一级建造师《建筑工程》精讲班.ppt

一级建造师建筑工程管理与实务教材精讲班 主讲 宋协清 1A410000建筑工程技术1A411000建筑结构与构造 1A411011掌握建筑结构工程的安全性一 结构的功能要求P1二 两种极限状态P2安全性 适用性和耐久性概括称为结构的可靠性 极限状态通常可分为如下两类 承载力极限状态与正常使用极限状态 若S R 则构件将破坏 即属于不可靠状态 若S R 则构件属于可靠状态 若S R 则构件处于即将破坏的边缘状态 称为极限状态 1A411010建筑结构工程的可靠性 1 安全性P1在正常施工和正常使用的条件下 结构应能承受可能出现的各种荷载作用和变形而不发生破坏 在偶然事件发生后 结构仍能保持必要的整体稳定性 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 而在遇到强烈地震 爆炸等偶然事件时 容许有局部的损伤 但应保持结构的整体稳定而不发生倒塌 1A411010建筑结构工程的可靠性 P2承载能力极限状态是对应于结构或构件达到最大承载能力或不适于继续承载的变形 它包括结构构件或连接因强度超过而破坏 结构或其一部分作为刚体而失去平衡 如倾覆 滑移 在反复荷载下构件或连接发生疲劳破坏等 安全性 强度 稳定性 用承载能力极限状态来表示对所有结构和构件都必须按承载力极限状态进行计算 施工时应严格保证施工质量 以满足结构的安全性 1A411010建筑结构工程的可靠性 2 适用性P1在正常使用时 结构应具有良好的工作性能 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P3正常使用的极限状态的内容 这种极限状态相应于结构或构件达到正常使用或耐久性的某项规定的限值 它包括构件在正常使用条件下产生过度变形 导致影响正常使用或建筑外观 构件过早产生裂缝或裂缝发展过宽 在动力荷载作用下结构或构件产生过大的振幅等 适用性 刚度 变形 用正常使用极限状态来表示 1A411010建筑结构工程的可靠性 3 耐久性在正常维护的条件下 结构应能在预计的使用年限内满足各项功能要求 也即应具有足够的耐久性 例如 不致因混凝土的老化 腐蚀或钢筋的锈蚀等而影响结构的使用寿命 房屋建筑在正常设计 正常施工 正常使用和维护下所应达到的使用年限 1A411010建筑结构工程的可靠性 三 掌握杆件的受力形式P21 结构杆件的基本受力形式按其变形特点可归纳为以下五种 拉伸 压缩 弯曲 剪切和扭转 2 实际结构中的构件往往是几种受力形式的组合 如梁承受弯曲与剪力 柱子受到压力与弯矩等 1A411010建筑结构工程的可靠性 四 材料强度的基本概念结构杆件所用材料在规定的荷载作用下 材料发生破坏时的应力称为强度 要求不破坏的要求 称为强度要求 根据外力作用方式不同 材料有抗拉强度 抗压强度 抗剪强度等 对有屈服点的钢材还有屈服强度和极限强度的区别 在相同条件下 材料的强度高 则结构杆件的承载力也高 1A411010建筑结构工程的可靠性 五 杆件稳定的基本概念P31 在工程结构中 一个细长的压杆 临界力的大小与下列因素有关 1 压杆的材料 钢柱的比木柱大 因为钢柱的弹性模量E大 2 压杆的截面形状与大小 截面大不易失稳 因为惯性矩I大 3 压杆的长度l 长度大 易失稳 4 压杆的支承情况 两端固定的与两端铰接的比 前者临界力大 1A411010建筑结构工程的可靠性 2 临界力从大到小 两端固定 一端固定 一端铰支 两端铰支 一端固定 一端自由3 临界力定量比较 两端固定 两端铰支 一端固定 一端自由4 长细比 是影响临界力的综合因素 1A411010建筑结构工程的可靠性 压杆稳定 细长杆 不同支座情况下的压杆的计算长度 一端固定一端自由l0 2l两端铰支 l0 l一端固定一端铰支l0 0 7l两端固定l0 0 5l 1A411010建筑结构工程的可靠性 1A411012熟悉建筑结构工程的适用性一 建筑结构的适用性P3这种极限状态相应于结构或构件达到正常使用或耐久性的某项规定的限值 它包括构件在正常使用条件下产生过度变形 导致影响正常使用或建筑外观 构件过早产生裂缝或裂缝发展过宽 在动力荷载作用下结构或构件产生过大的振幅等 超过这种极限状态会使结构不能正常工作 使结构的耐久性受影响 重复 正常使用的极限状态的内容 1A411010建筑结构工程的可靠性 二 杆件刚度与梁的位移计算P4悬臂梁端部的最大位移为 影响位移因素除荷载外 还有 1 材料性能 与材料的弹性模量E成反比 2 构件的截面 与截面的惯性矩I成反比 如矩形截面梁 其截面惯性矩 3 构件的跨度 与跨度l的n次方成正比 此因素影响最大 1A411010建筑结构工程的可靠性 三 混凝土结构的裂缝控制P4裂缝控制主要针对混凝土梁 受弯构件 及受拉构件 裂缝控制分为三个等级 1 构件不出现拉应力 2 构件虽有拉应力 但不超过混凝土的抗拉强度 3 允许出现裂缝 但裂缝宽度不超过允许值 对 1 2 等级的混凝土构件 一般只有预应力构件才能达到 1A411010建筑结构工程的可靠性 1A411013熟悉建筑结构工程的耐久性P4 7一 建筑结构耐久性的含义P4所谓结构的耐久性是指结构在规定的工作环境中 在预期的使用年限内 在正常维护条件下不需进行大修就能完成预定功能的能力 房屋建筑在正常设计 正常施工 正常使用和维护下所应达到的使用年限 1A411010建筑结构工程的可靠性 二 结构设计使用年限P4设计使用年限分类表1A411013 1 1A411010建筑结构工程的可靠性 三 混凝土结构耐久性的环境类别P5环境类别表1A411013 2 1A411010建筑结构工程的可靠性 四 混凝土结构环境作用等级当结构构件受到多种环境类别共同作用时 应分别满足每种环境类别单独作用下的耐久性要求 1A411010建筑结构工程的可靠性 五 混凝土结构耐久性的要求1 混凝土最低强度等级2 一般环境中混凝土材料与钢筋最小保护层一般环境中的配筋混凝土结构构件 其普通钢筋的保护层最小厚度 最低混凝土强度等级 最大水胶比应符合要求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 设计使用年限为100年和50年的构件 其强度等级不应低于C25和C20 1A411010建筑结构工程的可靠性 1A411020建筑结构平衡的技术 不讲 P10对于悬挑构件 如阳台 雨篷 探头板等 挡土墙 起重机械防止倾覆的基本要求M抗 1 2 1 5 M倾 1A411020建筑结构平衡的技术 1A411023熟悉结构抗震的构造要求P11 13一 地震的震级及烈度1 房屋结构抗震主要是研究构造地震 2 一次地震只有一个震级 3 地震发生后 各地区的影响程度不同 通常用地震烈度来描述 世界上多数国家采用的是12个等级划分的烈度表 一般来说 M5的地震 对建筑物引起不同程度的破坏 统称为破坏性地震 M 7的地震为强烈地震或大震 M 8的地震称为特大地震 1A411020建筑结构平衡的技术 4 地震烈度是指某一地区的地面及建筑物遭受一次地震影响的强弱程度 一般来说 距震中愈远 地震影响愈小 烈度就愈小 反之 距震中愈近 烈度就愈高 5 一个地区基本烈度是指该地区今后一定时间内 在一般场地条件下可能遭遇的最大地震烈度 基本烈度大体为在设计基准期超越概率为10 的地震烈度 一般情况下 抗震设防烈度可采用中国地震参数区划图的地震基本烈度 1A411020建筑结构平衡的技术 二 抗震设防1 抗震设防的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 隔震 消能减震设计 我国规范抗震设防的基本思想和原则是 三个水准 为抗震设防目标 简单地说就是 小震不坏 中震可修 大震不倒 1A411020建筑结构平衡的技术 三个水准 的抗震设防目标是 当遭受低于本地区抗震设防烈度的多遇地震影响时 建筑物一般不受损坏或不需修理仍可继续使用 当遭受相当于本地区抗震设防烈度的地震影响时 可能损坏 经一般修理或不需修理仍可继续使用 当遭受高于本地区抗震设防烈度预估的罕遇地震影响时 不会倒塌或发生危及生命的严重破坏 1A411020建筑结构平衡的技术 2 建筑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 丁类四个抗震设防类别 大量的建筑物属于丙类 1A411020建筑结构平衡的技术 3 抗震结构概念设计要考虑以下因素 1 选择对抗震有利的场地 避开不利的场地 2 建筑物形状力求简单 规则 平面上的质量中心和刚度中心尽可能靠近 以避免地震时发生扭转和应力集中而形成薄弱部位 3 选择技术先进又经济合理的抗震结构体系 地震力的传递路线合理明确 并有多道抗震防线 4 保证结构的整体性 并使结构和连接部位具有较好的延性 5 选择抗震性能比较好的建筑材料 6 非结构构件应与承重结构有可靠的连接以满足抗震要求 1A411020建筑结构平衡的技术 三 抗震构造措施1 多层砌体房屋的抗震构造措施震害表明 在强烈地震作用下 多层砌体房屋的破坏部位主要是墙身 楼盖本身的破坏较轻 1A411020建筑结构平衡的技术 措施 1 设置钢筋混凝土构造柱 减少墙身的破坏 并改善其抗震性能 提高延性 2 设置钢筋混凝土圈梁与构造柱连接起来 增强了房屋的整体性 改善了房屋的抗震性能 提高了抗震能力 3 加强墙体的连接 楼板和梁应有足够的支承长度和可靠连接 4 加强楼梯间的整体性等 1A411020建筑结构平衡的技术 2 框架结构构造措施震害调查表明 框架结构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 为此采取了一系列措施 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 3 设置必要的防震缝 1A411020建筑结构平衡的技术 1A411024熟悉荷载对结构的影响P13 15一 荷载的分类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 恒载 活荷载 积灰荷载 雪荷载 风荷载等 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 1A411020建筑结构平衡的技术 一 按随时间的变异分类1 永久作用 永久荷载或恒载 在设计基准期内 其值不随时间变化 或其变化可以忽略不计 如结构自重 土压力 预加应力 混凝土收缩 基础沉降 焊接变形等 2 可变作用 可变荷载或活荷载 在设计基准期内 其值随时间变化 如安装荷载 屋面与楼面活荷载 雪荷载 风荷载 吊车荷载 积灰荷载等 1A411020建筑结构平衡的技术 3 偶然作用 偶然荷载 特殊荷载 在设计基准期内可能出现 也可能不出现 而一旦出现其值很大 且持续时间较短 例如爆炸力 撞击力 雪崩 严重腐蚀 地震 台风等 1A411020建筑结构平衡的技术 二 按结构的反应分类1 静态作用或静力作用不使结构或结构构件产生加速度或所产生的加速度可以忽略不计 如结构自重 住宅与办公楼的楼面活荷载 雪荷载等 2 动态作用或动力作用使结构或结构构件产生不可忽略的加速度 例如地震作用 吊车设备振动 高空坠物冲击作用等 1A411020建筑结构平衡的技术 三 按荷载作用面大小分类1 均布面荷载Q建筑物楼面上均布荷载 如铺设的木地板 地砖 花岗石 大理石面层等重量引起的荷载 均布面荷载Q值的计算 可用材料单位体积的重度 乘以面层材料的厚度d 得出增加的均布面荷载值 Q d 2 线荷载建筑物原有的楼面或层面上的各种面荷载传到梁上或条形基础上时 可简化为单位长度上的分布荷载称为线荷载q 1A411020建筑结构平衡的技术 3 集中荷载是指荷载作用的面积相对于总面积而言很小 可简化为作用在一点的荷载 1A411020建筑结构平衡的技术 四 按荷载作用方向分类1 垂直荷载如结构自重 雪荷载等 2 水平荷载如风荷载 水平地震作用等 1A411020建筑结构平衡的技术 五 施工和检修荷载在建筑结构工程施工和检修过程中引起的荷载 习惯上称施工和检修荷载 施工荷载包括施工人员和施工工具 设备和材料等重量及设备运行的振动与冲击作用 检修荷载包括检修人员和所携带检修工具的重量 一般作为集中荷载 1A411020建筑结构平衡的技术 二 荷载对结构的影响 一 永久荷载对结构的影响 二 可变荷载对结构的影响内力计算中都要考虑活荷载作用位置的不利组合 找出构件各部分最大内力值 1A411020建筑结构平衡的技术 三 偶然荷载对结构的影响地震力的大小与建筑质量的大小成正比 所以抗震建筑的材料最好选用轻质高强的材料 在非地震区 风荷载是建筑结构的主要水平力 实验证明 平面为圆形的建筑比方形或矩形建筑 其风压可减小近40 所以在高层建筑中 常看到圆形建筑 1A411020建筑结构平衡的技术 四 地面的大面积超载对结构的影响 五 装修对结构的影响及对策装修时不能自行改变原来的建筑使用功能 如若必要改变时 应该取得原设计单位的许可 1A411020建筑结构平衡的技术 五 装修对结构的影响及对策为控制装修对建筑结构的影响 正确的做法有 A 装修时不能自行改变原来的建筑使用功能B 新的装修构造做法产生的荷载值不能超过原有楼面结构荷载设计值C 经原设计单位的书面有效文件许可 即可在原有承重结构构件上开洞凿孔D 装修时不得自行拆除任何承重构件E 装修施工中可以临时在建筑楼板上堆放大量建筑装修材料答案 ABCD 1A411020建筑结构平衡的技术