专题二、结构设计与构造（选择题为主）
一、荷载
引起结构失去平衡或破坏的外部作用主要有;1)直接施加在结构上的各种力，习惯上亦称为荷载，例如结构自重、活荷载、积灰荷载、雪荷载、风力荷载等。2）另一类是间接作用，指在结构上引起外加变形和约束变形的其他作用，例如混凝土收缩，温度变化、焊接变形、地基沉降等。
1.荷载分类：
1）按时间的变异分类：a.永久荷载:结构自重、土压力、预加应力。b.可变作用：安装荷载、屋面与楼面活荷载、雪荷载、风荷载、吊车荷载、积灰荷载。c.偶然作用：爆炸、撞击力、雪崩、地震、台风。
2）按结构的反应分类：a.静态作用：结构自重、住宅与办公楼的楼面活荷载、雪荷载。b.动态作用：地震作用、吊车设备震动、高空坠物冲击作用。
3）按荷载作用面大小分类：a.均部面荷载：木地板、地砖、花岗石、大理石面层等。b.线荷载：梁上或条形基础上承担的建筑物原有的楼面或屋面上的各种面荷载。c.集中荷载：洗衣机、冰箱、空调机、吊灯等。
4)按荷载作用方向分类：a.垂直荷载;结构自重、雪荷载。b.水平荷载;风荷载、水平地震作用。
二、偶然荷载对结构的影响
1.地震力是惯性力，与建筑质量的大小成正比;抗震建筑的材料最好选用轻质高强的材料。
2.在非地震区，风荷载是建筑结构的主要水平力。
3.平面为圆形的建筑其风压较方形或矩形建筑减小近百分之四十，不仅风压小，而且各向的刚度比较接近，有利于抵抗水平力的作用。
圆形大于椭圆形大于正方形大于矩形
三、钢筋混凝土结构的特点
1）强度较高，钢筋和混凝土两种材料都能充分利用。2）可模性好，适用面广。3）耐久性和耐火性好，维护费用低。4）现浇结构的整体性好，延性好，适用于抗震抗爆结构，同时防振性和防辐射性较好，适用于防护结构。5）易于就地取材。
缺点：1）自重大。2）抗裂性差。3）施工复杂。4）工期较长。
四、钢筋混凝土的材料性能
我国普通钢筋混凝土中配置的钢筋主要是热轧钢筋，预应力筋常用中、高强度的钢丝、钢绞线。
1）热轧钢筋：分为普通低碳钢和普通低合金钢。2）钢筋的成分：铁是主要元素，还有少量的碳、锰、硅、钛、钒等，还有少量有害元素，硫、磷。
1.钢筋的力学性能
1）特性：a.有明显流幅:含碳量少，塑性好，延伸率大。b.无明显流幅：含碳量多，强度高，塑性差，延伸率小，没有屈服台阶，脆性破坏。
2）对于有明显流幅的钢筋，其性能的基本指标有屈服强度、延伸率、强屈比、和冷弯性能四项。冷弯性能是反映钢筋塑性性能的另一个指标。
五、混凝土
1.抗压强度：立方体抗压强度作为混凝土的强度等级，规范 共划分14个强度等级，C15-C80，级差为5N/m㎡。
2.棱柱体抗压强度：采用150×150×300mm棱柱体作为标准试件实验所得。
3.抗拉强度，是计算抗裂的重要指标，混凝土的抗拉强度很低。
六、钢筋与混凝土的共同工作。
钢筋与混凝土的相互作用叫粘结。钢筋与混凝土能够共同工作是依靠它们之间的粘结强度。混凝土与钢筋的接触面的剪应力称粘结力。影响粘结强度的主要因素有混凝土强度、保护层厚度和钢筋的净距离等。
七、钢筋混凝土梁的配筋原理及构造要求
1.适筋梁正截面受力阶段应力分析：在房屋建筑中，梁和板是典型的受弯构建。其中，在破坏荷载的作用下，梁的破坏分为正截面和斜截面破坏。
受弯构件的破坏形式：1）正截面破坏：由弯矩M作用引起，破坏截面与构件纵轴线正交。2）斜截面破坏：由弯矩M和剪力V共同作用引起，破坏截面倾斜。
为防止正截面破坏，须配纵向钢筋。为防止斜截面破坏，须配弯起钢筋及箍筋。
梁的正截面破坏形式与配筋率、混凝土强度等级、截面形式等有关。钢筋混凝土梁正截面可能出现适筋、超筋、少筋等三种不同性质的破坏。适筋破坏为塑性破坏，适筋梁钢筋和混凝土均能充分利用，即安全又经济，是受弯构建正截面承载力极限状态验算依据。超近筋破坏和少筋破坏为脆性破坏，即不安全又不经济。
梁斜截面承载力性能的主要因素：1）剪跨比。2） 混凝土强度等级。3）腹筋的数量，箍筋和弯起钢筋统称为腹筋。
为防止斜截面破坏采取的措施：1)限制梁的截面最小尺寸，其中包含混凝土的强度等级因素。2）适当配置箍筋，并满足规范要求。3）当上述两项措施不满足要求时，可适当配置弯起钢筋，并满足要求。
八、砌体结构
1.优点：砌体材料抗压性能好，保温、耐火、耐久性好，材料经济，就地取材，施工简便，管理、维护方便。
2,。缺点：砌体的抗压强度相对于块材的强度来说还很低，抗弯、抗拉强度则更低：粘土砖所需土源要占用大片良田，更要耗费大量的能源自重大，施工劳动强度高，运输损坏大。
3.砌体房屋结构主要构造要求：1）伸缩缝作用：防止温度改变造成结构开裂。要求地上断开，基础可不分开。2）沉降缝：防止不均匀沉降造成结构开裂。这要求基础必须断开。3）圈梁;增加房屋整体性，同一水平面连续设置并封闭。圈梁宽度宜与墙厚相同，墙厚大等于240mm，其宽度不宜小于2h/3:；圈梁高度不宜小于120mm。
九、钢结构的受力特点
1.优点：1）材料强度高，自重轻，塑性和韧性好，材质均匀。2）便于工厂生产和机械化，便于拆卸，施工工期短。3）具有优越的抗震性能。4）无污染、可再生、节能、安全、符合建筑可持续发展的原则，可以说钢结构的发展是21世纪建筑文明的体现。
2.缺点：1）易腐蚀，需经常油漆维护，故维护费用高。2）钢结构耐火性差。当温度达到550摄氏度时，钢材的屈服强度大约降至正常温度时屈服强度的0.7，结构即达到它的强度设计值而发生破坏。
3.钢结构的连接：钢结构是由钢板，型钢通。必要的连接形成的结构。钢结构的连接方法可分为焊缝连接、铆钉连接和螺栓连接三种。
十、抗震设防
1..基本思想：现行抗震设计规范适用于抗震设防烈度为6、7、8、9度地区建筑工程的抗震设计、隔振、消能减震设计。我国抗震设防的三个水准“小震不坏，中震可修，大震不倒”。
2.抗震设防分类：建筑物的抗震设计根据其使用功能的重要性分为甲类、乙类、丙类、丁类四个抗震等级。大量的建筑属于丙类。
3.抗震构造措施
1）多层砌体结构抗震构造措施：a.构造柱，设置钢筋混凝土构造柱，提高延性。b.圈梁，设置钢筋混凝土圈梁与构造柱连接起来，增强房屋整体性。C.墙体，加强墙体连接，楼板和梁应有足够的支撑长度和可靠连接。d.楼梯间，加强楼梯间的整体性。
2）框架结构构造措施：框架结构的震害的严重部位多发生在框架梁柱节点和填充墙处，一般是柱的震害重于梁，柱顶的震害重于柱底，角柱的震害重于内柱，短柱的震害重于一般柱。
3）框架抗震构造措施：把框架设计成延性框架，遵守强柱、强节点、强锚固、，避免短柱、加强角柱，框架沿高度不宜突变，避免出现薄弱层，控制最小配筋率，限制配筋最小直径等原则。构造上采取受力筋锚固适当加长，节点处箍筋适当加密等措施。
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