1、房屋结构工程技术第 1 页 共 24 页1. 建筑结构的功能要求有哪几项?答:结构设计的主要目的是要保证所建造的结构安全适用,能够在规定的期限内满足各种预期的功能要求,并且要经济合理。具体说,结构应具有以下几项功能:1) 安全性。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。2) 适用性。在正常使用时,结构应具有良好的工作性能。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,应具有足够的耐久性安全性、适用性、耐久性概括称为结构的可靠性2. 结构设计的两种极限状态的含义?如结构或构
2、件超过某一特定状态就不能满足上述某项规定的功能要求时,称这一状态为极限状态。极限状态通常可分为如下两类:1) 承载能力极限状态。这种极限状态对应于结构或构件达到最大承载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、滑移等),在反复荷载下作用构件或连接发生疲劳破坏等。这一极限状态关系到结构全部或部分的破坏或倒塌,会导致人员的伤亡或严重的经济损失,所以对所有的结构或构件都必须按承载力极限状态进行计算,并保证具有足够的可靠度。2) 正常使用极限状态。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制,它包括结构构件在正常使用条
3、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件不能正常工作,使结构的耐久性受影响。3. 结构的适用性最主要的控制指标是什么?1) 控制位移不能过大。例如对一般跨度 L 小于 7m 的屋盖、楼盖,其挠度限制为 L/2002) 裂缝控制。A、 对严格要求不出现裂缝的,要求 0;B、 对一般要求不开裂的构件,要求 ftk(ftk 为混凝土的标准抗拉强度)C、 对允许出现裂缝的构件,控制最大裂缝宽度 Wmax 不大于允许值【w】 , (在一般环境下【w】=0.3-0.2mm )4. 我国对结构设计的使用年
4、限是如果划分的?设计的使用年限是设计规定的一个时期,在这一时期内,只需正常维修(不需大修)就能房屋结构工程技术第 2 页 共 24 页完成预定功能,即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。分为四个类别:类别 设计使用年限(年) 示 例123452550100临时性构件易于替换的结构构件普通房屋和建筑物纪念性建筑和特别重要的建筑结构5. 混凝土结构的环境类别是如何区分的?我国对混凝土使用环境分为五类六种环境类别 条 件一 室内正常环境a室内潮湿环境;非严寒和非寒冷地区露天环境、与无侵蚀性的水或土壤直接接触的环境二b 严寒和寒冷地区露天环境、与无侵蚀性的水或土壤直接接触
5、的环境三 使用除冰盐的环境;严寒和寒冷地区冬季水位变动的环境;滨海室外环境四 海水环境五 受人为或自然的侵蚀性物质影响的环境6. 对混凝土结构的耐久性有哪些要求?主要有最小保护层厚度、最大水灰比、最小水泥用量等纵向受力钢筋的混凝土保护层最小厚度(mm )板、墙、壳 梁 柱环境类别C20 C25C45 C50 C20 C25C45 C50 C20 C25C45 C50一 20 15 15 30 25 25 30 30 30a - 20 20 - 30 30 - 30 30二b - 25 20 - 35 30 - 35 30三 - 30 25 - 40 35 - 40 35注:基础中纵向受力钢筋的
6、混凝土保护层厚度不应小于 40mm;当无垫层时不应小于70mm房屋结构工程技术第 3 页 共 24 页对于一、二、三类环境中,设计使用年限为 50 年的混凝土结构,其最大水灰比、最小水泥用量、最低混凝土强度等级、最大氯离子含量以及最大碱含量,按照耐久性的要求应符合下表的固定。结构混凝土耐久性的基本要求环境类别 最大水灰比最小水泥用量(kg/m3)最低砼强度等级最大氯离子含量(%)最大碱含量(kg/m3)一 0.65 225 C20 1.0 不限制a 0.6 250 C25 0.3 3.0二b 0.55 275 C30 0.2 3.0三 0.5 300 C30 0.1 3.0注:1) 氯离子含量
7、系指其占水泥用量的百分比2) 预应力构件混凝土中的最大氯离子含量为 0.06%,最小水泥用量为 300 kg/m3;最低混凝土强度等级应按表中固定提高两个等级3) 素混凝土构件的最小水泥用量不应少于表中数值减 25 kg/m34) 当混凝土中加入活性掺合料或能提高耐久性的外加剂时,可适当降低最小水泥用量5) 当有可靠工程经验时,处于一类和二类环境中的最低混凝土强度等级可降低一个等级6) 当使用非碱活性骨料时,对混凝土中的碱含量可不限制7. 杆件的受力基本形式有哪几种?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。在实际结构中的受力状态均可由这几种受力形式中的
8、一种或多种综合(合成)而得到8. 何谓杆件强度的要求?结构杆件在规定的荷载作用下,保证不因材料强度发生破坏的要求,称为强度要求。根据外力作用方式的不同,材料有抗拉、抗压、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。杆件在结构中常称为构件。构件在荷载作用下应保证其内力不超过截面所能抵抗的内力,这一要求在工程结构中称为承载力要求,也归入强度要求。9. 杆件刚度的基本概念是什么?影响结构位移的主要因素有哪些?房屋结构工程技术第 4 页 共 24 页结构杆件在规定的荷载作用下,虽有足够的强度,但其变形也不能过大,如果变形超过了允许的范围,也会影响正常使用。限制过大变形的要求即为刚度要求。
9、梁的变形主要是弯矩所引起的,叫弯曲变形。剪力所引起的变形很小,可以忽略不计通常我们都是计算梁的最大变形,如图所示悬臂梁端部的最大位移为:f=ql4/8EI从公式中可以看出,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 I=bh3/123) 构件的跨度:跟构件的跨度 l 的 n 次方成正比,此因素影响最大10. 杆件的稳定是什么含义?在工程结构中,受压杆件如果比较细长,受力达到一定的数值(这时一般未达到强度破坏)时,杆件突然弯曲,以致引起整个结构的破坏,这种现象称为失稳。因此,受压杆件要有稳定的要
10、求。在工程结构中,杆件失稳破坏也属于承载力不足。图 2 是一个细长的杆,承受轴向压力 P,当压力 P 增加到 Pij 时,压杆的直线平衡状态失去了稳定。Pij 具有临界的性质,因此称为临界力。两端铰接的压杆,临界力的计算公式为:Pij=2EI/L2临界力 Pij 的大小与下列因素有关:1) 压杆的材料:钢柱的 Pij 比木柱的大,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,Pij 小,易失稳4) 压杆的支撑情况:两端固定的与两端铰接的比,前者 Pij 大不同支座情况的临界力计算公式为:Pij= 2EI/L02,L0 称压
11、杆的计算长度房屋结构工程技术第 5 页 共 24 页当柱的一端固定,一端自由时,L0=2L;两端固定时,L0=0.5L;一端固定,一端铰支时,L0=0.7L;两端铰支时,L0=L;临界应力等于临界力除以压杆的横截面面积 A。临界应力 ij 是指临界力作用下压杆仍处于直线状态的应力。ij=Pij/A=2EI/L02AI/A 的单位是长度的平方。i=根号 I/A 是一个与截面形状尺寸有关的长度,称为截面的回转半径或惯性半径。矩形截面的 i=h/根号 12,圆形截面的 i=d/4从上式推出:ij=2E/(L02/i )2=2E/2这里 =L0/i,称作长细比;i 由截面形状和尺寸决定。所以长细比 是
12、影响临界力的综合因素11. 什么是力的三要素?什么叫作用与反作用原理?力的大小、力的方向、力的作用点的位置称为力的三要素作用与反作用原理:力是物体之间的作用,其作用力与反作用力总是大小相等,方向相反,沿同一作用线分别作用在相互作用的两个物体上12. 平面力系的平衡条件是什么?物体相对于地球处于静止状态和等速直线运动状态,力学上把这两种状态都称为平衡状态。物体在许多力的共同作用下处于平衡状态,这些力(称为力系)之间必须满足一定的条件,这个条件称为力系的平衡条件平面力系的平衡条件有三个:1)X=0 , (X 方向作用力的合力等于零)2)Y=0 , (Y 方向作用力的合力等于零)3) MA=0 ,
13、(作用力向某点 A,取距的力矩之后等于零)13. 平面力系的平衡条件如何应用?有一简支梁,受集中力如果所示,则支座 A 的反力 RA 为()KNA、1 B、3/4 C、1/2 D、1/414. 画出三种梁(即悬臂梁、简支梁和伸臂梁)的弯矩图和剪力图房屋结构工程技术第 6 页 共 24 页由平衡条件求得梁内各点的弯矩和剪力值,进而可以画出梁的弯矩图和剪力图不同支座的剪力图和弯矩图如果所示:15. 静定桁架的内力计算有哪几种方法?取桁架的计算简图,如下图所示,先进行如下假设:1) 桁架的节点是铰接2) 每个杆件的轴线是直线,并通过铰的中心3) 荷载及支座反力都作用在节点上桁架内力计算有两种方法:1
14、) 用节点法计算桁架轴力:先用静定平衡方程式求支座反力 XA、YA 、YB,再截取节点A 为隔离体作为平衡对象,利用 X=0 和Y=0 求杆 1 和杆 2 的未知力二力杆:力作用于杆件的两端并沿杆件的轴线方向,称轴力。轴力分拉力和压力两种。只有轴力的杆称为二力杆房屋结构工程技术第 7 页 共 24 页2) 用截面法计算桁架轴力:截面法是求桁架杆件内力的另一种方法,如下图所示首先求支座反力 YA、YB、XA,然后在桁架中作一截面,截断三个杆件,出现三个未知力,N1,N2,N3,可利用X=0,Y=0 和MG=0 求出 N1,N2,N316. 什么是弹性定律?弹性物体,在拉力或压力的作用下,物体将发
15、生伸长或压缩变形,去掉拉力或压力物体将消失变形,恢复到原来的形状,这种变形称为弹性变形。在工程结构中常用材料大多不是理想的弹性体,但在受力较小时,往往可以作为弹性体处理17. 建筑荷载按作用面的分布分为哪几种类型?分为三种类型:1) 均布面荷载 Q。当在建筑物原有的楼面或或墙面上整改、整修面层的时候,如铺设木地板、地砖、花岗岩、大理石面层等,都将在被建筑整修装饰的房间或部位增加一定的均不面荷载。设置吊顶时,也包括在内。增加的均布面荷载 Q 的计算,用装修面层材料的重度 r 乘以面层材料的厚度 d,得出增加的均布面荷载值,Q=r*d2) 线荷载。在建筑物原有的楼面或层面上增设各种墙体,或在原有墙
16、体上粘贴各种面砖的时候,或增设封闭阳台,设置窗户护栏时,这些增加的荷载将以线荷载的形式加到相应的部位,如果在梁板结构上面增加装修,对于梁增加的是线荷载 q,计算方法是先算出增加的面荷载 Q,再乘以两侧楼板跨度的一半,q=Q*(L1/2+L2/2),得出梁增加的线荷载 q3) 集中荷载。当在建筑物原有的楼面或屋面上增设承受一定重量的柱子,放置或悬挂较房屋结构工程技术第 8 页 共 24 页重物品(如洗衣机、冰箱、空调机、吊灯等)时,将使建筑结构增加相应素质的集中荷载18. 建筑装饰装修荷载变动对建筑结构的影响有哪些?建筑装饰装修对建筑的主要影响表现在变动结构、增加荷载两个方面1) 在设计和施工时
17、,必须了解结构能够承受的荷载值是多少,将各种增加的装饰装修荷载控制在允许的范围内,如果做不到这一点,应对结构进行重新验算,必要时应采取相应的加固补强措施2) 建筑装饰装修工程设计必须保证建筑物的结构安全和主要使用功能。当涉及主体和承重结构改动或增加荷载时,必须由原结构设计单位或具备相应资质的设计单位核查有关原始资料,对既有建筑物结构的安全性进行核验、确认。3) 建筑装饰装修工程施工中,严禁违反设计文件擅自改动建筑主体、承重结构或主要使用功能,严禁未经设计确认和有关部门批准擅自拆改水、电、暖、燃气、通信等配套设施19. 在楼面上加铺任何材料属于对楼板增加了面荷载,应如何考虑?1) 设计人员在确定
18、楼面装修材料前,首先要了解该楼板能够承受多大的荷载,住宅、办公楼、学校、旅馆各类建筑楼板承受荷载的标准时不一样的,只有了解清楚后,才能确定选择什么材料作楼面的装修2) 装配式楼板结构,为了加强结构的整体性、抗震性能,常在楼板上做现浇的钢筋混凝土叠合层,厚度 5080mm;严禁采用凿掉叠合层以减轻荷载的方法,进行楼面装修。3) 吊顶通常采用轻钢龙骨石膏板的做法。施工前,需要在楼板上打洞,下膨胀螺栓,焊钢筋吊杆。需要注意的是,一般建筑采用预应力钢筋混凝土圆孔板作为楼层的结构,板与板之间的缝隙用现浇钢筋混凝土,以保证装配式楼板的整体性。在吊顶过程中,不了解这种结构,把吊点的洞打在圆孔上,膨胀螺栓根本
19、不起作用,而应该在钢筋混凝土的板缝处下膨胀螺栓20. 在室内增加隔墙、封闭阳台,属于增加的线荷载,应如何考虑?1) 在室内增加隔墙,增加的荷载全部传递给楼板或梁。一般情况下,当采用轻型材料(如石膏板)做隔墙时,对结构的影响不是很大,当采用砌块墙体时,则影响很大,特别是隔墙的重量全部传递给一块楼板时,将使这块楼板的变形较大,影响结构安全。通常采用的方法是尽可能让所有的楼板共同承受隔墙的重量,或在加隔墙前,用型钢或钢筋混凝土的反梁将支座插入支承的结构墙,用此措施承受隔墙的荷载房屋结构工程技术第 9 页 共 24 页2) 隔墙上部与楼板底结合处,应留有缝隙或加弹性垫层(如矿棉) ,其目的是防止隔墙对
20、楼板产生负弯矩,而引起板上部开裂3) 封闭阳台,在阳台四周做储物柜、花盆架,这些做法相当于在一个悬挑构件的最外端增加了连续线荷载,这对悬挑结构极为不利。悬挑构件的倾覆力矩的大小取决于施加的外力的大小和力的作用点到支座的距离。前述讲到的阳台做法正符合了这种情况,因此对阳台的安全稳定是极为不利的,应避免在阳台四周增加荷载21. 属于增加集中荷载的情况有哪些?在室内增加装饰性的柱子,特别是石柱,悬挂较大的吊灯,房间局部增加假山盆景,这些装修做法就是对结构增加了集中荷载,使结构构件局部受到较重荷载作用,引起结构的较大变形,造成不安全的隐患。处理这些集中荷载的办法就是尽可能将集中荷载分散,让所有的构件都
21、能参与承载。在增加的柱子下面,先用面积较大的钢板分散荷载。若有可能则在柱子下面增设钢梁将荷载转移到支座处。柱子的上部不要与上部楼板或梁顶紧,以防止对上部结构由于变形对下部结构产生不利的影响。悬挂较重的构件,应采用多吊点,将吊点的分布面积尽可能扩大,禁止一点吊装22. 装修中变动墙应注意什么?1) 建筑物的墙体根据其受力特点分为承重墙、非承重墙和连系墙。不得拆除承重墙和连系墙,可以拆除非承重墙,但要经过结构验算、校核2) 在承重墙和连系墙上开设洞口,将削弱墙体截面,减少墙体刚度,降低墙体的承载能力。未经结构验算并采取加强措施是不允许随便在承重墙体上开洞的。并不是所有的非承重墙体都可以拆掉,这是因
22、为在墙体承重的结构体系中,有些非承重墙虽然不承重,但它是起连接承重墙,保证结构整体性的重要作用。拆掉它,造成承重墙之间失去连接,极大地破坏了房屋的整体性,对抗震极为不利,因此在确定拆墙的时候,一定要考虑这个因素。3) 墙体开洞应尽量在墙体的中心位置开设,避免在墙交接处开洞口23. 楼板或屋面板上开洞、开槽应注意什么?无论发生哪种情况,都将削弱楼板截面,切断或者损伤楼板钢筋,预应力楼板因敲击楼板使混凝土松动,降低楼板的承载能力24. 建筑结构的变形缝有哪几种?有三种,即:房屋结构工程技术第 10 页 共 24 页1) 伸缩缝。是为了避免温度和混凝土收缩应力,使房屋构件产生裂缝而设置的。基础受温度
23、影响小,不用断开设缝,地上建筑部分设缝2) 沉降缝。是为了避免地基不均匀沉降时,在房屋构件中产生裂缝而设置的。从基础到上部结构,全部断开设缝。现在经常采用后浇带的处理方式,对建筑防水、装修有利。特别注意后浇带处,仍有微小沉降变形。此处的墙、地面的装修应考虑开些,需设缝。3) 防震缝。当房屋外形复杂或房屋各部分刚度、高度和重量相差悬殊时,在地震力作用下,由于各部分的自振频率不同,在各部分连接时,必然会引起相互推拉挤压,产生附加拉力、剪力和弯矩引起震害,防震缝就是为了避免这种附加应力和变形引起震害而设置的。基础受地震影响位移小,不用断开设缝,地上建筑部分设缝4) 在建筑变形缝处的装修构造,必须满足
24、与各自所在建筑主体的自由变形。25. 试述混凝土结构的优缺点混凝土结构的优点:1) 强度较高,钢筋和混凝土两种材料的强度都能充分利用;2) 可模性好,适用面广3) 耐久性和耐火性较好,维护费用低4) 现浇混凝土结构的整体性好,延性好,适用于抗震抗爆结构,同时防振性和防辐射性能较好,适用于防护结构。5) 易于就地取材混凝土结构的缺点:自重大、抗裂性较差、施工复杂、工期较长26. 钢筋混凝土中钢筋的种类有哪些?其力学性能有哪几项?我国普通钢筋混凝土中配置的钢筋主要是热轧钢筋;预应力筋中常用中、高强度钢丝和钢绞线1) 热轧钢筋的种类:热轧钢筋是普通低碳钢(含碳量不大于 0.25%)和普通低合金钢(合
25、金元素不大于 5%)组成。其常用种类、代表符号和直径范围如果所示强度等级代号 钢种 符号 d(mm)HPB235 Q235 8-20HRB335 20MnSi 6-50HRB400 20MnSiV,20MnSiNb,20MnT 6-50房屋结构工程技术第 11 页 共 24 页iRRB400 K20MnSi 8-402) 钢筋的力学性能:建筑钢筋分为两类:一类是有明显流幅的钢筋,另一类为没有明显流幅的钢筋;有明显流幅的钢筋含碳量少,塑(su)性好,延伸率大;无明显流幅的钢筋含碳量多,强度高,塑性差,延伸率小,没有屈服台阶,脆性破坏;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、强曲
26、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27. 钢筋成分中有害元素是哪两种?有害元素有两种主要是硫、磷,应限制其含量28. 混凝土的强度等级有几个?以什么指标定混凝土的强度等级?规范将混凝土强度等级分为 14 个等级,C15-C80 ,级差为 5N/mm2,立方体强度 fcu 作为混凝土的强度等级,单位是 N/mm2;如 C20 表示立方体抗压强度为 20N/mm229. 适筋梁正截面受力从加载到破坏分几个阶段?三个阶段:1) 第 阶段:M 很小,混凝土、钢筋都处在弹性工作阶段。第 阶段结束时拉区混凝土达到 ft,混凝土开裂,称 Ia 阶段2) 第 II 阶段 M 增大,拉区混
27、凝土开裂,逐渐退出工作。中和轴上移。压区混凝土出现塑性变形,压应变呈曲线,钢筋应力刚达到屈服时,II 阶段结束,称 IIa 阶段。此阶段梁带裂缝工作,这个阶段是计算正常使用极限状态变形和裂缝宽度的依据。3) 第 III 阶段,钢筋屈服后,应力不在增加。应变迅速增大,混凝土裂缝向上发展,中和轴迅速上移,混凝土压区高度减小,梁的挠度急剧增大。当混凝土达到极限压应变时,混凝土被压碎,梁被破坏。第 IIIa 阶段是承载能力的极限状态计算的依据。房屋结构工程技术第 12 页 共 24 页30. 钢筋混凝土配筋计算如何取受力简图?(注:写出单筋梁计算公式)梁的正截面受力简图如图所示正截面承载力的计算是依据
28、上述第 III 阶段的截面受力状态建立的。为了简化计算,压区混凝土的应力图形用以等效(合力 C 的高度位置不变)矩形应力图代替,同时引入了截面应变保持平面的假定及不考虑混凝土抗拉强度的假定。梁的正截面承载力计算公式:根据静力平衡条件,建立平衡方程式:N=0; 1*fc*b*x=fy*As对受拉区纵向受力钢筋的合力作用点取矩:Ms=0;M1*fc*b*x* (h0-x/2)对压区混凝土压应力合力作用点取矩Mc=0;Mfy*As*(h0-x/2)公式中 M-荷载在该截面产生的弯矩设计值;1-等效矩形应力系数对梁的配筋量在规范中明确地做出固定,不允许设计成超筋梁和少筋梁,对最大最小配筋率均有限值,它
29、们的破坏是没有预兆的脆性破坏。31. 梁的斜截面承载能力保证措施有哪些?受弯构件截面上除作用弯矩 M 外,通常还作用有剪力 V。在弯矩 M 和剪力 V 的共同作用下,有可能产生斜裂缝,并沿斜裂缝截面发生破坏。1) 影响斜截面受力性能的主要因素: (1) 剪跨比和高跨比;房屋结构工程技术第 13 页 共 24 页(2) 混凝土的强度等级;(3) 腹筋的数量、箍筋和弯起钢筋统称为腹筋;2) 为了防止斜截面的破坏,通常采取下列措施:(1) 限值梁的截面最小尺寸,其中包含混凝土强度等级因素;(2) 适当配置箍筋,并满足规范的构造要求;(3) 当上述两项措施还不能满足要求时,可适当配置弯起钢筋,并满足规
30、范的构造要求32. 单向板和双向板的受力特点有何不同?板按其受弯情况又有单向板和双向板之分单向板和双向板的受力特点是不同的两对边支承的板是单向板,一个方向受弯;而双向板为四边支承,双向受弯。当长边和短边之比小于或等于 2 时,应按双向板计算;当长边与短边之比大于 2 但小于 3 时,宜按双向板计算,当按沿短边方向受力的单向板计算时,应沿长方向布置足够数量的构造钢筋;当长边与短边的长度之比大于或等于 3 时,可按沿短边方向受力的单向板计算33. 连续梁、板的受力特点是什么?配筋构造有哪些要求?现浇肋形楼盖中的板、次梁和主梁,一般均为多跨连续梁(板)1) 连续梁板的受力特点均布荷载下,等跨连续板和
31、连续次梁的内力计算,可考虑塑性变形的内力重分布。允许支座出现塑性铰,将支座截面的负弯矩调低,即减少负弯矩,调整的幅度,必须遵守一定的原则。连续梁、板的受力特点是跨中有正弯矩、支座有负弯矩。因此,跨中按最大正弯矩计算正筋、支座按最大负弯矩计算负筋。钢筋的阶段位置按规范要求截断。2) 梁、板的构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确定,宽度一般为高度的 1/3。梁的支承长度不能小于规范规定的长度。纵向受力钢筋宜优先选用HRB335、HRB400 级钢筋,常用直径为 10-25mm,钢筋之间的间距不应小于25mm,也不应小于直径。保护层的厚度与梁所处的环境有关,一般为 2
32、5-40mm板的厚度与计算跨度有关,屋面板一般不小于 60mm,楼板一般不小于 80mm,板的支撑长度不能小于规范规定的长度,板的保护层厚度一般为 15-30mm,受力钢筋直径常选用 6、8、10、12mm,间距不宜大于 250mm梁板的混凝土强度等级一般采用 C20 以上房屋结构工程技术第 14 页 共 24 页34. 试述砌体结构的优缺点砌体结构有以下优点:1) 砌体材料抗压性能好,保温、防火、耐久性能好;2) 材料经济,就地取材;3) 施工简便,管理、维护方便4) 砌体结构的应用范围广,它可用作住宅、办公楼、学校、旅馆、跨度小于 15m 的中小型厂房的墙体、柱和基础砌体的缺点:1) 砌体
33、的抗压强度相对于块材的强度来说还很低,抗弯、抗拉强度更低;2) 黏土砖所用土源要占用大片良田,更要耗费大量的能源3) 自重大,施工劳动强度高、运输损耗大35. 砌体材料的力学性能及其等级?1) 砌块砖、砌块根据其原料、生产工艺和孔洞率来分类。由黏土、页岩、煤矸(gan)石和粉煤灰为主要原料,经焙(bei)烧而成的实心或孔洞率不大于规定值且外形尺寸符合规定的砖,称为烧结普通砖;孔洞率大于 25%,孔的尺寸小且数量多,主要用于承重部位的砖称为烧结多孔砖,简称多孔砖;烧结普通砖又分为烧结黏土砖、烧结页岩砖、烧结煤矸石砖、烧结粉煤灰砖等。以石灰和砂为主要原料,或以粉煤灰、石灰并掺石膏和集料为主要原料,
34、经坯(pi )料制备、压制成型、高压蒸汽养护而成的实心砖,称为蒸压灰砂砖或蒸压粉煤灰砖,简称灰砂砖或粉煤灰砖砖的强度等级用 MU 表示,单位是 MPa(N/mm2) 。烧结普通砖、烧结多孔砖的强度等级分 MU30、MU25、MU20 、MU15 、MU10 五级。蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖的强度等级分 MU25、MU20、MU15、MU10 四级2) 砂浆砂浆可使砌体中的块体和砂浆之间产生一定的粘结强度,保证两者能较好地共同工作,使砌体受力均匀,从而具有相应的抗压、抗弯、抗剪和抗拉强度。砂浆按组成材料的不同,可分为:纯水泥砂浆,水泥混合砂浆,石灰、石膏、黏土砂浆砂浆强度等级符合为 M,规范给出了
35、五种砂浆的强度等级,即M15、M10、M7.5、M5、M2.5 ;当验算正在砌筑或砌完不久但砂浆尚未硬结,以及在严寒地区采用冻结法施工的砌体抗压强度时,砂浆强度取 0房屋结构工程技术第 15 页 共 24 页36. 砌体结构的静力计算方案有哪几种?1) 刚性方案2) 刚弹性方案3) 弹性方案37. 砌体的墙、柱要验算什么?1) 墙、柱的高厚比计算矩形截面墙、柱高厚比验算应满足下式:=H0/hu1*u2式中 H0-墙、柱计算高度-墙、柱允许高厚比h-墙厚或矩形柱与 H0 相对应的边长u1-非承重墙允许高厚比的修正系数u2-有门窗洞口墙允许高厚比的修正系数2) 墙体受压承载力计算砌体受压构件的承载
36、力的计算用下公式表示:NfA公式中 N-轴向力设计值-高厚比 和轴向力的偏心距对受压构件承载力的影响系数f-砌体抗压强度设计值A-砌体的截面积(按毛截面计算)3) 砌体局部受压承载计算当砌体局部受压时,由于受周围非受荷砌体对其的约束作用,其局部抗压强度有所提高。当受到均匀的局部压力时,砌体截面的局部受压承载力按下式计算:NlrfAlNl-局部受压面积上的轴向力设计值f-砌体的抗压强度设计值Al-局部受压面积砌体局部抗压强度提高系数 r 按下式计算:r=1+0.35*根号(A0/Al)-1A0 为影响砌体局部抗压强度的计算面积。在图 a 的情况下:A0=(a+c+h)h,r2.5在图 b 的情况
37、下:A0=(b+2h)h,r2.0在图 c 的情况下:A0=(a+h)h+(b+h1-h)h1,r1.5在图 d 的情况下:A0=(a+h)h,r1.25房屋结构工程技术第 16 页 共 24 页以上数值中,当 ch 时,取 c=h一般情况下,只有砌体基础有可能承受上部墙体或柱传过来的均匀局部压应力。在大多数情况下,搁置于砌体墙或柱的梁或板,由于其弯曲变形,使得传至砌体的局部压应力均为非均匀分布。当梁端下砌体的局部受压承载力不满足要求时,常采用设置混凝土或钢筋混凝土垫块的方法。38. 试述钢结构构件的优点及其适用范围钢结构的抗拉、抗压强度都很高,构件断面小,自重较轻,结构性能好,所以它适用于多
38、种结构形式,如梁、桁架、刚架、拱、网架、悬索等,应用非常广泛。在高层建筑及桥梁中的实用愈来愈多。用作钢结构的材料必须具有较高的强度,塑性韧性较好,适宜于冷加工和热加工,同时还必须就有很好的可焊性。钢结构的钢材宜选用 Q235、Q345(16Mn ) 、Q390(15MnV)、Q42039. 钢结构的连接方法主要有哪几种?钢结构是由钢板、型钢通过必要的连接形成的结构。钢结构的连接方法分为:焊缝连接、铆钉连接、螺栓连接1) 焊缝连接。焊缝连接是目前钢结构连接的主要方法,其优点是构造简单,节约钢材、加工方便,易于采用自动化操作,不宜采用于直接承受动力荷载的结构,其他情况均可采用焊缝连接2) 铆钉连接
39、。铆接由于构造复杂,用钢量大,现已很少采用。因为铆钉连接的塑性和韧性较好,传力可靠,易于检查,在一些重型和直接承受动力荷载的结构中,有时仍然采用3) 螺栓连接。螺栓连接又分为普通螺栓和高强螺栓两种。普通螺栓施工简单,拆、装方便。普通螺栓一般由 Q235 制成。高强螺栓用合金钢制成。高强螺栓制作工艺精准,操作工序多,要求高。目前在我国桥梁及大跨度结构房屋及工业厂房中已广泛采用。40. 受弯钢结构构件要验算哪些内容?1) 抗弯强度计算2) 抗剪强度计算3) 刚度计算:梁必须具有一定的刚度才能有效地工作,刚度不足将导致梁挠度过大房屋结构工程技术第 17 页 共 24 页4) 钢梁的整体稳定计算:当有
40、铺板(各种钢筋混凝土板或钢板)密铺在梁的受压翼缘上与其牢固相连,能阻止梁受压翼缘的侧向位移时,或者工字钢截面简支梁受压翼缘的自由长度 L1 与其宽度 b1 之比满足相应要求时,梁的整体稳定可不计算。除此之外,应验算梁的整体稳定性。5) 钢筋的局部稳定计算。梁腹板通常采用加劲肋来加强腹板的局部稳定性,梁翼缘的局部稳定一般通过限制板件的宽厚比来保证。轧制的工字钢和槽钢等型钢一般不会发生局部失稳。41. 钢结构构件在制作、运输、安装、防火与防锈注意哪些事项?1) 制作:钢结构制作包括放样、号料、切割、校正等诸(zhu)多环节。高强度螺栓处理后的摩擦面,抗滑移系数应符合设计要求制作质量检验合格后进行除
41、锈和涂装,一般安装焊缝处留出 30-50mm 暂不涂装2) 焊接:焊工必须经考试合格并取得合格证书,且必须在其考试合格及其认可范围内施焊。焊缝施焊后须在工艺规定的焊缝及部位打上焊工钢印焊接材料与母材应匹配,全焊透的一、二级焊缝应采用超声波探伤进行内部缺陷检验,超声波探伤不能对缺陷做出判断时,采用射线探伤施工单位首次采用的钢材、焊接材料、焊接方法等,应进行焊接工艺评定3) 运输:运输钢构件时,要根据钢构件的长度和重量选用车辆。钢构件在车辆上的支点、两端伸出的长度及绑扎方法均应保证构件不产生变形,不损失涂层4) 安装:钢结构安装要按施工组织设计进行。安装程序须保证结构的稳定性和不导致永久性变形。安
42、装柱时,每节柱的定位轴线须从地面控制轴线直接引上。钢结构的柱、梁、屋架等主要构件安装就位后,须立即进行校正、固定。由工厂处理的构件摩擦面,安装前须复验抗滑移系数,合格后方可安装5) 防火与防锈:(1) 钢结构防火性能较差。当温度达到 550时,钢材的屈服强度大于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可能发生破坏。设计时应根据有关防火规范的规定,使建筑结构能满足相应防火标准的要求,在防火标准要求的时间内,应使钢结构的温度不超过临界温度,以保证结构正常承载能力(2) 外露(lu)的钢结构可能会受到大气,特别是被污染的大气的严重腐蚀,最普通的是生锈。这就必须对构件的表面进行防腐
43、蚀处理,以保证钢结构的正常使用。防腐房屋结构工程技术第 18 页 共 24 页处理的方法根据构件表面条件及使用寿命的要求决定。42. 简单说明地震的震级及烈度地震是由于某种原因引起的强烈地动,是一种自然现象。地震的成因有三种:火山地震、塌陷地震、构造地震。火山地震是由于火山爆发,地下岩浆迅猛冲出地面时而引起的地动塌陷地震是由于石灰岩层地下溶洞或古旧矿坑的大规模崩塌而引起的地动,它数量少,震源浅。以上两种地震释放能量较小,影响范围和造成的破坏程度也较小。构造地震时由于地壳运动推挤岩层,造成地下岩层的薄弱部位突然发生错动、断裂而引起的地动。此种地震破坏性大,影响面广,而且发生频繁,约占破坏性地震总
44、量的95%以上,房屋构造抗震主要是研究构造地震震级是按照地震本身强度而定的等级标度,用以衡量某次地震的大小,用符号 M 表示。震级的大小是地震释放能量多少的尺度,也是地震规模的指标,其数值是根据地震带记录到的地震波图来确定的。一次地震只有一个震级。目前国际上比较通用的是里氏震级。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。如人的感觉、器物反应、地表现象、建筑物的破坏程度。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;M7 的地震为强烈地震或大震;M8 的地震称为特大地震43. 抗震构造措施有哪些?1) 多层砌
45、体房屋的抗震构造措施多层砌体房屋是我们目前的主要结构类型之一。这种结构材料脆性大,抗拉、抗剪能力低,抵抗地震的能力差。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。因此采取如下措施:(1) 设置钢筋混凝土构件柱,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,改善了房屋的房屋结构工程技术第 19 页 共 24 页抗震性能,提高了抗震能力。(3) 加强墙体的连接,楼板和梁应有足够的长度和可靠连接(4) 加强楼梯间的整体性等2) 框架结构的构造措施钢筋混凝土框架房屋是我国工业和民用建筑较常用的结构形式。震
46、害调查表明,框架结构震害的严重损害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。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) 设置必要的防震缝不论什么结构形式,防震缝可以将不规则的建筑物分割成几个规则的结构单元。每个单元在地震作用下受力明确合理,避免产生扭转或应力集中的薄弱部位,有利于抗震。44. 请举例常见建筑结构体系?1) 混合结构体系混合结构房
47、屋一般是指楼盖和屋盖采用钢筋混凝土或钢、木结构,而墙、柱、基础采用砌体结构建造的房屋。大多用在住宅、办公楼、教学楼建筑中。因为砌体的抗压强度高而抗拉强度很低,所以住宅建筑最适合采用混合结构,一般在 6 层以下。混合结构不宜建造大空间的房屋。混合结构根据承重墙所在的位置划分为纵墙承重和横墙承重两种。纵墙承重方案的特点是楼板支承梁上,梁把荷载传递给纵墙,横墙的设置主要是为了满足房屋刚度和整体性的要求,其优点是房屋的开间大,使用灵活。横墙承重的方案主要特点是楼板直接支承在横墙上,横墙是主要承重墙,其优点是房屋的横向刚度大,整体性好,但平面使用灵活性差2) 框架结构体系框架结构是利用梁柱组成的纵、横两
48、个方向的框架形成的结构体系。它同时承受竖向荷载和水平荷载。其主要优点是建筑平面布置灵活,可形成较大的建筑空间,建筑立面处理也比较方便。其主要缺点是侧向刚度较小,当层数较多时,会产生过大的侧移,易引起非结构性构件(如隔墙、装饰等)破坏,而影响使用。在非地震区,框架结构一般不超过 15 层。框架结构的内力分析通常是用计算机进行精确分析3) 剪力墙体系房屋结构工程技术第 20 页 共 24 页因为剪力墙既承受垂直荷载,也承受水平荷载,对高层建筑主要荷载为水平荷载,墙体既受剪又受弯,所以称剪力墙。剪力墙体系是利用建筑物的墙体(内墙和外墙)做成剪力墙来抵抗水平力。剪力墙一般为钢筋混凝土墙,厚度不小于 1
49、40mm,剪力墙的间距一般为 3-8m。适用于小开间的住宅和旅馆等。一般在 30m 高度范围内都适用。剪力墙结构的优点是侧向刚度大,水平荷载作用下侧移小。其缺点是剪力墙的间距小,结构建筑平面布置不灵活,不适用于大空间的公共建筑,另外结构自重也较大4) 框架剪力墙结构框架-剪力墙结构是在框架结构中设置适当剪力墙的结构。它具有框架结构平面布置灵活,有较大空间的优点,又具有侧向刚度较大的优点。框架剪力墙结构中,剪力墙主要承受水平荷载,竖向荷载主要由框架承担。框架剪力墙结构宜用于 1020 层的建筑横向剪力墙宜均匀对称(chen)布置在建筑物端部附近,平面形状变化处。纵向剪力墙宜布置在房屋西端附近。在水平荷载的作用下,剪力墙好比固定于基础上的悬臂梁,其变形为弯曲型变形,框架为剪切型变形。框架与剪力墙通过楼盖连系在一起,并通过楼盖的水