建筑结构知识点总结.docx
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建筑结构知识点总结.docx
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轻型钢结构住宅的优点:
1、综合成本较低?
钢材的稳定的供给造成价格的波动很小。
使用薄壁轻钢结构的墙面可以保持出色的平面。
因为材料可以预先切到需要的长度,所以在很大的程度上降低了浪费。
另外,钢材的边料也是可以出售的,这样更是大大的降低了浪费。
且因为施工快,缩短了资金的周转期,加快了资金的流动速度,相应的降低了成本。
2、不破坏森林资源,轻型钢结构住宅起源于美国,其背景是由于树木砍伐过渡而造成的森林破坏,进而导致整个全球环境恶化的问题成为全球注目的焦点。
在这种全世界提倡保护森林的形势下,这项技术由美国13家公司共同研制开发,并迅速普及美国。
3、清洁环保、不产生有害物质。
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轻型钢结构住宅是以型钢骨架取代传统木造房屋的木骨架的建筑工法,使用的材料100%是钢材,各部材之间用螺钉和钉子连接,不使用任何焊接及粘合剂,此外建设工地也不会有大量灰尘及噪音等对周围环境造成的污染。
4、施工快捷。
轻型钢结构住宅的型材在工厂作大规模生产,骨架在工厂组装,现场拼装。
只需要1名现场指导及7名左右工人,即可在正常的设计时间内完成一座房子的骨架的搭建。
5、安全性能好。
轻型钢结构住宅自重轻,大大的降低了地震时受到的载荷,具有很高的安全性。
同时在设计时针对每座建筑物作结构计算,以结构计算为基准来设计基础及建筑整体结构。
结构计算是美国及日本试验及实践的结晶,具有专利技术权利及国家认可证书。
6、防火、防虫。
钢材是不燃材料,并经过深层镀锌保护,能防腐和防白蚁侵害,并能自动修复涂层的破损。
此外它还有抗震和防暴风雨、特性强。
隔热保温系统,性能特优异,可以循环利用等优点。
轻型钢结构住宅的缺点:
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1.造价比传统砖混和钢混相对来说要高一些。
2.轻钢结构住宅以其特有的钢骨架和墙体,屋面等材料以及标准化、定型化的内部布局和配套设施,很难适应群众对住房可“任意处理”的习惯。
钢结构已经将房屋按设计分割好了。
3.钢材的腐蚀:
必须采用镀铝锌钢,才能最大程度的防腐,主体钢结构才能达到50年。
4.对新型材料要求比较多:
轻钢住宅的结构配隔热保温等材料,将普遍采用轻质的新型建筑材料等方面?
纵向钢筋的作用:
①与混凝土共同承受压力,提高构件与截面受压承载力;②提高构件的变形能力,改善受压破坏的脆性;③承受可能产生的偏心弯矩、混凝土收缩及温度变化引起的拉应力;④减少混凝土的徐变变形。
横向箍筋的抗剪作用:
①箍筋与纵向受拉钢筋、斜裂缝间的混凝土块体及减压区混凝土(包括受压钢筋)组成“衍架”体系,共同传递剪力,箍筋成为衍架的受拉腹杆;②箍筋可以抑制斜裂缝的开展,增加裂缝间的摩擦力;③箍筋与纵向钢筋形成空间骨架,便于施工和有利于混凝土强度的发挥。
4防止斜截面破坏间接钢筋对核心区混凝土起着环箍作用与混凝土共同承担局部受压承载力鸭筋其作用是将斜裂缝之间的混凝土斜压力传递到受压区混凝土中,以加强混凝土块体之间的共同工作,形成一拱形桁架极限状态的分类:
根据结构的功能要求,极限状态分为承载能力极限状态和正常使用极限状态两类
(1)承载能力极限状态:
结构或结构构件达到最大承载力、疲劳破坏或者达到不适于继续承载的变形时,称该结构或结构构件达到承载能力极限状态,当结构或构件出现下列状态之一时,即认为超过了承载能力极限状态:
①整个结构或结构的一部分作为刚体失去平衡.②结构构件或其连接因超过材料强度而破坏?
疲劳破坏或因过度的变形而不适于继续承载③结构转变为机动体系④结构或构件丧失稳定⑤地基丧失承载能力而破坏⑵正常使用极限状态:
这种极限状态对应于结构或结构构件达到正常使用或耐久性能的某项规定限值.当结构或结构构件出现下列状态之一时,应认为超过了正常使用极限状态①影响正常使用或外观的变形②影响正常使用或耐久性能的局部损坏包括裂缝③影响正常使用的震动④影响正常使用的其他特定状态Q235钢根据脱氧方法还分为沸腾钢?
半镇静钢?
镇定钢分别用字母F、b和Z表示,但Z在牌号中可省略,如Q235-A.F表示屈服点为235/mm2、质量等级为A级的沸腾钢,而Q235-B则表示屈服点为234N/mm2质量等级为B级的镇静钢钢筋和混凝土之所以能够共同工作:
1混凝土结硬后能与钢筋牢固粘结互相传递应力共同变形,两者间的粘结力是钢筋和混凝土共同工作的基础2钢筋和混凝土具有相近的温度线膨胀系数?
钢为1.2*10的负5次方℃,混凝土为(1.0~1.5)*10的负5次方℃,当温度变化时,混凝土和钢筋之间不致产生过大的相对变形和温度应力3混凝土提供的碱性破坏环境可以保护钢筋免遭锈蚀。
混凝土结构对钢筋性能的主要要求:
强度?
塑性?
可焊性?
与混凝土的粘结力?
在寒冷地区,对钢筋的低温性能尚有一定的要求混凝土抗压强度的测试:
立方体抗压强度和立方体抗压强度标准值。
用边长150mm的立方体试块,在标准养护条件(温度20±3℃,相对湿度≥90%的潮湿空气中)养护28天,用标准试验方法(试块表面不涂润滑剂?
全截面受压?
加荷速度0.15~0.25N/(mm2?
s))加压至试件破坏时测得的最大压力作为混凝土的立方体抗压强度
根据立方体抗压强度的试验资料进行统计分析,用混凝土强度总体分布的平均值减去1.645倍标准差(保证率95%)即为立方体抗压强度标准值
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轴心抗压强度与立方体抗压强度的比值αc1?
对C50及以下取0.76?
对C80取0.82中间按直线规律变化混凝土抗拉强度:
混凝土抗拉强度性能很差,抗拉强度标准值大体是轴心抗压强度标准值1/8~1/16强度越高其差别越大
轴心抗压强度标准值?
ck=0.88αc1αc2?
cuk脆性折减系数αc2?
影响混凝土徐变大小的因素除初始应力的大小和时间长短外,还与混凝土所处的环境条件和混凝土的组成有关,混凝土养护条件越好(如采用蒸汽养护)周围环境越潮湿?
受荷时的龄期越长,则徐变越小,水泥用量越多?
水灰比越高?
混凝土不密实?
骨料级配越差?
骨料刚度越小,则徐变越大混凝土的收缩混凝土在空气中硬化时体积变小的现象称为混凝土收缩混凝土收缩的原因:
主要是混凝土的干燥失水和水泥胶体的碳化?
凝缩是混凝土内水泥浆凝固硬化过程中的物理化学作用的结果与力的作用无关为了减轻收缩的影响,应在施工中加强养护?
减少水泥用量和水灰比?
采用坚硬的骨料和级配好的混凝土.此外还可以采取预留伸缩缝?
分段浇捣混凝土等措施,以减少收缩影响粘结力主要由三部分组成1由于混凝土收缩将钢筋仅仅握固而产生的摩擦力2由于混凝土颗粒的化学作用而产生的胶合力3由于钢筋表面凹凸不平与混凝土之间产生的机械咬合力轴心受拉构件的受力:
当采用逐级加荷方式对钢筋混凝土轴心受拉构件进行试验时,构件从开始受力到破坏的全过程可以分为三个阶段1混凝土开裂前:
构件开始受荷时,轴向拉力很小,由于钢筋和混凝土之间的粘结力,截面上各点应变值相等,混凝土和钢筋都处于弹性受力状态,应力与应变成正比随着荷载的增加,混凝土受拉塑性变形开始出现并随荷载的增大而发展,混凝土拉应力的增长速度小于应变的增长速度,应力与应变不成比例,而钢筋则仍然处于弹性受力状态当荷载继续增加,混凝土的应力达到抗拉强度时构件即将开裂,此时混凝土变形模量Ec约为其弹性模量Ec的一半2混凝土开裂后:
当构件上最薄弱截面的混凝土应力达到抗拉强度时,该截面开裂,裂缝截面与构件轴线垂直,裂缝贯穿于整个截面.在裂缝截面处混凝土退出工作即不能承担拉力,所有外力由钢筋承受,而在未开裂截面,外力仍可由钢筋和混凝土共同承受.在开裂前和开裂后瞬间,裂缝截面处的钢筋应力将发生突变当裂缝之间的混凝土拉应力不能达到其抗拉强度时,裂缝间距基本稳定.随着荷载继续增加,裂缝宽度增大3破坏阶段:
当轴向拉力使裂缝截面处的钢筋应力达到钢筋的抗拉强度时,构件进入破坏阶段,当构件采用有明显屈服点钢筋配筋时,构件的变形还会有较大的发展,但裂缝宽度将大到不适于继续承载德状态.当采用无明显屈服点的钢筋屈服点的钢筋时,构件则可能被拉断梁受力的三个阶段,对于在受拉区配置适当钢筋的梁,从梁开始受荷到破坏,其受力过程可分为三个阶段1当弯矩较小,构件基本上处于弹性工作阶段,沿截面高度的混凝土应力和应变的分布均为直线.载荷逐渐增加后,受拉区混凝土塑性变形发展,拉应力图形呈曲线分布.当荷载增加到使受拉混凝土边缘纤维拉应变达到混凝土极限拉应变时,受拉混凝土将开裂,受拉混凝土应力达到混凝土抗拉强度。
阶段二:
带裂缝工作阶段?
当荷载继续增加时,受拉混凝土边缘纤维应变超过其极限拉应变,混凝土开裂.在开裂截面,受拉混凝土逐渐退出工作,拉力主要由钢筋承担,随着荷载的增大,裂缝向受压区方向延伸,中和轴上升,裂缝宽度加大,新裂缝逐渐出现,混凝土受压区的塑性变形有所发展,压应力图形呈曲线.当荷载增加到使钢筋应力达到屈服强度时标志着第二阶段结束.阶段三破坏阶段:
随着受拉钢筋的屈服,裂缝急剧开展,宽度变大,构件挠度大大增加,出现破坏前的预兆,由于中和轴高度上升,混凝土受压区高度不断缩小,当受压区混凝土边缘纤维达到极限压应变时,受压混凝土压碎,构件完全破坏,作为第三阶段结束两类T形截面的判别:
根据受压区的高度不同,T形截面可分为两类,当混凝土受压区高度X≤h时称为第一类T形截面当X大于h时称为第二类T形截面ho的比值成为剪跨比。
与正截面破坏相比,斜截面破坏普遍带有脆性性质.斜面破坏主要有三种破坏形态:
1斜拉破坏?
当剪跨比λ较大(一般λ>3)且箍筋配置过少?
间距太大时,斜裂缝一旦出现,该裂缝往往成为临界斜裂缝,迅速向集中荷载作用点延伸,将梁沿斜裂缝劈成两部分(箍筋被拉断)而导致梁的破坏.斜拉破坏实际上是混凝土被拉坏.整个斜拉破坏的过程急速而突然,破坏荷载与出现斜裂缝时的荷载相当接近.破坏前梁的变形很小,且往往只有一条斜裂缝.斜拉破坏具有明显的脆性.2剪压破坏:
当剪跨比适中(一般1<λ≤3)及配箍量适当?
箍筋间距离不大时,常发生剪压破坏.当斜裂缝中的某一条发展成为临界斜裂缝后,随着荷载的增加,斜裂缝向荷载作用点缓慢发展,剪压区高度逐渐减小,斜裂缝宽度变大,最后剪压区混凝土被压碎,梁丧失承载能力.剪压破坏有一定的预兆,破坏时箍筋屈服,破坏荷载比出现裂缝时的荷载高,承载力随着配箍量的增大而增大.但与适荕梁的正截面破坏相比,剪压破坏仍属于脆性破坏
大偏心受压破坏:
当偏心距较大且受拉钢筋配置不太多时发生大偏心受压破坏.在偏心压力的作用下离压力较远的一侧截面受拉,离压力较近的一侧截面受压.受拉钢筋首先达到屈服并形成一条明显的主裂缝,随后主裂缝明显加宽并向受压一侧延伸,受压区高度缩小.受压钢筋一般都能屈服.可以看出,大偏心受压构件的破坏特征与适筋受弯构件的破坏特征完全相同,受拉钢筋首先达到屈服,然后是受压钢筋达到屈服(用热压钢筋配筋)最后由于受压区混凝土压碎面导致构件破坏.因为破坏时从受拉区开始的,这种破坏又称为受拉破坏小偏心受压破坏:
当荷载的偏心距较小或者虽然偏心距较大但受拉钢筋配置过多时,构件将发生小偏心受压破坏.?
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第一种是偏心距很小时,构件全截面受压.受压较大一侧的混凝土处于受压状态但不会屈服.第二种是当偏心距较小或偏心距较大但受拉钢筋配置过多时,截面处于大部分受压面小部分受拉状态,由于破坏是从受压区开始的,这种破坏也称受压破坏.先张法:
钢筋现在台座或钢模上张拉并锚固,然后支模和浇捣混凝土.待混凝土达到一定强度后(计算确定且至少不低于强度设计值得75%)剪断或放松钢筋.钢筋放松后将产生弹性回缩,但钢筋和混凝土之间的粘结力阻止其回缩,因而混凝土获得预应力.因此对于先张法构件预应力的传递是通过钢筋和混凝土的粘结力实现.后张法:
先制作构件并预留孔道,待混凝土达到一定强度后在孔道内穿人预应力钢筋,在构件上进行张拉,然后用锚具将钢筋在构件端部锚固,从而对构件施加预应力,钢筋锚固后,应对孔道进行压力灌浆,后张法构件的预应力是通过构件端部的锚具直接挤压混凝土而获得的
砌体受压破坏三个受力:
①单砖内出现裂缝---第一批裂缝在单砖内出现,此时的荷载值为破坏荷载的50%-70%其大小与砂浆强度有关②裂缝通过若干皮砖形成连续裂缝---当荷载为破坏荷载的80%-90%时连续裂缝的发展将进一步导致贯通裂缝,标志着第二个受力阶段结束③形成贯通裂缝砌体完全
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