《荷载及结构设计》PPT课件.ppt

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1、第十一章 荷载及结构设计n第一节 建筑结构荷载及设计方法n n一、荷载和效应概念（一）结构上的作用、作用效应和结构抗力作用：使结构产生各种效应的原因 直接作用（自重、楼面活荷载）荷载 间接作用（温度变化、砼收缩或徐变、地 基变形、地震）作用效应：各种作用产生的内力和变形（S）内力：弯矩、剪力、轴力、扭矩内力：弯矩、剪力、轴力、扭矩 变形：挠度、转角、侧移、裂缝变形：挠度、转角、侧移、裂缝结构抗力：结构或构件承受内力和变形的能 力（P）（承载力、刚度、抗裂能力）影响结构抗力的因素：截面形式、截面尺寸 材料强度等级 PS（二）荷载的分类qq随时间变异分类 （1 1）永久荷载（恒载）永久荷载（恒载）

2、在设计基准期内，其量值不随时间变化，或其在设计基准期内，其量值不随时间变化，或其变化与平均值相比可以忽略不计的荷载。变化与平均值相比可以忽略不计的荷载。（结构自重、土压力、预应力）（结构自重、土压力、预应力）（2 2）可变荷载（活载）可变荷载（活载）在设计基准期内，其量值随时间变化，且其变在设计基准期内，其量值随时间变化，且其变化值与平均值相比不能忽略的荷载。化值与平均值相比不能忽略的荷载。（楼屋面活荷载、积灰荷载、吊车荷载、风荷载）（楼屋面活荷载、积灰荷载、吊车荷载、风荷载）（3 3）偶然荷载）偶然荷载在设计基准期内不一定出现，但它一旦出现，其量值在设计基准期内不一定出现，但它一旦出现，其量

3、值很大且持续时间较短。很大且持续时间较短。（地震、爆炸力、撞击力）（地震、爆炸力、撞击力）qq随空间位置的变异分类 （1）固定荷载在结构空间位置上具有固定分布的荷载（结构自重、楼面上的固定设备荷载）（2）自由荷载在结构上的一定范围内可以任意分布的荷载（楼面活荷载、吊车荷载）n n按结构的动力反应分类（1）静态荷载对结构或结构构件不产生加速度或产生的加速度很小可以忽略不计（结构的自重、楼面的活荷载）（2）动态荷载对结构或结构构件产生不可忽略的加速度（吊车荷载、地震作用、风荷载）（三）荷载的代表值设计中用来验算极限状态所采用的荷载量值 1.荷载标准值在结构的设计基准期内，正常情况下可能出现的最大在

4、结构的设计基准期内，正常情况下可能出现的最大荷载，具有荷载，具有9595的保证率。的保证率。可变荷载标准值：住宅楼面的均布荷载可变荷载标准值：住宅楼面的均布荷载 2 2永久荷载标准值：常用材料重度钢筋砼、铁、砖、木永久荷载标准值：常用材料重度钢筋砼、铁、砖、木 2.荷载组合值当结构上作用两种或两种以上的可变荷载时，考虑到当结构上作用两种或两种以上的可变荷载时，考虑到其同时达到最大值的可能性较少，在按承载能力极限其同时达到最大值的可能性较少，在按承载能力极限状态或按正常使用极限状态的短期效应组合设计时，状态或按正常使用极限状态的短期效应组合设计时，应采用荷载的组合值作为可变荷载的代表值。应采用荷

5、载的组合值作为可变荷载的代表值。3.荷载频遇值 正常使用极限状态按频遇组合设计所采用的一种可变荷载代表值，在设计基准期内，荷载达到和超过该值的总持续时间仅为设计基准期的一小部分。仅在桥梁设计中应用。4.荷载准永久值可变荷载在设计基准期内其超越的总时间约为设计基准期一半的荷载。荷载准永久值系数荷载准永久值标准值荷载准永久值系数荷载准永久值标准值 1 1n n（四）荷载分项系数与荷载设计值1.荷载分项系数考虑荷载超过标准值的可能性（1）永久荷载的分项系数G当其效应对结构不利时：对由可变荷载效应控制的组合 G 对由永久荷载效应控制的组合 G当其效应对结构有利时：G当验算结构倾覆、滑移时：G（2）可变

6、荷载的分项系数Q 一般情况下：一般情况下：Q当活荷载标准值4KNm2 时，Q2.荷载的设计值荷载的设计值荷载的代表值*荷载分项系数vv荷载的设计值用于承载能力极限状态设计荷载的设计值用于承载能力极限状态设计vv正常使用极限状态设计时：荷载分项系数正常使用极限状态设计时：荷载分项系数1 1（五）材料强度指标的取值1.强度标准值结构设计时采用的材料性能的基本代表值，具有95的保证率。2.材料分项系数砼：c钢筋：c3.材料强度设计值材料强度设计值材料强度标准值材料分项系数材料强度设计值材料强度标准值材料分项系数二、建筑结构概率极限状态设计方法（一）设计基准期、设计使用年限、安全等级1.设计基准期 为

7、确定可变作用及与时间有关的材料性能等取值而选用的时间参数。不等同于建筑结构的设计使用年限2.设计使用年限指建筑在正常设计、正常施工、正常使用和维护下所应达到使用年限。房屋建筑的地基基础工程和主体结构工程“合理使用年限”的具体化。设计使用年限分类类别类别设计使用年限设计使用年限 （年）（年）示例示例1 15 5 临时性结构临时性结构 2 2 25 25易于替换的结构构件易于替换的结构构件 3 3 50 50 普通房屋和构筑物普通房屋和构筑物 4 4 100 100 纪念性建筑纪念性建筑特别重要的建筑结构特别重要的建筑结构3.安全等级 建筑结构的安全等级 安全等级安全等级 破坏后果破坏后果建筑物类

8、别建筑物类别 一级一级 很严重很严重重要的房屋重要的房屋 二级二级 严重严重一般的房屋一般的房屋 三级三级 不严重不严重次要的房屋次要的房屋（二）结构的功能要求及可靠度1.结构的功能用要求 安全性、适用性、耐久性2.结构的可靠度结构的可靠性：结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的能力。结构的可靠度：结构在规定的时间内，在规 定的条件下，完成预定功能的概率。（三）结构功能的极限状态 1.承载能力极限状态整个结构或结构的一部分作为刚体失去平衡（倾覆）整个结构或结构的一部分作为刚体失去平衡（倾覆）结构构件或连接因超过材料强度而破坏，或因过度结构构件或连接因超过材料强度而破坏，或因过度变形

9、而不适于继续承载变形而不适于继续承载结构转变为机动体系结构转变为机动体系结构或结构构件丧失稳定结构或结构构件丧失稳定地基丧失承载能力而破坏地基丧失承载能力而破坏 2.正常使用极限状态影响正常使用或外观的变形影响正常使用或耐久性能的局部损坏影响正常使用的振动影响正常使用的其他特定状态 （三）结构极限状态的设计表达式 1.承载力极限状态的设计表达式 0SR（1）结构构件重要性系数0 结构构件重要性系数0 安全等级安全等级 0设计使用年限设计使用年限 0 一级一级不应小于不应小于1.11.1 100 100年以上年以上不应小于不应小于1.11.1 二级二级不应小于不应小于1.01.0 50 50年年

10、不应小于不应小于1.01.0 三级三级不应小于不应小于0.90.9 5 5年年不应小于不应小于0.90.9（2）荷载效应组合设计值1）荷载效应基本组合a.对于基本组合，荷载效应组合的设计值S应从下列组合值中取最不利值确定：（a）由可变荷载效应控制的组合：S=GSGK Q1SQ1KQiciSQiK（b）由永久荷载效应控制的组合：S=GSGK QiciSQiKb.对于一般排架、框架结构，可简化成从下列组合值中取最不利值确定：（a）由可变荷载效应控制的组合：S=GSGK Q1SQ1K S=GSGK 0.9QiSQiK（b）由永久荷载效应控制的组合：S=GSGK QiciSQiK（同前）c.基本组合的

11、荷载分项系数 同（四）12）荷载效应偶然组合2.2.正常使用极限状态表达式正常使用极限状态表达式 SCSC标准组合：标准组合：S=SS=SGKGK S SQ1KQ1K ci ciS SQiKQiK频遇组合：频遇组合：S=SS=SGKGK f1f1 S SQ1KQ1K qi qiS SQiKQiK准永久组合：准永久组合：S=SS=SGKGK qi qiS SQiKQiK 三、荷载的标准值（一）民用建筑楼面均布活荷载1.楼面活荷载是房屋结构设计中的主要荷载2.设计楼面梁、墙、柱及基础时可以折减（二）民用建筑屋面均布活荷载屋面均布活荷载不应与雪荷载同时组合（三）施工和检修荷载及栏杆水平荷载（四）雪荷

12、载1.雪荷载标准值及基本雪压（50年一遇）2.屋面积雪分布系数（五）风荷载1.风荷载标准值及基本风压WK Z SZ W0W0空旷地面上离地10m处、重现期为30年 的10分钟平均最大风速。W W0 0适用于多层建筑，高层建筑取重现期为适用于多层建筑，高层建筑取重现期为5050年年 、100100年的风速计算风压值年的风速计算风压值2.地面粗糙度与风压高度变化系数Z3.风荷载体型系数S4.风振系数Z（高层、高耸建筑）（六）常用材料和构件自重n第二节 砌体结构n n一、砌体材料及其力学性能n n（一）砌体分类1.砖砌体由砖与砂浆砌筑而成的砌体。（1）实心粘土砖 限制使用（2）粘土空心砖n n2.砌

13、块砌体 由砌块与砂浆砌筑而成的砌体。砌块包括：混凝土、粉煤灰等n n3.配筋砌体 在砌体中配置钢筋或钢筋砼时称为配筋砌体n n4.石砌体 （二）砌体材料的强度等级1.烧结普通砖、烧结多孔砖等级：MU30、MU25、MU20、MU15、MU10单位：N/mm2（Kpa）根据：按抗压、抗折强度综合评定2.蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖等级：MU25、MU20、MU15、MU103.砌块等级：MU20、MU15、MU10、MU7.5、MU54.石材等级：MU100、MU80、MU60、MU50、MU40、MU30、MU20根据：边长为70mm的立方体试块的抗压强度5.砂浆等级：M15、M10、M5、根据：

14、边长为的立方体试块的抗压强度（三）砌体的受力性能1.砌体受压破坏特征2.砌体受压时的应力状态（1）块材受有弯剪应力；（2）块材受有水平拉应力；（3）竖向灰缝的应力集中。砌体的抗压强度低于块材的抗压强度3.影响砌体抗压强度的因素（1）块材和砂浆强度（2）块材的表面平整度和几何尺寸（3）砌筑质量（四）砌体的受拉、受弯和受剪性能1.砌体轴心受拉破坏形态：沿齿缝、沿砖和竖向灰缝、沿通缝2.砌体弯曲受拉破坏形态：沿齿缝、沿砖和竖向灰缝、沿通缝3.砌体抗剪强度破坏形态：沿齿缝、沿阶梯形缝、沿通缝影响因素：砂浆强度、竖向压应力的影响、影响因素：砂浆强度、竖向压应力的影响、砌筑质量砌筑质量 主要取决于水平灰缝

15、中砂浆与块体的粘结强度主要取决于水平灰缝中砂浆与块体的粘结强度（五）砌体强度计算值1.砌体强度平均值2.砌体强度标准值fK3.砌体强度设计值f f fK/f f 二、砌体房屋的静力计算 （一）砌体结构房屋承重墙布置的四种方案1.横墙承重体系2.纵墙承重体系3.纵横墙承重体系4.内框架承重体系（二）砌体结构房屋的空间工作 竖向荷载的传递路线：楼（屋）面板 楼（屋）面板梁 墙（柱）基础 地基 水平荷载的传递路线与房屋的空间刚度有关（三）砌体结构房屋静力计算的三种方案分类原则：横墙间距、屋（楼）盖结构刚度、山墙在自身平面内的刚度1.刚性方案2.刚弹性方案3.弹性方案 作为刚性和刚弹性方案的横墙，应符

16、合以下要求：1.洞口的水平截面面积不应超过横墙截面面积的50。2.横墙厚度不宜小于180mm。3.单层房屋的横墙长度不宜小于其高度，多层房屋的横墙长度不宜小于H2（H为横墙总高度）当不满足以上三条，经验算maxH/4000时,仍可视作刚性和刚弹性方案的横墙。（四）刚性方案房屋的静力计算（四）刚性方案房屋的静力计算n n1.单层房屋承重纵墙（1）计算单元、计算简图和荷载 墙上端视作为不动铰支座支撑与屋盖，下端嵌固与基础顶面的竖向构件。（2）内力计算（3）截面承载力验算2.多层房屋承重纵墙竖向荷载作用下：每层两端铰支的竖向构件水平荷载作用下：竖向的多跨连续梁多层刚性外墙符合下列要求时可不考虑风荷载

17、：多层刚性外墙符合下列要求时可不考虑风荷载：（1 1）洞口水平截面面积不超过全截面面积的）洞口水平截面面积不超过全截面面积的2 23 3（2 2）层高和总高不超过表）层高和总高不超过表11111414的规定的规定（3 3）屋面自重不小于）屋面自重不小于2 2（五）弹性方案房屋的静力计算（五）弹性方案房屋的静力计算1.计算简图（1）屋架或屋面梁与墙柱的连接，可视为铰接，墙、柱下端与基础顶面为固定端连接。（2）将屋架或屋面梁视为刚度为无限大的水平杆 件。计算简图：铰接平面排架2.内力计算（1）先在排架上端加一假想的不动铰支座，成为无侧移的平面排架，算出在荷载该支座的反力R，画出排架柱的内力图。（2

18、）将反力R反方向作用在排架顶端，算出排架内力，画出相应内力图。（3）将上述两种结果叠加。（4）内力计算 1）屋盖荷载 2）风荷载（六）刚弹性方案房屋的静力计算（六）刚弹性方案房屋的静力计算 考虑空间性能影响系数（七）上柔下刚和上刚下柔房屋的静力计算（七）上柔下刚和上刚下柔房屋的静力计算 1.上柔下刚房屋的静力计算顶层横墙间距超过刚性方案的限值，下面各层横墙间距均在刚性方案的限值范围内。2.上刚下柔房屋的静力计算底层横墙间距超过刚性方案的限值，上面各层横墙间距均在刚性方案的限值范围内。三、无筋砌体构件承载力计算（一）受压构件（1）计算公式 NfA N N轴向力设计值轴向力设计值 高厚比高厚比 和

19、轴向力的偏心距和轴向力的偏心距e e对受压构件对受压构件 承载力的影响系数承载力的影响系数 A A砌体的截面面积砌体的截面面积（2）高厚比的计算矩形截面矩形截面 H H0 0/h/h T T形截面形截面 H H0 0/h/hT T h hT T T T形截面的折算厚度形截面的折算厚度（3 3）受压构件的计算高度）受压构件的计算高度H H0 01)房屋底层：楼板顶面到构件下端支点的距离。2)房屋其他层：楼板或其他水平支点间的距离。3)对于无壁柱的山墙：层高加山墙尖高度的12 对于带壁柱的山墙：壁柱处的山墙高度4）对有吊车的房屋：变截面柱上段 变截面柱下段（4）轴向力的偏心距e e （二）局部受压

20、1.1.砌体截面局部均匀受压砌体截面局部均匀受压NNl lfAfAl lNNl l 局部受压面积的轴向力局部受压面积的轴向力 砌体局部抗压强度提高系数砌体局部抗压强度提高系数A Al l局部受压面积局部受压面积A A0 0影响砌体局部抗压强度的计算面积影响砌体局部抗压强度的计算面积2.梁端局部受压 N0NlfAl 上部荷载的折减系数N0局部受压面积内上部传来轴向力设计值Nl 梁端支承压力设计值梁端底面压应力图形完整系数，一般 取值为Al 局部受压面积 Al a0b（三）轴心受拉构件（三）轴心受拉构件 NtftANt 轴心拉力设计值ft 砌体轴心抗拉强度设计值（四）受剪构件沿通缝或沿阶梯形截面破

21、坏时受剪构件承载力沿通缝或沿阶梯形截面破坏时受剪构件承载力 V V（fV+0）A（五）受弯构件（五）受弯构件（1 1）受弯构件的抗弯承载力）受弯构件的抗弯承载力 MfMftmtmWW M M弯矩设计值弯矩设计值f ftm tm 砌体的弯曲抗拉强度设计值砌体的弯曲抗拉强度设计值W W 截面抵抗矩截面抵抗矩（2 2）受弯构件的受剪承载力）受弯构件的受剪承载力 VfVfV Vbzbz V V 剪力设计值剪力设计值f fV V 砌体的抗剪强度设计值砌体的抗剪强度设计值 b b 截面宽度截面宽度 z z 内力臂内力臂四、构造要求（一）墙、柱的允许高厚比（1）墙、柱的高厚比应按下式验算 H0h12 H0墙

22、、柱的计算高度 h 墙厚或矩形柱与H0相对应的边长 1 自承重墙允许高厚比的修正系数 2 有门窗洞口墙允许高厚比的修正系数 墙、柱的允许高厚比（2）带壁柱墙和带构造柱墙的高厚比验算1）验算带壁柱墙的高厚比n nH0hT122）验算带构造柱墙的高厚比n n H0h12n n可乘以提高系数cn nc=1+bc/l3）验算壁柱间墙或带构造柱间墙的高厚比（3）厚度h240mm的自承重墙，1应按下列规定采用：1）h240mm 1；2）h90mm 1；3）240mm h90mm 1可按插入法取值（4）对有门窗洞口的墙，2应按下式计算：2 1s/s2n n（二）一般构造要求（1）五层及五层以上房屋的墙，层高

23、6m的墙，材料的最低强度等级：1）砖采用MU10；2）砌块采用；3）石材采用MU30；4）砂浆采用M5。（2）地面以下或防潮层以下的砌体、潮湿房间的墙材料的最低强度等级：基土基土潮湿程度潮湿程度烧结普通砖烧结普通砖蒸压灰砂砖蒸压灰砂砖混凝土混凝土 砌块砌块石材石材水泥水泥砂浆砂浆严寒地区严寒地区 一般地区一般地区稍潮湿稍潮湿MU10MU10MU10MU10MU7.5MU7.5MU30MU30M5M5很潮湿很潮湿MU15MU15MU10MU10MU7.5MU7.5MU30MU30M7.5M7.5含水饱和含水饱和 MU20MU20MU15MU15MU10MU10MU40MU40M10M10（3 3

24、）承重的独立砖柱截面尺寸不应小）承重的独立砖柱截面尺寸不应小240mmX370mm240mmX370mm。毛。毛石墙的厚度不宜小于石墙的厚度不宜小于350mm350mm，毛料石柱较小边边长不宜，毛料石柱较小边边长不宜小于小于400mm400mm。（4 4）跨度大于）跨度大于6m6m的屋架和跨度大于下列数值的梁，应在的屋架和跨度大于下列数值的梁，应在支承处砌体上设置混凝土或钢筋混凝土垫块；当墙中设支承处砌体上设置混凝土或钢筋混凝土垫块；当墙中设有圈梁时，垫块与圈梁宜浇成整体。有圈梁时，垫块与圈梁宜浇成整体。1 1）对砖砌体为；）对砖砌体为；2 2）对砌块和料石砌体为；）对砌块和料石砌体为；3 3

25、）对毛石砌体为。）对毛石砌体为。（5 5）当梁跨度大于或等于下列数值时，其支承处宜加设）当梁跨度大于或等于下列数值时，其支承处宜加设壁柱，或采取其他加强措施：壁柱，或采取其他加强措施：1)1)对对240mm240mm厚的砖墙为厚的砖墙为6m6m，对，对180mm180mm厚的砖墙为，厚的砖墙为，2 2）对砌块和料石墙为。）对砌块和料石墙为。（6 6）预制钢筋混凝土板的支承长度，在墙上不宜小）预制钢筋混凝土板的支承长度，在墙上不宜小于于100mm100mm；在钢筋混凝土圈梁上不宜小于；在钢筋混凝土圈梁上不宜小于80mm80mm；当利用板端伸出钢筋拉结和混凝土灌缝时，其支承长度当利用板端伸出钢筋拉

26、结和混凝土灌缝时，其支承长度可为可为40mm40mm，但板端缝宽不小于，但板端缝宽不小于80mm80mm，灌缝混凝土不宜，灌缝混凝土不宜低于低于Cb20Cb20。（7 7）支承在墙、柱上的吊车梁、屋架及跨度大于或等）支承在墙、柱上的吊车梁、屋架及跨度大于或等于下列数值的预制梁的端部，应采用锚固件和墙、柱于下列数值的预制梁的端部，应采用锚固件和墙、柱上的垫块锚固：上的垫块锚固：1）对砖砌体为9m；2）对砌块和料石砌体为。（8 8）填充墙、隔墙应分别采取措施与周边构件可靠连）填充墙、隔墙应分别采取措施与周边构件可靠连接。接。（9 9）山墙处的壁柱宜砌至山墙顶部，屋面构件应与）山墙处的壁柱宜砌至山墙

27、顶部，屋面构件应与山墙可靠拉结。山墙可靠拉结。（1010）砌块砌体应分皮错缝搭砌，上下皮搭砌长度不）砌块砌体应分皮错缝搭砌，上下皮搭砌长度不得小于得小于90mm90mm。当搭砌长度不满足上述要求时，应。当搭砌长度不满足上述要求时，应在水平灰缝内设置不少于在水平灰缝内设置不少于2424、横向钢筋的间距不、横向钢筋的间距不大于大于200mm200mm的焊接钢筋网片，网片每端均应超过该的焊接钢筋网片，网片每端均应超过该垂直缝，其长度不得小于垂直缝，其长度不得小于300mm300mm。（1111）砌块墙与后砌隔墙交接处，应沿墙高每）砌块墙与后砌隔墙交接处，应沿墙高每400mm400mm 在水平灰缝内设

28、置不少于在水平灰缝内设置不少于2424、横向钢筋的间距不大、横向钢筋的间距不大于于200mm200mm的焊接钢筋网片。的焊接钢筋网片。（1212）混凝土砌块房屋宜将纵横墙交接处，距墙中心）混凝土砌块房屋宜将纵横墙交接处，距墙中心线每边不小于线每边不小于300mm300mm范围内的孔洞，采用不低于范围内的孔洞，采用不低于Cb20Cb20灌孔混凝土灌实，灌实高度应为墙身全高。灌孔混凝土灌实，灌实高度应为墙身全高。（13）混凝土砌块墙体的下列部位，如未设圈梁或混凝土垫块，应采用不低于Cb20灌孔混凝土将孔洞灌实。1）搁栅、檩条和钢筋混凝土楼板的支承面下，高度不应小于200mm的砌体；2）屋架、梁等构

29、件的支承面下，高度不应小于600mm，长度不应小于600mm的砌体；3）挑梁支承面下，距墙中心线每边不应小于300mm，高度不应小于600mm的砌体。（14）在砌体中留槽洞及埋设管道时，应遵守下列规定：1）不应在截面长边小于500mm的承重墙体、独立柱内埋设管线；2）不宜在墙体中穿行暗线或预留、开凿沟槽，无法避免时应采取必要的措施或按削弱后的截面验算墙体的承载力。（15）夹心墙应符合下列规定：1）混凝土砌块的强度等级不应低于MU10；2）夹心墙的夹层厚度不宜大于100mm。3）夹心墙外叶墙的最大横向支承间距不宜大于9m。（1616）夹心墙应符合下列规定：）夹心墙应符合下列规定：1 1）叶墙应用

30、经防腐处理的拉结件或钢筋网片连接；）叶墙应用经防腐处理的拉结件或钢筋网片连接；2 2）当采用环形拉结件时，钢筋直径）当采用环形拉结件时，钢筋直径不应小于不应小于4mm4mm，当，当为为Z Z形形拉结件时，钢筋直径拉结件时，钢筋直径不应小于不应小于6mm6mm。拉结件应沿拉结件应沿竖向梅花形布置，拉结件的水平和竖向最大间距分别竖向梅花形布置，拉结件的水平和竖向最大间距分别不宜大于不宜大于800mm800mm和和600mm600mm；对有振动或抗震设防要求时，；对有振动或抗震设防要求时，其水平和竖向最大间距分别不宜大于其水平和竖向最大间距分别不宜大于800mm800mm和和600mm600mm；3

31、 3）当采用钢筋网片作拉结件时，网片横向的直径）当采用钢筋网片作拉结件时，网片横向的直径不应不应小于小于4mm4mm，其，其间距不应大于间距不应大于400mm400mm；网片的竖向间距；网片的竖向间距不宜大于不宜大于600mm600mm，对有振动或抗震设防要求时，不宜，对有振动或抗震设防要求时，不宜大于大于400mm400mm；4 4）拉结件在叶墙上的搁置长度，不应小于叶墙厚度的）拉结件在叶墙上的搁置长度，不应小于叶墙厚度的2 23 3，并不应小于，并不应小于60mm60mm；5 5）门窗洞口周边）门窗洞口周边300mm300mm范围内应附加间距不大于范围内应附加间距不大于600mm600mm

32、的拉结件。的拉结件。（三）防止或减轻墙体开裂的主要措施（三）防止或减轻墙体开裂的主要措施（1）为防止或减轻温差和砌体干缩引起的墙体的竖向裂缝，应在墙体中设置伸缩缝。（2）为防止或减轻房屋顶层墙体的裂缝，可根据情况采取下列措施：1）屋面应设置保温、隔热层；2）屋面保温（隔热）层或屋面刚性面层及砂浆找平层应设置分隔缝，分隔缝间距不宜大于6m，并与女儿墙隔开，其缝宽不小于30mm；3）采用装配式有檩体系钢筋混凝土屋盖和瓦材屋盖；砌体房屋伸缩缝的最大间距（m）屋盖或楼盖类别屋盖或楼盖类别间距间距整体式或装配式整体式或装配式钢筋混凝土结构钢筋混凝土结构有保温或隔热层的屋盖、楼盖有保温或隔热层的屋盖、楼盖

33、 50 50无保温或隔热层的屋盖无保温或隔热层的屋盖 40 40装配式无檩体系装配式无檩体系钢筋混凝土结构钢筋混凝土结构有保温或隔热层的屋盖、楼盖有保温或隔热层的屋盖、楼盖 60 60无保温或隔热层的屋盖无保温或隔热层的屋盖 50 50装配式有檩体系装配式有檩体系钢筋混凝土结构钢筋混凝土结构有保温或隔热层的屋盖有保温或隔热层的屋盖 75 75无保温或隔热层的屋盖无保温或隔热层的屋盖 60 60瓦材屋盖、木屋盖或楼盖、轻钢屋盖瓦材屋盖、木屋盖或楼盖、轻钢屋盖 100 1004 4）在钢筋混凝土屋面板与墙体圈梁的接触面设置水平滑）在钢筋混凝土屋面板与墙体圈梁的接触面设置水平滑动层；动层；5 5）顶

34、层屋面板下设置现浇钢筋混凝土圈梁，并沿内外墙）顶层屋面板下设置现浇钢筋混凝土圈梁，并沿内外墙拉通，房屋两端圈梁下的墙体内宜适当设置水平钢筋；拉通，房屋两端圈梁下的墙体内宜适当设置水平钢筋；6 6）顶层挑梁末端下墙体灰缝内设置）顶层挑梁末端下墙体灰缝内设置3 3道焊接钢筋网片或道焊接钢筋网片或2626钢筋，钢筋网片或钢筋应自挑梁末端伸入两边墙体钢筋，钢筋网片或钢筋应自挑梁末端伸入两边墙体不小于不小于1m1m；7 7）顶层墙体有门窗等洞口时，在过梁的水平灰缝内设置）顶层墙体有门窗等洞口时，在过梁的水平灰缝内设置2 23 3道焊接钢筋网片或道焊接钢筋网片或2626钢筋，并应伸入过梁两端墙钢筋，并应伸

35、入过梁两端墙内不小于内不小于600mm600mm；8 8）顶层及女儿墙砂浆强度等级不低于）顶层及女儿墙砂浆强度等级不低于M5M5；9 9）女儿墙应设置构造柱，构造柱间距不宜大于）女儿墙应设置构造柱，构造柱间距不宜大于4m4m，构，构造柱应伸至女儿墙顶并与现浇钢筋混凝土压顶整浇在一造柱应伸至女儿墙顶并与现浇钢筋混凝土压顶整浇在一起；起；1010）房屋顶层端部墙体内适当增设构造柱。）房屋顶层端部墙体内适当增设构造柱。（3 3）为防止或减轻房屋底层墙体的裂缝，可根据情）为防止或减轻房屋底层墙体的裂缝，可根据情况采取下列措施：况采取下列措施：1 1）增大基础圈梁的刚度；）增大基础圈梁的刚度；2 2）在

36、底层的窗台下墙体灰缝内设置）在底层的窗台下墙体灰缝内设置3 3道焊接钢筋网片道焊接钢筋网片或或2626钢筋，并伸入两边窗间墙内不小于钢筋，并伸入两边窗间墙内不小于600mm600mm；3 3）采用钢筋混凝土窗台板，窗台板嵌入窗间墙内不小）采用钢筋混凝土窗台板，窗台板嵌入窗间墙内不小于于600mm600mm。（4 4）墙体转角处和纵横墙交接处宜沿竖向每隔）墙体转角处和纵横墙交接处宜沿竖向每隔400400500mm500mm设拉结筋，其数量为每设拉结筋，其数量为每120mm120mm墙厚不少于墙厚不少于1616或或焊接钢筋网片，埋入长度每边不小于焊接钢筋网片，埋入长度每边不小于600mm600mm

37、。（5 5）宜在各层门窗过梁上方的水平灰缝设置焊接钢筋）宜在各层门窗过梁上方的水平灰缝设置焊接钢筋网片或网片或2626钢筋。钢筋。（6 6）为防止或减轻混凝土砌块房屋顶层两端和底层，）为防止或减轻混凝土砌块房屋顶层两端和底层，第一、第二开间门窗洞处的裂缝，可采取下列措施：第一、第二开间门窗洞处的裂缝，可采取下列措施：P145P145中第中第1 1）第）第3 3）（7 7）在房屋刚度较大时，可在窗台下或窗台角处墙）在房屋刚度较大时，可在窗台下或窗台角处墙体内设置竖向控制缝。体内设置竖向控制缝。（8 8）灰砂砖、粉煤灰砖砌体宜采用粘结好的砂浆砌）灰砂砖、粉煤灰砖砌体宜采用粘结好的砂浆砌筑，混凝土砌

38、块砌体应采用砌块专用砂浆砌筑。筑，混凝土砌块砌体应采用砌块专用砂浆砌筑。（9 9）对防裂要求较高的墙体，可根据情况采取专门）对防裂要求较高的墙体，可根据情况采取专门措施。措施。五、圈梁、过梁、墙梁和挑梁n n（一）圈梁（1）圈梁的作用：增强房屋的整体刚度，防止由于地基的不均匀沉降或较大振动荷载等对房屋引起的不利影响。（2）圈梁的设置（3）圈梁的构造要求：高度120mm，纵筋不应少于410，箍筋间距不应大于300mm。（二）过梁（1）砖砌过梁的跨度，不应超过下列规定：钢筋砖过梁：砖砌平拱：（2）过梁的荷载1）梁、板荷载2）墙体荷载（3）过梁的计算1）砖砌平拱：受弯、受剪承载力2）钢筋砖过梁：受弯

39、、受剪承载力、验算过梁下砌体局部受压承载力。（4）砖砌过梁的构造要应符合下列规定：1）砂浆不宜低于M5；2）砖砌平拱用竖砖砌筑部分的高度不应小于240mm；3）钢筋砖过梁底面砂浆层处的钢筋，直径不应小于5mm，间距不宜大于120mm，钢筋伸入支座砌体内的长度不宜小于240mm，砂浆层的厚度不宜小于30mm。n n（三）墙梁n n（1）墙梁种类：剪支墙梁、连续墙梁、框支墙梁。承重墙梁、自承重墙梁n n（2）墙梁的一般规定n n（3）墙梁的计算简图n n（4）墙梁的计算荷载：1）使用阶段2）施工阶段n n（5）墙梁的计算（6）墙梁的构造要求：n n1）材料n n托梁的混凝土强度等级不应低于C30；

40、n n纵向钢筋宜采用HRB335、HRB400和 RRB400钢筋n n承重墙梁的块体强度等级不应低于MU10，砂浆强度等级不应低于M10。n n2）墙体n n3）托梁 n n（四）挑梁（1）砌体墙中钢筋砼挑梁应进行抗倾覆验算（2）应验算挑梁下砌体的局部受压承载力（3）构造要求1）纵向受力钢筋至少应有一半伸入梁尾端，且不少于212。2）挑梁埋入砌体长度L1与挑出长度L之比宜大于；当挑梁上无砌体时，此值宜大于2。n第三节 钢筋混凝土结构n n一、概述n n（一）钢筋混凝土的基本概念n n钢筋混凝土结构能充分利用钢筋和混凝土这两种材料的力学性能。n n钢筋和混凝土这两种材料能有效地结合在一起共同工

41、作的原因：（1）钢筋与混凝土之间能产生良好的粘结力；（2）钢筋与混凝土的线膨胀系数接近。钢筋混凝土的优点：n n（1）节约钢板，降低造价；n n（2）耐久性和耐火性好；n n（3）可塑性好；n n（4）整体性好、刚度大、有一定的延性；n n（5）可以就地取材钢筋混凝土的缺点：n n自重大、抗裂性差、隔热隔声性差、施工作业量大。n n（二）混凝土材料的力学性能n n1.混凝土强度标准值n n（1）立方体抗压强度fcu,Kn n是衡量混凝土强度等级的标准，混凝土强度等级应按立方体抗压强度确定；n n是混凝土各种力学指标的基本代表值n n影响混凝土立方体抗压强度的因素：n n1）试件龄期n n2）试

42、件尺寸n n3）试件表面是否涂油n n（2）轴心抗压强度标准值fcKn n也称为棱柱体抗压强度n n试块为长宽比大于3的正方形棱柱体n n（3）抗拉强度标准值ftKn n抗拉强度相当于立方体抗压强度倍n n轴心抗压强度标准值及抗拉强度标准值可通过立方体抗压强度求得。n n2.混凝土强度设计值n n混凝土强度标准值材料分项系数n n混凝土材料分项系数c=1.4 3.3.混凝土的变形混凝土的变形（受力变形和体积变形）（1）混凝土的变形模量（2）混凝土在长期荷载作用下的变形徐变概念：在荷载的长期作用下，即使荷载维持不变，混凝在荷载的长期作用下，即使荷载维持不变，混凝 土的变形仍会随时间增长的现象。土

43、的变形仍会随时间增长的现象。影响因素：1 1）水灰比、水泥用量；）水灰比、水泥用量；2 2）养护条件；）养护条件；3 3）水泥和骨料的质量、级配；水泥和骨料的质量、级配；4 4）加荷时砼的龄期；）加荷时砼的龄期；5 5）加）加荷前砼的强度；荷前砼的强度；6 6）构件的尺寸、体表比。）构件的尺寸、体表比。特点：早期发展快，逐渐缓慢，趋于稳定。前早期发展快，逐渐缓慢，趋于稳定。前6 6个月完个月完成成70708080，在第一年内可完成，在第一年内可完成9090。（3）混凝土的收缩概念：混凝土在空气中结硬时体积减小的现象。影响因素：1）水泥强度等级、用量、水灰比；2）骨料的弹性模量；3）养护条件；4

44、）混凝土捣情况；5）构件的体表比。特点：开始发展快，2周可完成25，1个月约完成50，3个月后增长缓慢。4.混凝土材料的选用（1）钢筋混凝土结构的混凝土强度等级不应低于C15（素混凝土垫层除外）；（2）当采用HRB335级钢筋时，混凝土强度等级不宜低于C20；当采用HRB400和RRB400级钢筋以及对承受重复荷载的构件，混凝土强度等级不得低于C20；（3）预应力混凝土结构的混凝土强度等级不应低于C30；当采用钢绞线、钢丝、热处理钢筋作预应力钢筋时，混凝土强度等级不宜低于C40。n n（三）钢筋的种类及其力学性能n n1.钢筋的品种和级别 劲性钢筋 由型钢组成分类 钢筋：碳素钢、普通低合金钢

45、柔性钢筋 光圆钢筋、变形钢筋 钢丝 低碳钢强度低塑性好，高碳钢强度高塑性、可焊差热轧钢筋：HPB235HPB235、HRB335HRB335、HRB400HRB400、RRB400RRB400 n n2.钢筋的应力应变曲线和力学性能指标n n分为两类：有明显屈服点和无明显屈服点（1）屈服强度（2）极限抗拉强度（3）伸长率：伸长率愈大，塑性性能愈好（4）冷弯试验：检验钢筋塑性n n3.钢筋强度的标准值和设计值（1）钢筋强度的标准值：规范规范规定具有不小于规定具有不小于9595的保证率；热轧和冷轧的保证率；热轧和冷轧钢筋其钢筋其保证率为。保证率为。（2）钢筋强度的设计值：设计值标准值分项系数设计值

46、标准值分项系数n n4.钢筋的冷加工使钢材内部组织结构发生变化，提高钢材的强度（1）冷拉钢筋：只能提高抗拉屈服点，不能提高抗压屈服点，不宜作为受压钢筋。（2）冷拔钢丝：强度提高塑性降低，可同时提高抗拉及抗压强度。（3）冷轧带肋钢筋：锚固性能好，可以替代级光面钢筋。n n5.钢筋材料的选用n n（1）普通钢筋宜采用HPB235、HRB335、HRB400、RRB400级钢筋。n n（2）预应力钢筋宜采用高强的预应力钢绞线、钢丝、也可采用热处理钢筋。n n（3）在钢筋砼结构中，钢筋抗拉强度设计值大于300N/mm2时，仍应按300N/mm2取用。6.钢筋砼结构对钢筋性能的要求：强度、塑性、焊接性能

47、、粘结力n n（五）预应力混凝土结构的基本概念n n1.1.基本概念基本概念在结构承受外荷载之前，预先对其施加压力，使在在结构承受外荷载之前，预先对其施加压力，使在外荷载作用时的受拉区混凝土内产生压应力，以抵外荷载作用时的受拉区混凝土内产生压应力，以抵消或减小外荷载产生的拉应力，使构件在正常使用消或减小外荷载产生的拉应力，使构件在正常使用情况下不裂或裂得较晚。情况下不裂或裂得较晚。n n2.2.采用预应力结构的原因（预应力结构的优点）采用预应力结构的原因（预应力结构的优点）1 1）为了满足裂缝控制的要求。）为了满足裂缝控制的要求。2 2）为了充分利用高强度材料。）为了充分利用高强度材料。3 3

48、）为了提高构件刚度，减少变形）为了提高构件刚度，减少变形3.3.预应力结构的分类预应力结构的分类全预应力混凝土，部分预应力混凝土全预应力混凝土，部分预应力混凝土有粘结预应力钢筋，无粘结预应力钢筋有粘结预应力钢筋，无粘结预应力钢筋4.4.施加预应力的方法施加预应力的方法（1 1）先张法：在浇灌砼之前先张拉钢筋的方法。）先张法：在浇灌砼之前先张拉钢筋的方法。（2 2）后张法：在砼结硬后再张拉钢筋的方法。）后张法：在砼结硬后再张拉钢筋的方法。5.5.预应力砼构件计算的一般规定预应力砼构件计算的一般规定（1 1）预应力钢筋的张拉控制应力）预应力钢筋的张拉控制应力concon 张拉钢筋时预应力钢筋中达到

49、的最大应力值张拉钢筋时预应力钢筋中达到的最大应力值（2 2）预应力损失）预应力损失 预应力损失会降低预应力砼构件的抗裂性及刚度预应力损失会降低预应力砼构件的抗裂性及刚度n n6.预应力砼构件和非预应力砼构件的比较（1）非预应力砼构件：开裂前钢筋的应力很小 预应力砼构件：预应力钢筋一直处于高应力状态 预应力砼构件充分利用钢筋和砼的材料特性（2）预应力构件的抗裂度高，刚度大。（3）两种构件的承载能力相等。二、承载能力极限状态计算n n（一）正截面承载力计算n n1.一般规定n n2.受弯构件正截面承载力计算（1 1）受弯构件破坏的基本特征）受弯构件破坏的基本特征1 1）适筋梁：（拉坏）（塑性破坏，

50、受力合理，作为）适筋梁：（拉坏）（塑性破坏，受力合理，作为 设计依据。设计依据。2 2）超筋梁：（压坏）（脆性破坏，设计时应避免。）超筋梁：（压坏）（脆性破坏，设计时应避免。3 3）少筋梁：脆性破坏，设计时应避免。）少筋梁：脆性破坏，设计时应避免。n n（2）单筋矩形截面计算n n1）基本公式：X0 1fcbx=fyAs M0 M=1fcbx(h0-x/2)或 M=fyAs(h0-x/2)n n2）适用条件：防止超筋破坏：max 防止少筋破坏：minn n（3）双筋矩形截面计算n n当梁截面高度受到限制或当有变号弯矩时，可在受压当梁截面高度受到限制或当有变号弯矩时，可在受压区配置一定数量的受压