今天为大家讲解的内容,是第一章建筑工程技术第二节结构设计与构造的第三目,结构构造。
关于结构构造主要分为两部分,分别是结构构造要求和结构抗震设计构造要求。
首先我们来一起了解下结构构造要求。在一建考试中,教材中要求我们掌握的结构构造要求,主要涉及混凝土结构、砌体结构和钢结构三种,其中混凝土结构的受力特点及构造要求内容较多,是需要我们主要记忆的一部分。
1.混凝土结构构造
下面我们就来先说说混凝土结构。
混凝土结构的优点有,强度高,可模性好适用面广,其耐久性和耐火性也较好,维护费用也低,方便就地取材,就安全层面来讲,混凝土结构的整体性和延性也都非常好,适用于抗震抗爆结构,同时,混凝土结构也具有一定的防振性和防辐射性,适用于防护结构。那么混凝土结构的缺点呢,就是自重大,抗裂性差,施工复杂以及工期较长。但基于混凝土结构的众多优点,该结构依然在房屋建筑中得到广泛应用。
在钢筋混凝土结构中,毫无疑问,钢筋和混凝土是该结构中最重要的两种材料。两者可以共同工作的主要原因就是依靠它们之间的粘结强度,而影响粘结强度的主要因素有混凝土的强度、保护层厚度以及钢筋之间的净距。
先来了解钢筋,钢筋按力学性能分为两类,分别是有明显流幅的钢筋和无明显流幅的钢筋。无明显流幅的钢筋由于没有明显的屈服点,容易形成脆性破坏,因此我们采用的钢筋均为有明显流幅的钢筋。其力学性能的基本指标有4项,分别是屈服强度、延伸率、强屈比和冷弯性能。其冷弯性能是反映钢筋塑性性能的指标。
再来了解下梁的配筋原理和构造要求。梁的受弯正截面,其受力方向由纵向钢筋控制,由于超筋和少筋都会产生脆性破坏,所以相关规范明确规定了最小配筋率和最大配筋率,以保证适筋梁的延性。
而影响梁斜截面受力性能的主要因素有剪跨比,高跨比、混凝土的强度等级和腹筋的数量,腹筋即箍筋和弯起钢筋的统称。
为了防止斜截面的破坏,通常采用下列3项措施:
1)限制梁的截面最小尺寸,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且满足规范构造要求。
说完梁,我们再来聊下板,板根据受弯情况分为单向板和双向板。单向板是两对边支承,仅一个方向受弯;而双向板为四边支承,是双向受弯。一般当长边与短边之比小于等于2时,应按双向板计算,当长边与短边之比大于2小于3时,宜按双向板计算;当长边与短边之比大于等于3时,应按单向板计算。
此外还要了解关于连续梁、板的受力特点是,跨中产生正弯矩,支座处为负弯矩。板的厚度通常与计算跨度有关,一般情况要求,屋面板不小于60mm,楼板不小于80mm,板的支承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。板中受力钢筋直径常用6、8、10、12mm,且间距不宜大于250mm。
2.砌体结构 那么以上内容就是关于钢筋混凝土结构部分的重点内容。接下来,让我们一起学习砌体结构,也就是采用砖,砌块和砂浆砌筑而成的结构。 该结构的优点有:砌体材料抗压性能好,保温、耐火、耐久性能好;所用材料经济,就地取材;施工简便,管理和维护也很方便。而砌体的缺点是,砌体的抗压强度相对于块材来说较低,抗弯、抗拉强度则更低;黏土砖所需土源要占用大片良田,耗费能源;而且砌体结构自重大,施工劳动强度高,运输损耗大。仅适用于一些开间较小的住宅和中小型办公楼。 砌体结构中需要关注的构造措施主要是墙体的构造措施,主要包括三个方面,即伸缩缝、沉降缝和圈梁。 伸缩缝应设在温度变化和收缩变形可能引起应力集中、砌体产生裂缝的地方,伸缩缝两侧宜设承重墙体,其基础部位可不分开。 沉降缝是为了避免因地基土质不均匀引起的不均匀沉降,它的基础部位是必须分开的。 第三个构造措施是圈梁,其作用也是为抵抗基础不均匀沉降,圈梁高度不应小于120mm,当墙厚h≥240mm时,圈梁宽度不宜小于2h/3。 3.钢结构 第三种结构是钢结构。在这部分,我们着重记忆钢结构的连接方法和结构的优缺点。连接方法可分为焊缝连接、铆钉连接和螺栓连接三种。 钢结构的优点有材料强度高,自重轻,塑性和韧性好,材质均匀,抗震性能好,便于工程生产和机械化施工,施工工期短,符合建筑可持续发展原则。但其缺点是易腐蚀,耐火性差。因此对于钢结构,最重要的就是做好防腐防火。
最后让我们一起学习下关于结构抗震设计的构造要求。首先从整体概念上,我们要知道,我国规范抗震设防的基本思想和原则叫做“三个水准”,简单地说就是“小震不坏、中震可修、大震不倒”。有两种结构的抗震构造措施是我们必须记住的。
1、多层砌体房屋抗震构造措施
第一个是多层砌体房屋结构。多层砌体房屋的主要破坏部位是墙身,楼盖本身的破坏较轻。因此,对于砌体结构,采取如下4个有效措施:
(1)设置钢筋混凝土构造柱。
(2)设置钢筋混凝土圈梁与构造柱连接起来。
(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。
2、 框架结构抗震构造措施
对于框架结构,其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。总体而言,抗震构造措施就是提高结构整体性,使其在抗震时的破坏可以更趋向于延性破坏。