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1A412000 结构设计与构造

第二节 结构设计与构造——第一小节 结构可靠性要求
近三年考点统计
2017年单选1、2017年多选21(3分);2018年单选2(1分); 2019年无
考点梳理

考点笔记
1.结构工程的安全性
1.1结构的功能要求(统称为可靠性——口诀:施耐庵)
(1)安全性(不破坏、不倒塌)
(2)适用性(适合正常使用,控制变形、裂缝)
(3)耐久性(钢筋锈蚀、混凝土腐化)
1.2两种极限状态
(1)承载能力极限状态:
①结构构件或连接因超过承载能力而破坏;
②结构或其一部分作为刚体而失去平衡(如倾覆、滑移);
③在反复荷载下构件或连接发生疲劳破坏;
④对所有结构和构件都必须按承载力极限状态进行计算。
(2)正常使用极限状态:
①构件在正常使用条件下产生过度变形;
②构件过早产生裂缝或裂缝发展过宽;
③在动力荷载作用下结构或构件产生过大的振幅。
2.结构工程的适用性
2.1杆件刚度与梁的位移计算
f=ql4/8EI
从公式中可以看出,影响位移因素出荷载外,还有:
(1)材料性能
(2)构件的截面:如矩形截面梁,其截面惯性矩IZ=bh3/12。
(3)构件的跨度:此因素影响最大。
3.结构工程的耐久性
3.1设计使用年限分类:
(1类)临时性结构 — 5年
(2类)易于替换的结构构件 — 25年
(3类)普通房屋和建筑物 — 50年
(4类)纪念性建筑和特别重要的建筑结构 — 100年
3.2结构所处环境按其对钢筋和混凝土材料的腐蚀机理,可分为五类:
(Ⅰ)一般环境 — 保护层混凝土碳化引起钢筋锈蚀
(Ⅱ)冻融环境 — 反复冻融导致混凝土损伤
(Ⅲ)海洋氯化物环境 — 氯盐引起钢筋锈蚀
(Ⅳ)除冰盐等其他氯化物环境 — 氯盐引起钢筋锈蚀
(Ⅴ)化学腐蚀环境 — 硫酸盐等化学物质对混凝土的腐蚀
3.3混凝土最低强度等级:
(1)环境类别与作用等级为Ⅰ-A(一般环境轻微作用)时,设计使用年限100年的最低为C30,设计使用年限50年的最低为C25。
(2)预应力混凝土构件的混凝土最低强度等级应≥C40。
(3)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。
(4)直接接触土体浇筑的构件,混凝土保护层厚度不应小于70mm。
例题:
1.海洋环境下,引起混凝土内钢筋锈蚀的主要因素是(  )。 (2017单选1)
A.混凝土硬化 
B.反复冻融 
C.氯盐 
D.硫酸盐 
【答案】C 
2.直接接触土体浇筑的普通钢筋混凝土构件。其混凝土保护层厚度不应小于(  )。  (2018单选2)
A.50mm
B.60mm
C.70mm
D.80mm
【答案】C
3. 建筑结构可靠性包括(  )。 (2017多选21)
A.安全性 
B.经济性 
C.适用性 
D.耐久性 
E.合理性 
【答案】ACD
第二节结构设计与构造——第二小节 结构设计
近三年考点统计
2017年无;2018年单选3,2018年多选25(3分);2019年多选23(2分)
考点梳理

考点笔记
1.常用建筑结构体系和应用
(1)混合结构体系:砖混结构,住宅建筑最适合采用,一般在6层以下。不宜建造大空间房屋。横墙承重刚度大,整体性好。
(2)框架结构体系:由梁板柱构成,平面布置灵活,可形成较大的空间。缺点是侧向刚度较小。在非地震区,一般不超过15层。
(3)剪力墙体系:优点是侧向刚度大,水平荷载作用下侧移小。缺点是平面布置不灵活,适用于小开间的住宅和旅馆等,不适用于大空间的公共建筑,另外自重也较大。 
(4)框架-剪力墙结构体系:剪力墙主要承受水平荷载,竖向荷载主要由框架承担。框架一剪力墙结构可以适用于不超过170m高的建筑。
(5)筒体结构:是抵抗水平荷载最有效的结构体系。内筒一般由电梯间、楼梯间组成。适用于高度不超过300m的建筑。
(6)桁架结构体系:当作用在节点上时,杆件只有轴向力。当上下弦成三角形时,内力最大;当上弦节点在拱形线上时,内力最小。一般屋架为平面结构,大跨屋架必须进行吊装验算。
(7)拱式结构:是一种有推力的结构,主要内力是轴向压力。可利用抗压性能良好的混凝土建造大跨度的拱式结构。由于拱式结构受力合理,在建筑和桥梁中被广泛应用。它适用于体育馆、展览馆等建筑中。
(8)薄壁空间结构:属于空间受力结构,主要承受曲面内的轴向压力,弯矩很小。常用于大跨度的屋盖结构。
2.结构设计作用(荷载)
2.1荷载随时间的变异分类
(1)永久作用:自重、土压力、预加应力。(久应押中)
(2)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。(风雪吊灰楼屋安)
(3)偶然作用:爆炸力、撞击力、火灾、地震。(基地火爆)
2.2装修对结构的影响及对策
(1)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。
(2)在装修施工中,不允许在原有承重结构构件上开洞凿孔,降低构件承载力。如果实在需要,应经原设计单位的书面有效文件许可,方可施工。
(3)装修时,不得自行拆除任何承重构件,或改变结构的承重体系;更不能自行做夹层或增加楼层。如果必须增加面积,使用方应委托原设计单位或有相应资质的设计单位进行设计。
(4)装修施工时,不允许在建筑内楼面上堆放大量建筑材料,以免引起结构的破坏。
例题:
1.装饰施工中,需在承重结构上开洞凿孔,应经相关单位书面许可,其单位是(  )。 (2018年单选3)
A.原建设单位
B.原设计单位
C.原监理单位  
D.原施工单位
【答案】B
2.关于剪力墙优点的说法,正确的有(  )。(2018年多选25)
A.结构自重大
B.水平荷载作用下侧移小
C.侧向刚度大
D.间距小
E.平面布置灵活
【答案】BC
3.属于偶然作用(荷载)的有( )。(2019年多选23)
A.雪荷载
B.风荷载
C.火灾
D.地震
E.吊车荷载
【答案】CD
第二节结构设计与构造——第三小节 结构构造
近三年考点统计
2017年单选3,多选22. 23(5分);2018年无;2019年单选2,多选24(3分)
考点梳理

考点笔记
1.混凝土结构的受力特点及其构造
1.1混凝土结构的优缺点
(1)优点:强度高(抗压强度)。可模性好,适用面广。耐久性和耐火性好,维护费用低。整体性和延性好,适用于抗震抗爆结构。易于就地取材。
(2)缺点:自重大,抗裂性较差,施工复杂,工期较长。
1.2建筑钢筋分两类,一类为有明显流幅的钢筋(建筑上多采用),一类为没有明显流幅的钢筋。
(1)有明显流幅的钢筋含碳量少,塑性好,延伸率大。
(2)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。
(3)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(强弯伸屈)。冷弯性能是反映钢筋塑性性能的另一个指标。
1.3影响粘结强度的主要因素有混凝土的强度、保护层的厚度和钢筋之间的净距离等。
1.4钢筋混凝土梁的配筋原理及构造要求 
(1)规范中明确规定,不允许设计成超筋梁和少筋梁(没有预兆的脆性破坏)。适筋量的破坏属于有预兆的塑性破坏(安全经济)。
(2)影响斜截面受力性能的主要因素(口诀:2跨抢古玩):
①剪跨比和高跨比。
②混凝土的强度等级。
③腹筋的数量(箍筋和弯起钢筋)。
(3)防止斜截面破坏采用的措施
①限制梁的截面最小尺寸(含混凝土强度等级因素)。
②适当配置箍筋。
③前两项不能满足要求时,可适当配置弯起钢筋。
1.5梁板的受力特点及构造要求
(1)单向板与双向板的受力特点
①两边支承 → 单向板,一个方向受弯。
②四边支承 → 双向板,双向受弯。
③L长 / L短 ≤ 2 ,应按双向板计算。
④ 2<L长 / L短<3,宜按双向板计算;当按沿短边受力的单向板计算时,应沿长边布置足够数量的构造筋。
⑤L长 / L短 ≥ 3,可按沿短边受力的单向板计算。
(2)连续梁、板的受力特点是,跨中有正弯矩,支座有负弯矩。
(3)梁、板的构造要求
① 钢筋之间的间距不应小于25mm,也不应小于直径。
② 屋面板厚度≥60mm,楼板≥80mm。板的保护层厚度为15~30mm,间距宜≤250mm。
③ 梁、板混凝土的强度等级一般采用C20以上。
2.砌体结构的受力特点及其构造
2.1砌体结构的优缺点
(1)优点:抗压性能好,保温、耐火、耐久性能好;材料经济,就地取材;施工简便,维护方便。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。
(2)缺点:抗压强度低,抗弯、抗拉强度则更低;耗费大量的能源;施工劳动强度高。
2.3墙体的构造措施包括三个方面:伸缩缝、沉降缝和圈梁。
(1)伸缩缝两侧宜设承重墙体,基础可不分开。
(2)沉降缝的基础必须分开。 
(3)圈梁可以抵抗基础不均匀沉降引起的墙体内拉应力,同时可以增加房屋结构的整体性。因此,圈梁宜连续地设在同一水平面上,并形成封闭状。
3.钢结构构件的受力特点及其连接类型
3.1钢结构的连接方法分为焊缝连接(主要方法)、铆钉连接(用钢量大,很少采用)和螺栓连接(分为普通螺栓和高强螺栓)三种。
4.结构抗震设计构造要求 
4.1地震的震级及烈度
(1)震级:表示地震释放能量的大小,一次地震只有一个震级。
(2)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。
4.2抗震设防
(1)抗震设防的基本原则:小震不坏、中震可修、大震不倒。
(2)建筑物的抗震设计根据其使用功能的重要性分为甲、乙、丙、丁四个抗震设防类别。大量的建筑物属于丙类。
4.3抗震构造措施
(1)多层砌体房屋的抗震构造措施:
1)设置钢筋混凝土构造柱,减少墙身的破坏。
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。
3)加强墙体的连接。
4)加强楼梯间的整体性等。
(2)框架结构的抗震构造措施
1)震害严重部位:梁柱节点和填充墙处;柱的震害重于梁,柱顶重于柱底,角柱重于内柱,短柱重于一般柱。
2)采取的措施: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,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。
例题
1.不利于提高框架结构抗震性能的措施是(  )。(2017年单选3)
A.加强角柱
B.强梁弱柱
C.加长钢筋锚固
D.增强梁柱截点
【答案】B
2.砌体结构的特点有 (  )。(2017年多选22)
A.抗压性能好 
B.材料经济、就地取材 
C.抗拉强度高 
D.抗弯性能好 
E.施工简便 
【答案】ABE 
3.钢结构焊接连接的优点有(  )。(2017年多选23)
A.节约钢材
B.构造简单
C.易于采用自动化操作 
D.加工方便 
E.易于检查 
【答案】ABCD 
4.框架结构抗震构造措施涉及的原则有( )。(2019年多选24)
A.强柱、强节点、强锚固
B.避免长柱、加强角柱
C.框架沿高度不宜突变
D.控制最小配筋率
E.限制配筋最大直径
【答案】ACD

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