內(nèi)容,,配筋計算與簡支梁相同,。內(nèi)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(nèi)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(jié)構(gòu)力學的方法,,考慮荷載的不利組合,,計算內(nèi)力,畫出包絡圖,,進行配筋計算,。均布荷載下,等跨連續(xù)板和連續(xù)次梁的內(nèi)力計算,,可考慮塑性變形的內(nèi)力重分布,。允許支座出現(xiàn)塑性鉸,,將支座截面的負彎矩調(diào)低,即減少負彎矩,,調(diào)整的幅度,,必須遵守一定的原則。連續(xù)梁,、板的受力特點是,,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(guī)范要求截斷,。
(3)梁、板的構(gòu)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確定,寬度一般是高度的1/3,。梁的支承長度不能小于規(guī)范規(guī)定的長度,。縱向受力鋼筋宜優(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,,板的支承長度不能小于規(guī)范規(guī)定的長度,,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,。
選自.投標書代寫網(wǎng) yipai178.com 梁、板混凝土的強度等級~般采用C20以上,。
二,、掌握砌體結(jié)構(gòu)的受力特點及其構(gòu)造
1.砌體材料及砌體的力學性能
(1)砌塊,。
磚、砌塊根據(jù)其原料,、生產(chǎn)工藝和孔洞率來分類,。由黏土,、石巖,、煤矸石或粉煤灰為主要原料,經(jīng)焙燒而成的實心或孔洞率不大于規(guī)定值且外形尺寸符合規(guī)定的磚,,稱為燒結(jié)普通磚,;孔洞率大于25%,孔的尺寸小而數(shù)量多,,主要用于承重部位的磚稱為燒結(jié)多孔磚,,簡稱多孔磚。燒結(jié)普通磚又分為燒結(jié)黏土磚,、燒結(jié)頁巖磚,、燒結(jié)煤矸石磚和燒結(jié)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(yǎng)護而成的實心磚,稱為蒸壓灰砂磚或蒸壓粉煤灰磚,,簡稱灰砂磚或粉煤灰磚,。
(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(jié)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,,軸壓試驗分三個階段,。第1階段,從加載開始直到在個別磚塊上出現(xiàn)初始裂縫,,該階段屬彈性階段,,出現(xiàn)裂縫時的荷載約為0.5~0.7倍極限荷載。第Ⅱ階段,,繼續(xù)加載后個別磚塊的裂縫陸續(xù)發(fā)展成少數(shù)平行于加載方向的小段裂縫,,試件變形增加較快,此時的荷載不到極限荷載的0.8倍,。第Ⅲ階段,,繼續(xù)加載時小段裂縫會較快沿豎向發(fā)展成上下貫通整個試件的縱向裂縫。試件被分割成若干個小的磚柱,,直到小磚柱因橫向變形過大發(fā)生失穩(wěn),,體積膨脹,導致整個試件破壞,。
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較高的應力區(qū),。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(nèi)力,,使磚較早出現(xiàn)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(guī)范根據(jù)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,,包括飽滿度,、砌筑時磚的含水率、操作人員的技術(shù)水平等。
2.砌體房屋結(jié)構(gòu)的主要構(gòu)造要求
砌體結(jié)構(gòu)的構(gòu)造是確保房屋結(jié)構(gòu)整體性和結(jié)構(gòu)安全的可靠措施,。墻體的構(gòu)造措施主要包括三個方面,,即伸縮縫、沉降縫和圈梁,。
三,、掌握鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的受力特點及其連接類型
1.鋼結(jié)構(gòu)的連接
(1)焊縫連接:焊縫連接是目前鋼結(jié)構(gòu)的主要連接方法。其優(yōu)點是構(gòu)造簡單,,節(jié)約鋼材,,加工方便,易于采用自動化操作,,不宜采用于直接承受動力荷載的結(jié)構(gòu),,其他情況均可采用焊縫連接,。
(2)鉚釘連接:鉚接由于構(gòu)造復雜,,用鋼量大,現(xiàn)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力荷載的結(jié)構(gòu)中,,有時仍然采用。
(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(jié)構(gòu)房屋及工業(yè)廠房中已廣泛采用,。
2.鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件制作、焊接,、運輸,、安裝、防火與防銹
(1)制作:鋼結(jié)構(gòu)制作包括放樣,、號料,、切割、校正等諸多環(huán)節(jié)。高強度螺栓處理后的摩擦面,、抗滑移系數(shù)應符合設計要求,。制作質(zhì)量檢驗合格后進行除銹和涂裝。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且必須在其考試合格項目及其認可范圍內(nèi)施焊,。焊縫施焊后須在工藝規(guī)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行內(nèi)部缺陷檢驗,超聲波探傷不能對缺陷作出判斷時,,采用射線探傷,。施工單位首次采用的鋼材、焊接材料,、焊接方法等,,應進行焊接工藝評定。
(3)運輸:運輸鋼構(gòu)件時,,要根據(jù)鋼構(gòu)件的長度和重量選用車輛,。鋼構(gòu)件在車輛上的支點、兩端伸出的長度及綁扎方法均應保證構(gòu)件不產(chǎn)生變形,,不損傷涂層,。
(4)安裝:鋼結(jié)構(gòu)安裝要按施工組織設計進行,安裝程序須保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和不導致永久性變形,。安裝柱時,,每節(jié)柱的定位軸線須從地面控制軸線直接引上。鋼結(jié)構(gòu)的柱,、梁,、屋架等主要構(gòu)件安裝就位后,須立即進行校正,、固定,。由工廠處理的構(gòu)件摩擦面,安裝前須復驗抗滑移系數(shù),,合格后方可安裝,。
(5)防火與防銹。
1)鋼結(jié)構(gòu)防火性能較差,。當溫度達到550℃時,,鋼材的屈服強度大約降至正常溫度時屈服強度的0.7,結(jié)構(gòu)即達到它的強度設計值而可能發(fā)生破壞,。設計時應根據(jù)有關(guān)防火規(guī)范的規(guī)定,,使建筑結(jié)構(gòu)能滿足相應防火標準的要求,。在防火標準要求的時間內(nèi)使鋼結(jié)構(gòu)的溫度不超過臨界溫度,以保證結(jié)構(gòu)正常承載能力,。
2)外露的鋼結(jié)構(gòu)可能會受到大氣,,特別是被污染的大氣嚴重腐蝕,最常見的是生銹,。這就必須對構(gòu)件的表面進行防腐蝕處理,,以保證鋼結(jié)構(gòu)的正常使用。防腐處理方法根據(jù)構(gòu)件表面條件及使用壽命的要求決定,。在進行構(gòu)造設計時,,應對構(gòu)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(gòu)件應有人能進入的觀察口,以便檢查,、維護構(gòu)件內(nèi)部情況等,。