结构基本概念部分.docx
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结构基本概念部分
结构部分
基本概念
•结构
广义地指房屋建筑和土木工程的建筑物、构筑物及其相关组成部分的实体，义地指各种工程实体的承重骨架。
•建筑结构一般由水平构件（梁、板、桁架、网架等）、竖向构件（柱、墙等）基础组成。
•混合结构
由不同材料的构件或部件混合组成的结构。
•板柱结构
由楼板和柱组成承重体系的房屋结构。
•框架结构
由梁柱组成的能承受竖向、水平作用所产生各种效应的单层、多层或高层结构。
•拱结构
由拱作为承重体系的结构。
•折板结构
由多块条形或其它外形的平板组合而成，能作承重、围护用的薄壁空间结构
•壳体结构
由各种形状的曲面板与边缘构件（梁、拱、桁架）组成的大跨度覆盖或未护的空间结构。
•网架结构
由多根杆件按一定网格形式通过节点连接而成的大跨度覆盖的空间结构。
•悬索结构
由柔性受拉索及其边缘构件所组成的承重结构。
•充气结构在以高分子材料制成的薄膜制品中充入空气后而形成房屋的结构。
•剪力墙结构
在高层和多层建筑中，竖向和水平作用均由钢筋混凝土或预应力混凝土墙体承受的结构。
•框架-剪力墙结构
在高层建筑或工业厂房中，剪力墙和框架共同承受竖向和水平作用的一种组合型结构。
•筒体结构
由竖向箱形截面悬臂筒体组成的结构。
•建筑结构抗震部分
地震震级
衡量一次地震释放能量大小的尺度，常用里氏震级表示。
地震烈度
是指某一地区地面和各类建筑物逍受一次地震影响破坏的强烈程度，是衡
量某次地震对一定地点影响程度的一种度量。
抗震设防烈度
按国家规定的权限批准作为一个地区抗震设防依据的地震烈度。
基本烈度
在50年期限内，一般场地条件下，可能遭遇的超越概率为10%的地震烈度值，相当于474年一遇的烈度值。
多遇地震烈度
在50年期限内，一般场地条件下，可能遭遇的超越概率为63%的地震
烈度值，相当于50年一遇的地震烈度值。
罕遇地震烈度
在50年期限内，一般场地条件下，可能遭遇的超越概率为2%〜3%的地震烈度值，相当于1600〜2500年一遇的地震烈度值。
三水准、两阶段设防原则抗震设防三水准即“小震不坏，设防烈度地震（或基本地震）可修，大震不倒”。
第一水准，当建筑遭受低于本地区抗震设防烈度的多遇地震影响时，一般不受损坏或不需修理可继续使用。
多遇地震，50年超越概率63.2%，重现期50年。
“小震不坏”，要求建筑结构在多遇地震作用下满足承载力极限状态验算要求和建筑的弹性变形不超过规定的弹性变形限值。
第二水准，当建筑遭受相当于本地区抗震设防烈度的地震影响时，可能损坏，经一般修理或不需修理仍可继续使用。
设防烈度地震（基本地震），50年超越概率10%，重现期475年。
“基本地震可修”，要求建筑结构具有相当的延性能力（变形能力），不发生不可修复的脆性破坏，用结构延性设计来解决。
第三水准，当建筑遭受本地区抗震设防烈度的预估的罕遇地震影响时，不致倒塌或发生危及生命的严重破坏。
罕遇地震，50年超越概率2%~3%，重现期1641~2475年。
“大震不倒”，要求建筑具有足够的变形能力。
其弹塑性变形不超过规定的弹塑性变形限值。
两阶段设计步骤
第一阶段，对绝大多数结构进行多遇地震作用下的结构和构件承载力验算
和结构弹性变形验算，对各类结构按规范要求采取抗震措施。
第二阶段，对一些规范规定的结构进行罕遇地震下的弹塑性变形验算。
•伸缩缝
为减轻材料胀缩变形对建筑物的影响而在建筑物中预先设置的间隙。
砌体房屋伸缩缝的最大间距（m）
屋盖或楼盖类别
间距
整体式或装配整体式
有保温层或隔热层的屋盖、楼盖
50
钢筋混凝土结构
无保温层或隔热层的屋盖
40
装配式无檩体系
有保温层或隔热层的屋盖、楼盖
60
钢筋混凝土结构
无保温层或隔热层的屋盖
50
装配式有檩体系
有保温层或隔热层的屋盖
75
钢筋混凝土结构
无保温层或隔热层的屋盖
60
瓦材屋盖、木屋盖或楼盖、轻钢屋盖
100
注：
1对烧结普通砖、多孔砖、配筋砌体房屋取表中数值；对石砌体、蒸压粉煤灰砖和混凝土砌块房屋
取表中数值乘以0.8的系数。
当有实践经验并采取有效措施时，可不遵守本表规定；
2在钢筋混凝土屋面上挂瓦的屋盖应按钢筋混凝土屋盖采用；
3按本表设置的墙体伸缩缝，一般不能同时防止由于钢筋混凝土屋盖的温度变形和砌体干缩变形引起的墙体局部裂缝；
4层高大于5m的烧结普通砖、多孔砖、配筋砌块砌体结构单层房屋，其伸缩缝间距可按表中数值乘以1.3；
5温差较大且变化频繁地区和严寒地区不采暖的房屋及构筑物墙体的伸缩缝的最大间距，应按表中数值予以适当减小；
6墙体的伸缩缝应与结构的其他变形缝相重合，在进行立面处理时，必须保证缝隙的伸缩作用。
钢筋混凝土结构伸缩缝最大间距（m）
结构类别
室内或土中
露天
排架结构
装配式
100
70
框架结构
装配式
75
50
现浇式
55
35
剪力墙结构
装配式
65
40
现浇式
45
30
挡土墙、地下室墙壁等类结构
装配式
40
30
现浇式
30
20
注：
1装配整体式结构房屋的伸缩缝间距宜按表中现浇式的数值取用；
2框架-剪力墙结构或框架-核心筒结构房屋的伸缩缝间距可根据结构的具体布置情况取表中框架结
构与剪力墙结构之间的数值；
3当屋面无保温或隔热措施时，框架结构、剪力墙结构的伸缩间距宜按表中露天栏的数值取用；4现浇挑檐、雨罩等外露结构的伸缩缝间距不宜大于12m。
•沉降缝
为减轻地基不均匀变形对建筑物的影响而在建筑物中预先设置的间隙
•防震缝
为减轻或防止相邻结构单元由地震作用引起的碰撞而预先设置的间隙。
•施工缝
当混凝土施工时，由于技术上或施工组织上的原因，不能一次连续灌注时,
而在结构的规定位置留置的搭接面或后浇带•设计使用年限
设计规定的结构或结构构件不需进行大修即可按其预定目的使用的时期
结构的设计使用年限
类别
设计使用年限（年）
示例
1
5
临时性结构
2
25
易于替换的结构构件
3
50
普通房屋和构筑物
4
100
纪念性建筑和特别重要的建筑结构
建筑结构设计时，应根据结构破坏可能产生的后果（危及人的生命、造成经济损失、产生社会影响）的严重性，采用不同的安全等级。
安全等级
破坏后果
建筑物类型
一级
很严重
重要的房屋
二级
严重
一般的房屋
三级
不严重
次要的房屋
•永久荷载
在结构使用期间，其值不随时间变化，或其变化与平均值相比可以忽略不计,
或其变化是单调的并能趋于限值的荷载
•可变荷载
在结构使用期间，其值随时间变化，且其变化与平均值相比不可以忽略不计的
•偶然荷载
在结构使用期间不一定出现，一旦出现，其值很大且持续时间很短的荷载。
•极限状态
承载能力极限状态这种极限状态对应于结构或结构构件达到最大承载能
力或不适于继续承载的变形。
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。
•荷载代表值
设计中用以验算极限状态所采用的荷载量值。
•标准值
荷载的基本代表值，为设计基准期内最大荷载统计分布的特征值。
•组合值
对可变荷载，使组合后的荷载效应在设计基准期内的超越概率，能与该荷载单独出现时的相应概率趋于一致的荷载值；或使组合后的结构具有统一规定的可靠指标的荷载值。
•频遇值
对可变荷载，在设计基准期内，其超越的总时间为规定的较小比率或超越频率为规定频率的荷载值。
•准永久值对可变荷载，在设计基准期内，其超越的总时间约为设计基准期一半的荷载值。
•基本风压
风荷载的基准压力，一般按当地空旷平坦地面上10m高度处10min平均的风速观测数据，经概率统计得出50年一遇最大值确定的风速，再考虑相应的空气密度，按公式计算确定的风压。
地基基础
•基础
将建筑物、构筑物以及各种设施的上部结构所承受的各种作用和自重传递到地基的结构组成部分。
•地基
支承由基础传递或直接由上部结构传递的各种作用的土体或岩体。
未经加工处理的称为天然地基。
地基基础设计等级
设计等级
建筑和地基类别
甲级
重要的工业与民用建筑
30层以上的高层建筑
体型复杂，层数相差超过10层的咼低层连成一体建筑物
大面积的多层地下建筑物（如地下车库、商场、运动场等）
对地基变形有特殊要求的建筑物
复杂地质条件下的坡上建筑物（包括高边坡）
对原有工程影响较大的新建建筑物
场地和地基条件复杂的一般建筑物
位于复杂地质条件及软土地区的一层及一层以上地下室的基坑工程
乙级
除甲级、丙级以外的工业与民用建筑物
丙级
场地和地基条件简单、荷载分部均匀的七层及七层以下民用建筑及一般工业建筑物；次要的轻型建筑物
根据建筑物地基基础设计等级及长期荷载作用下地基基础变形对上部结构
的影响程度，地基基础设计应符合下列规定：
1所有建筑物的地基计算均应满足承载力计算的有关规定；
2设计等级为甲级、乙级的建筑物，均应按地基变形设计；
3满足要求的丙级建筑物可不作变形验算，如有下列情况之一时，仍应作变形验算：
1）地基承载力特征值小于130kPa,且体型复杂的建筑；
2）在基础上及其附近有地面堆载或相邻基础荷载差异较大，可能引起地基产生过大的不均匀沉降时；
3）软弱地基上的建筑物存在偏心荷载时；
4）相邻建筑距离过近，可能发生倾斜时；
5）地基内有厚度较大或厚薄不均的填土，其自重固结未完成时。
4对经常受水平荷载作用的高层建筑、高耸结构和挡土墙等，以及建造在斜坡
上或边坡附近的建筑物和构筑物，尚应验算其稳定性；
5基坑工程应进行稳定性验算；
6当地下水埋藏较浅，建筑地下室或地下构筑物存在上浮问题时，尚应进行抗浮验算。
地基基础设计时，所采用的荷载效应最不利组合与相应的抗力限值应按下列
规定：
1按地基承载力确定基础底面积及埋深或按单桩承载力确定桩数时，传至基础或承台底面上的荷载效应应按正常使用极限状态下荷载效应的标准组合。
相应的抗力应采用地基承载力特征值或单桩承载力特征值。
2计算地基变形时，传至基础底面上的荷载效应应按正常使用限状态下荷载效应的准永久组合，不应计入风荷载和地震作用。
相应的限值应为地基变形允许值。
3计算挡土墙土压力、地基或斜坡稳定及滑坡推力时，荷载效应应按承载能力极限状态下荷载效应的基本组合，但其分项系数均为1.0。
4在确定基础或桩台高度、支挡结构截面、计算基础或支挡结构内力、确定配筋和验算材料强度时，上部结构传来的荷载效应组合和相应的基底反力，应按承载能力极限状态下荷载效应的基本组合，采用相应的分项系数。
当需要验算基础裂缝宽度时，应按正常使用极限状态荷载效应标准组合。
5基础设计安全等级、结构设计使用年限、结构重要性系数应按有关规范的规定采用，但结构重要性系数丫0不应小于1.0。
基础形式
1无筋扩展基础系指由砖、毛石、混凝土或毛石混凝土、灰土和三合土等材料组成的墙下条形基础或柱下独立基础。
2扩展基础系指柱下钢筋混凝土独立基础和墙下钢筋混凝土条形基础。
3柱下条形基础
4筏形基础
5箱形基础
6桩基础
7岩石锚杆基础
基础埋置深度应按下列条件确定：
1建筑物的用途，有无地下室、设备基础和地下设施，基础的形式和构造；
2作用在地基上的荷载大小和性质；
3工程地质和水文地质条件；
4相邻建筑物的基础埋深；
5地基土冻胀和融陷的影响。
在满足地基稳定和变形要求的前提下，基础宜浅埋，除岩石地基外，基础埋深不宜小于0.5m。
下列建筑物应在施工期间及使用期间进行变形观测：
1地基基础设计等级为甲级的建筑物；
2复合地基或软弱地基上的设计等级为乙级的建筑物；
3加层、扩建建筑物；
4受邻近深基坑开挖施工影响或受场地地下水等环境因素变化影响的建筑物；
5需要积累建筑经验或进行设计反分析的工程。
结构抗震基本概念
抗震设防三水准即“小震不坏，设防烈度地震（或基本地震）可修，大震不倒”第一水准，当建筑遭受低于本地区抗震设防烈度的多遇地震影响时，一般不受损坏或不需修理可继续使用。
第二水准，当建筑遭受相当于本地区抗震设防烈度的地震影响时，可能损坏，经一般修理或不需修理仍可继续使用。
第三水准，当建筑遭受本地区抗震设防烈度的预估的罕遇地震影响时，不致倒塌或发生危及生命的严重破坏。
抗震设防烈度为6度及以上地区的建筑，必须进行抗震设计。
选择建筑场地时，应根据工程需要，掌握地震活动情况、工程地质和地震地质
的有关资料，对抗震有利、不利和危险地段作出综合评价。
对不利地段，应提
出避开要求；当无法避开时应采取有效措施。
对危险地段，严禁建造甲、乙类的建筑，不应建造丙类的建筑。
建筑场地为I类时，甲、乙类建筑应允许仍按本地区抗震设防烈度的要求采取抗震构造措施；丙类建筑应允许按本地区抗震设防烈度降低一度的要求采取抗震构造措施，但抗震设防烈为6度时仍应按本地区抗震设防烈度的要求采取抗震构造措施。
建筑设计应符合抗震概念设计的要求，不应采用严重不规则的设计方案。
结构体系应符合下列各项要求：
1应具有明确的计算简图和合理的地震作用传递途径。
2应避免因部分结构或构件破坏而导致整个结构丧失抗震能力或对重力荷载的承受能力。
3应具备必要的抗震承载力，良好的变形能力和消耗地震能量的能力。
4对可能出现的薄弱部位，应采取措施提高抗震能力。
结构材料性能指标，应符合下列最低要求：
1砌体结构材料应符合下列规定：
1）烧结普通砖和烧结多孔砖的强度等级不应低于MU10，其砌筑砂浆强度等
级不应低于M5；
2）混凝土小型空心砌块的强度等级不应低于MU7.5，其砌筑砂浆强度等级
不应低于M7.5。
2混凝土结构材料应符合下列规定：
1）混凝土的强度等级，框支梁、框支柱及抗震等级为一级的框架梁、柱、
节点核芯区，不应低于C30;构造柱、芯柱、圈梁及其他各类构件不应低于
C20;
2）抗震等级为一、二级的框架结构，其纵向受力钢筋采用普通钢筋时，钢
筋的抗拉强度实测值与屈服强度实测值的比值不应小于1.25；钢筋的屈服强度
实测值与强度标准值的比值不应大于1.3；且钢筋在最大拉力下的总伸长率实测
值不应小于9%。
3钢结构的钢材料应符合下列规定：
1）钢材的屈服强度实测值与抗拉强度实测值的比值不应大于0.85;
2）钢材应有明显的屈服台阶，且伸长率应大于20%；
3）钢材应有良好的焊接性和合格的冲击韧性。
弹性层间位移角限值
结构类型
[0e]
钢筋混凝土框架
1/550
钢筋混凝土框架-抗震墙、板柱-抗震墙、框架-核心筒
1/800
钢筋混凝土抗震墙、筒中筒
1/1000
钢筋混凝土框支层
1/1000
多、高层钢结构
1/300
砌体结构
砌体房屋的静力计算，根据房屋的空间工作性能分为刚性方案、刚弹性方案
和弹性方案。
承重的独立砖柱截面尺寸不应小于240mmx370mm。
毛石墙的厚度不宜小于350mm,毛料石柱较小边长不宜小于400mm。
当有振动荷载时，墙、柱不宜采用毛石砌体。
跨度大于6m的屋架和跨度大于下列数值的梁,应在支承处砌体上设置混凝土或钢筋混凝土垫块；当墙中设有圈梁时。
垫块与圈梁宜浇成整体。
1对砖砌体为4.8m；
2对砌块和料石砌体为4.2m；
3对毛石砌体为3.9m。
当梁跨度大于或等于下列数值时,其支承处宜加设壁柱,或采取其它加强措施：
1对240mm厚的砖墙为6m，对180mm厚的砖墙为4.8m;
2对砌块、料石墙为4.8m。
预制钢筋混凝土板的支承长度，在墙上不宜小于100mm;在钢筋混凝土圈
梁上不宜小于80mm;当利用板端伸出钢筋拉结和混凝土灌缝时，其支承长度可为40mm，但板端缝宽不小于80mm，灌缝混凝土不宜低于C20。
砖砌过梁的跨度，不应超过下列规定：
钢筋砖过梁为1.5m;
砖砌平拱为1.2m。
对有较大振动荷载或可能产生不均匀沉降的房屋，应采用钢筋混凝土过梁。
过梁的荷载，应按下列规定采用：
1梁、板荷载
对砖和小型砌块砌体，当梁、板下的墙体高度hw应计入梁、板传来的荷载。
当梁、板下的墙体高度hw>In时，可不考虑梁、板
2墙体荷载
1）对砖砌体，当过梁上的墙体高度hw当墙体高度hw>In/3时，应按高度为ln/3墙体的均布自重采用；
2）对混凝土砌体砌体，当过梁上的墙体高度hw重采用。
当墙体高度hw>In/2时，应按高度为ln/2墙体的均布自重采用。
砌体结构抗震构造
多层房屋的层数和高度应符合下列要求：
1一般情况下，房屋的层数和总高度不应超过表7.1.2的规定。
2对医院、教学楼等及横墙较少的多层砌体房屋，总高度应比表7.1.2的规定降低3m,层数相应减少一层；各层横墙很少的多层砌体房屋，还应根据具体情况再适当减低总高度和减少层数。
注：
横墙较少指同一层内开间大于4.20m的房间占该层总面积的40%以上。
3横墙较少的多层砖砌体住宅楼,当按规定采取加强措施并满足抗震承载力要
求时，其高度和层数应允许仍按表7.1.2的规定采用
表7.1.2房屋的层数和总高度限值（m）
房屋类别
最小墙厚度
（mm）
烈
度
6
7
8
9
、k1、<
咼度
层数
、k1、<
咼度
层数
、'1、<
咼度
层数
、k1、<
咼度
层数
多普通砖
240
24
8
21
7
18
6
12
4
层多孔砖
240
21
7
21
7
18
6
12
4
砌多孔砖
190
21
7
18
6
15
5
-
-
体小砌块
190
21
7
21
7
18
6
-
-
底部框架-抗震墙
240
22
7
22
7
19
6
-
-
多排柱内框架
240
16
5
16
5
13
4
-
-
注：
1房屋的总高度指室外地面到主要屋面板板顶或檐口的高度，半地下室从地下室室内地面算起，全地下
室和嵌固条件好的半地下室应允许从室外地面算起；对带阁楼的坡屋面应算到山尖墙的1/2高度处;
2室内外高差大于0.6m时，房屋总高度应允许比表中数据适当增加，但不应多于1m。
3乙类的多层砌体房屋应允许按本地区设防烈度查表，但层数应减少一层且总高度应降低3m；
4本表小砌块砌体房屋不包括配筋混凝土小型空心砌体房屋。
普通砖、多孔砖和小砌块砌体承重房屋的层高，不应超过3.6m;底部框架-抗震
墙房屋的底部和内框架房屋的层高，不应超过4.5m。
当使用功能确有需要时，采用约束砌体等加强措施的普通砖墙体的层高不应超
过3.9m。
多层砌体房屋总高度与总宽度的最大比值，宜符合下表要求:
烈度
6
7
8
9
最大咼宽比
2.5
2.5
2.0
1.5
注：
1单面走廊房屋的总宽度不包括走廊宽度；
2建筑平面接近正方形时，其高宽比宜适当减小。
房屋抗震横墙的间距，不应超过表7.1.5的要求:
表7.1.5房屋抗震横墙最大间距（m）
房
屋类别
烈
度
6
7
8
9
多层
现浇或装配整体式钢筋混凝土楼、屋盖
18
18
15
11
砌体
装配式钢筋混凝土楼、屋盖
15
15
11
7
木楼、屋盖
11
11
7
4
底部框架-抗震墙
上部各层
同多层砌体房屋
-
底层或底部两层
21
18
15
-
多排柱内框架
25
21
18
-
注：
1多层砌体房屋的顶层，最大横墙间距应允许适当放宽;
2表中木楼、屋盖的规定，不适用于小砌块砌体房屋。
房屋中砌体墙段的局部尺寸限值宜符合下表要求:
部位
6度
7度
8度
9度
承重窗间墙最小宽度
1.0
1.0
1.2
1.5
承重外墙尽端至门窗洞边的最小距离
1.0
1.0
1.2
1.5
非承重外墙尽端至门窗洞边的最小距离
1.0
1.0
1.0
1.0
内墙阳角至门窗洞边的最小距离
1.0
1.0
1.5
2.0
无锚固女儿墙（非出入口）的最大高度
0.5
0.5
0.5
0.0
注：
1局部尺寸不足时应采取局部加强措施弥补；
2出入口的女儿墙应有锚固；
3多层多排柱内框架房屋的纵向窗间墙宽度，不应小于1.5m。
底部框架-抗震墙房屋的结构布置，应符合下列要求：
1上部的砌体抗震墙与底部的框架梁或抗震墙应对齐或基本对齐。
2房屋的底部，应沿纵横两方向设置一定数量的抗震墙，并应均匀对称布置或
基本均匀对称布置。
6、7度且总层数不超过五层的底层框架-抗震墙房屋，应
允许采用嵌砌于框架之间的砌体抗震墙，但应计入砌体抗震墙对框架的附加轴力和附加剪力；其余情况应采用钢筋混凝土抗震墙。
3底层框架-抗震墙房屋的纵横两个方向，第二层与底层侧向刚度的比值，6、7
度时不应大于2.5，8度时不应大于2.0，且均不应小于1.0O
4底部两层框架-抗震墙房屋的纵横两个方向，底层与底部第二层侧向刚度应接
近，第三层与底部第二层侧向刚度的比值，6、7度时不应大于2.0，8度时不应
大于1.5,且均不应小于1.0。
5底部框架-抗震墙房屋的抗震墙应设置条形基础、筏式基础或桩基。
多层普通砖、多孔砖房，应按下列要求设置现浇钢筋混凝土构造柱（以下简称构造柱）：
1构造柱设置部位，一般情况下应符合表7.3.1的要求。
2外廊式和单面走廊式的多层房屋，应根据房屋增加一层后的层数，按表7.3.1
7.3.1
的要求设置构造柱，且单面走廊两侧的纵墙均应按外墙处理。
3教学楼、医院等横墙较少的房屋，应根据房屋增加一层后的层数，按表
的要求设置构造柱；当教学楼、医院等横墙较少的房屋为外廊式或单面走廊式
时，应按2款要求设置构造柱，但6度不超过四层、7度不超过三层和8度不超过二层时，应按增加二层后的层数对待。
表731砖房构造柱设置要求
房屋层数
设置部位
6度
7度
8度
9度
四、五
三、四
*.*•
、三三
楼、电梯间四角，楼梯段上下端对应的墙体处；
外墙四角和对应转角；
错层部位横墙与
外纵墙交接处，大房间内外墙交接处，较大洞口两侧
隔15m或单元横墙与外纵墙
交接处
六、七
五
四
二
隔开间横墙（轴线）与外墙
交接处，山墙与内纵墙交接
处；
八
六、七
五、六
三、四
内墙（轴线）与外墙父接处，内墙的局部较小墙垛处；9度时内纵墙与横墙（轴线）父接处
构造柱最小截面可采用240mmx180mm纵
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