【正文】 西南科技大學網(wǎng)絡教育系列指導書 建筑結構 課程學習指導書 (配套教材：《 建筑結構 》 ) 戴烽滔 編 西南科技大學網(wǎng)絡教育學院 二○○六年三月 西南科技大學網(wǎng)絡教育學院版權所有 169。 建筑結構學習指導書 西南科技大學網(wǎng)絡教育學院 ( 1 □ 課程的性質(zhì)和任務 建筑結構是一門專業(yè)基礎課。通過該門課程的學習，學生能夠掌握建筑結構的設計原理、設計方法，并能進行一般的常用結構和構件的設計。該門課程是一門理論性與實踐性都較強的課程，課程的學習應在加強基本理論的指導下，掌握設計原理，完成建 筑結構設計，再以實踐充實理論。 □ 課程內(nèi)容與 基本要求 課程主要內(nèi)容包括建筑結構概論、混凝土結構構件、砌體結構和鋼結構、 鋼筋混凝土結構和地基基礎、建筑結構抗震設計等五部分。 本課程的教學以最新的國家標準《 GB 500682020 建筑結構可靠度設計統(tǒng)一標準》及相應的荷載規(guī)范、結構設計規(guī)范為依據(jù)，以房屋建筑中的鋼筋混凝土結構為基本內(nèi)容，要求學生掌握房屋建筑中的三大結構（鋼筋混凝土結構、砌體結構、鋼結構）的設計原理和設計方法，了解建筑結構的選型、地基基礎、抗震設計的基本知識。 □ 學習材料 基本教材 《建筑結構 》（熊丹安、鄢麗華、熊海燕等主編，華南理工大學 2020 年 4 月第 2 版）《建筑結構概念與設計》（王心田主編，天津大學出版社 2020 年 7 月第 1 版） 參考書籍 a. 《 GB 500682020 建筑結構可靠度設計統(tǒng)一標準》北京：中國建筑工業(yè)出版社，2020 b．《多層砌體房屋結構設計》 上海科學技術出版社， 林宗凡， 1999 年 c．《鋼結構基本原理》中國建筑工業(yè)出版社， 沈祖炎， 2020 年 授課光盤 西南科技大學制作了 42 學時的《 建筑結構 》教學實錄課程 (包括試驗部分 )，可供教學中觀看。 □ 學習方法 課程特點 及學習注意 《建筑結構 》是一門專業(yè) 基礎 課， 課程的實踐性很強，只有在學習中密切聯(lián)系實際，才能真正掌握這門課程當中遇到的知識。 要很好的掌握本課程的內(nèi)容，除了認真觀看教學錄像以及閱讀課本之外，認真地完成練習題也是一個必不可少的環(huán)節(jié)， 同時還要注重建筑結構構件設計的訓練。 學習 《 建筑結構 》，需具備 先修課程 《結構力學》、《材料力學》、《理論力學》、《建筑材料》 等知識，并進行系統(tǒng)的學習。 建筑結構學習指導書 西南科技大學網(wǎng)絡教育學院 ( 2 由于作者思路不同，敘述詳略不同，舉例不同，學生可同時閱讀參考幾本書進行學習是比較好的方法，這樣可以開拓思路、加 深理解，對難點的理解特別有效。 閱讀學習指導書 學習指導書將學習內(nèi)容劃分為結構相似的 5 個部分 。在學習的過程中，要學會運用已鞏固的知識去解決實際問題。 閱讀教材 各章教材最好能先閱讀兩遍，即粗讀和細讀。 每一章開始學習時，先閱讀學習指導書的內(nèi)容提要，對該章將要討論的問題有初步印象，而后結合學習方法指導，第一遍通讀教科書，努力對所研究的每一個問題均能分別建立起整體概念，即對于問題的性質(zhì)和提法，分析問題的理論根據(jù)和關鍵所在，力求能有清晰的概念，對分析問題的細節(jié)以及對結論的理解如不能深透，可不勉強， 留待第二遍細讀時解決。 第二遍細讀時努力做到深透理解各章節(jié)內(nèi)容的基本原理、重要規(guī)則和分析問題的方法，各章節(jié)之間的聯(lián)系等。在第一遍通讀時未搞懂的問題這次要搞懂，必要時復習一下與先修課程有關部分的內(nèi)容。 第二遍細讀后，根據(jù)學習指導書中所列該章內(nèi)容提要和學習方法指導，檢查一遍是否對該章主要內(nèi)容已能清楚掌握，如個別地方尚有疑問，需針對這部分再學習。不能搞懂的內(nèi)容，應及時在電話討論或書信中請教師答疑。 作筆記 為了使自己容易記住和掌握所學內(nèi)容，以及培養(yǎng)獨立工作能力和便于復習，在閱讀教材的同時， 最好能作簡要的筆記。筆記的詳簡程度根據(jù)自己的忙閑而定，一般不必太詳細，以免花去過多時間而影響深入學習。 在遇到難點時，最好能聯(lián)系實際做記錄。 作筆記時可隨手記下閱讀中所發(fā)生的問題，以便用書面或口頭向教師提出，請求答疑。 觀看教學錄相 觀看教學錄相，對學生建立基本概念、解決學習中的難點是非常有幫助的。 □ 學習內(nèi)容與學時安排 學時 第一篇 建筑結構概論 12 1 緒論 建筑和結構的關系 建筑結構的基本要求 建筑結構的分類和選型 2 建筑結構的設計標準和設計方法 設計基準期和設計使用年限 建筑結構學習指導書 西南科技大學網(wǎng)絡教育學院 ( 3 結構的功能要求、作用和抗力 結構的可靠度理論和極限狀態(tài)設計法 結構設計的一般內(nèi)容 3 結構材料的力學性能及選用 建筑鋼材 混凝土 鋼筋與混凝土的相互作用 —— 粘結力 第二篇 混凝土結構構件 38 4 鋼筋混凝土軸心受拉構件 軸心受拉構件的受力特點 軸心受拉構件的承載力計算 軸心受拉構件的裂縫寬度計算 5 鋼筋混凝土受彎構件 概述 鋼筋混凝土受彎構件的一般構造要求 受彎構件正截面性能的實驗研究 單筋矩形截面受彎構件正截面承載力計算 雙筋矩形截面受彎構件正截面承載力計算 形截面受彎構件正截面承載力計算 受彎構件斜截面破壞的主要形態(tài) 受彎構件斜截面的受剪承載力計算 受彎構件中的裂縫寬度和撓度驗算 6 鋼筋混凝土受壓構件 受壓構件的分類及構造要求 軸心受壓構件正截面受壓承載力 偏心受壓構件的受力性能 矩形截面偏心受壓構件正截面受壓承載力計算 對稱配筋 I 形截面偏心受壓構件配筋計算 偏心受壓構件斜截面受剪承載力 7 鋼筋混凝土受扭構件 鋼筋混凝土純扭構件的受力性能 矩形截面剪扭構件承載力 矩形截面彎扭構件承載力 彎、剪、扭構件承載力計算 受扭構件的構造要求 8 鋼筋混凝土梁板結構 概述 整澆樓（屋 ）蓋的受力體系 建筑結構學習指導書 西南科技大學網(wǎng)絡教育學院 ( 4 單向板肋形樓蓋的設計計算 雙向板肋形樓蓋按彈性理論的計算方法 樓梯的計算 9 多層鋼筋混凝土框架結構 多層框架的結構布置 桿件的截面尺寸和框架計算簡圖 豎向荷載作用下的內(nèi)力近似計算 —— 分層法 水平荷載作用下的內(nèi)力計算 —— 反彎點法和 D 值法 水平荷載作用下側移的近似計算 框架的荷載組合及內(nèi)力組合 框架梁柱的截面配筋 第三篇 砌體結構 12 10 砌體和砌體構件 砌體材料和 砌體力學性能 無筋砌體構件的承載力計算 配筋砌體構件簡介 11 混合結構房屋 房屋的結構布置和靜力計算方案 墻柱的高厚比驗算和一般構造要求 剛性方案房屋的墻體計算 圈梁、過梁和挑梁 第四篇 鋼結構及建筑地基基礎 16 12 鋼結構簡介 鋼結構的材料和鋼結構的特點 鋼結構構件 鋼結構的連接 13 建筑地基基礎 基本規(guī)定 地基計算 無筋擴展基礎 柱下鋼筋混凝土獨立基礎 第五 篇 建筑抗震設計基本知識 18 14 地震作用和結構的抗震驗算 地震簡介 抗震設計的基本要求 地震作用計算 結構的自振周期 15 多層砌體結構房屋的抗震設計 建筑結構學習指導書 西南科技大學網(wǎng)絡教育學院 ( 5 一般規(guī)定 多層粘土磚房的抗震構造規(guī)定 多層砌體房屋抗震計算要點 16 多層框架結構的抗震設計 框架抗震設計的一般規(guī)定 框架截面的抗震設計 抗震框架的一般構造要求 第一篇 建筑結構概論 概述 本篇 主要講授 建筑結構分類和選型、建筑 結構的設計標準和設計方法、結構材 的力學性能及選用等方面的知識 考核知識點 1. 建筑結構的基本要求 2. 建筑結構的分類 3. 建筑結構的選型 4. 設計基準期和設計使用年限的概念 5. 結構的功能要求、作用和抗力的概念 6. 概率極限狀態(tài)的概念及分類 7. 極限狀態(tài)設計表達式 8. 結構材料（鋼材、混凝土）的力學性能 9. 鋼筋和混凝土能相互作用的原因 重點 1. 設計基準期和設計使用年限的概念 ； 、作用和抗力的概念 ； 3. 概率極限狀態(tài)的概念及分類 ； 4. 結構材料（鋼材、混凝土）的力學性能 ； 5. 鋼筋和混凝土能相 互作用的原因 難點 1．極限狀態(tài)設計表達式 學習指導 建筑結構分類和結構選型 ◆ 建 筑結構的基本要求 ： 平衡、穩(wěn)定、承載能力、適用、經(jīng)濟、美觀 建筑結構學習指導書 西南科技大學網(wǎng)絡教育學院 ( 6 ◆ 建 筑結構的分類 按材料分 ：混凝土結構、砌體結構、鋼結構、木結構等。 按受力特點和構造分：混合結構、排架結構、框架結構、剪力墻結構等。 ◆ 結構選型 不同結構體系的房屋在選型時，要注意其相應的原則。 建筑結構設計標準和設計方法 ◆ 設計基準期 結構設計所采用的荷載統(tǒng)計參數(shù)、與時間有關的材料性能取值，都需要選定一個時間參數(shù) ，它就是設計的基準期 。 我國所采用的設計基準期為 50 年 ◆ 設計使用年限 設計使用年限是設計規(guī)定的一個時期。在這一規(guī)定時期內(nèi)，房屋建筑正常設計、正常施工、正常使用和維護下不需要進行大修就能按其預定的目的使用。 ◆ 結構的功能要求 安全性、適用性、耐久性 。 ◆ 作用、作用效應和抗力 作用：指施加在結構上的集中力或分布力（直接作用，即荷載）以及引起結構外加變形或約束變形的原因（間接作用）。 作用效應：由作用引起的結構或結構構件的反應，如內(nèi)力、變形和裂縫等，稱為作用效應。它也具有隨機性。 抗力：結構或結構構件承受作用效應 的能力成為抗力。 三者都具有隨即性。 ◆ 結構的可靠性和可靠度 可靠性：指結構在規(guī)定的時間內(nèi)，在規(guī)定的條件下完成預定功能的能力。 可靠度：結構在規(guī)定的時間內(nèi)（結構的設計使用年限）、在規(guī)定的條件下（正常設計、正常施工、正常使用條件，不考慮人為過失的影響），完成預定功能的概率 .是對結構可靠性的定量描述。 ◆ 概率極限狀態(tài)設計法 （ 1）極限狀態(tài)： 整個結構或結構的一部分超過某一特定狀態(tài)就不能滿足設計規(guī)定的某一功能要求，此特定狀態(tài)為該功能的極限狀態(tài)。 （ 2） 極限狀態(tài)的分類 承載力極限狀態(tài) ： 整個結構或結 構的一部分超過某一特定狀態(tài)就不能滿足設計規(guī)定的某一功能要求，此特定狀態(tài)為該功能的極限狀態(tài)。 正常使用極限狀態(tài) ： 這種極限狀態(tài)對應于結構或結構構件達到正常使用或耐久性能的某項規(guī)定限值。 （ 3） 極限狀態(tài)設計 深刻理解承載力極限狀態(tài)基本組合表達式和正常使用極限狀態(tài)三種組合表達式，會利用表達式計算荷載效應。 建筑結構學習指導書 西南科技大學網(wǎng)絡教育學院 ( 7 （ 4）荷載代表值 永久荷載代表值：標準值 可變荷載代表值：標準值、組合值、頻遇值、準永久值 結構材料的力學性能及選用 ◆ 鋼材的 應力 應變曲線 熟悉有明顯屈服點的鋼材的應力 應變曲線，會根據(jù)曲線分析其各階段的特點；了解無明顯屈服點的應力 應變曲線。 主要質(zhì)量指標： 1）有明顯屈服點鋼材：屈服強度、抗拉強度、伸長率和冷彎性 2）對無明顯屈服點的鋼筋：極限抗拉強度、伸長率和冷彎性 ◆ 鋼材的冷加工 了解鋼材冷拉、冷拔后其性能的變化。 ◆ 混凝土的強度 了解 混凝土的抗壓強度 fcuk、 軸心抗壓強度 fck、 混凝土的抗拉強度 ftk。 混凝土立方體抗壓強度是用來確定混凝土等級的標準。 ◆ 混凝土的變形模量 混凝土的應力 應變曲線可見，混凝土的應力與應變之間不存在完全的線性 關系，虎克定律不適用。但在計算時，往往需要混凝土的彈性模量，一般仿照彈性材料力學的方法，通過“變形模量”來表示混凝土的應力 應變關系?；炷恋膹椥阅Ａ靠捎上铝泄接嬎悖? ◆ 混凝土在荷載長期作用下的變形 —— 徐變 混凝土受壓后除產(chǎn)生瞬時壓應變外，在維持其應力不變的情況下其應變隨時間而增長，這種現(xiàn)象稱為混凝土的徐變。 ◆ 混凝土的收縮 混凝土在空氣中硬化時體積變小的現(xiàn)象稱為混凝土的收縮。 ◆ 鋼筋和混凝土共同工作的原因是 ，能與鋼筋牢固