建筑力学与结构教案一.docx
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建筑力学与结构教案一
教案
授课题目
单元一建筑结构的基本知识
授课时间
2.28
授课时数
2
授课方法
讲授
教学目标
理解并掌握建筑结构的定义、组成、分类及结构的功能要求；
了解各类结构的优缺点及应用范围；
了解结构抗震的基本知识；
了解课程的任务、目标及学习方法。
教学重点
掌握建筑结构的概念及分类
能了解地震的类型及破坏作用，掌握抗震设防分类、设防标准及抗震设计的基本要求
了解学习建筑结构的任务和学习方法
教学难点
理解建筑结构的功能要求，掌握结构的极限状态
教学内容、方法及过程
附记
新课导入：
中国建筑具有悠久的历史和鲜明的特色，在世界建筑历史上占有重要的地位。
在这漫长的岁月中，中国建筑逐步发展形成独特的建筑体系，在城市规划、园林、民居、建筑技术与艺术等方面均取得了辉煌的成就。
古往今来，中国出现了许多著名的建筑物，秦汉的万里长城、南北朝的寺观、塔楼和石窟，明清时代的故宫至今仍让人为之赞叹。
1．1建筑力学与结构概述
1.1.1建筑结构的概念及分类
1.建筑是供人们生产、生活和进行其他活动的房屋或场所。
2.各类建筑都离不开梁、板、墙、柱、基础等构件，它们相互连接形成建筑的骨架。
建筑中由若干构件连接而成的能承受作用的平面或空间体系称为建筑结构（图1.2）。
3.“作用”，是指能使结构或构件产生效应（内力、变形、裂缝等）的各种原因的总称。
作用可分为直接作用和间接作用。
直接作用即习惯上所说的荷载，是指施加在结构上的集中力或分布力系，如结构自重、家具及人群荷载、风荷载等。
间接作用是指引起结构外加变形或约束变形的原因，如地震、基础沉降、温度变化等。
4.按照承重结构所用的材料不同，建筑结构可分为混凝土结构、砌体结构、钢结构、木结构和混合结构五种类型。
1.1.2建筑结构的功能
（1）结构的安全等级
表1.1建筑结构的安全等级
安全等级
破坏后果
建筑物类型
一级
很严重
重要的房屋（影剧院、体育馆和高层建筑等）
二级
严重
一般的房屋
三级
不严重
次要的房屋
（2）结构的设计使用年限
表1.2结构的设计使用年限分类
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
（3）结构的功能要求
建筑结构在规定的设计使用年限内应满足安全性、适用性和耐久性三项功能要求。
（4）结构功能的极限状态
举例讲解
举例讲解
举例讲解
小结：
1.1.1建筑结构的概念及分类
1.1.2建筑结构的功能
后记：
教案
授课题目
1.2结构抗震知识
授课时间
3.1
授课时数
2
授课方法
讲授
教学目标
掌握地震的类型及破坏作用，抗震设防分类、设防标准及抗震设计的基本要求
教学重点
地震的破坏作用及抗震设防目标
教学难点
地震的破坏作用及抗震设防目标
教学内容、方法及过程
附记
新课导入：
1976年7月28日,在河北省唐山、丰南一带发生了7.8级强烈地震，这是我国历史上一次罕见的城市地震灾害,北京和天津市受到严重波及，地震破坏范围超过3万平方公里，有感范围广达14个省、市、自治区，相当于全国面积的三分之一，这次地震的震中位于唐山市区。
1.2.1地震的基本概念
（1）地震基本概念
1.地震俗称地动，是一种具有突发性的自然现象，其作用结果是引起地面的颠簸和摇晃。
2.地震发生的地方称为震源。
3.震源正上方的地面称为震中。
4.震中附近地面运动最激烈，也是破坏最严重的地区，叫震中区或极震区。
5.震源至地面的距离称为震源深度。
6.地震按其发生的原因，主要有火山地震、塌陷地震、人工诱发地震以及构造地震。
7.根据震源深度不同，又可将构造地震分为三种：
一般把震源深度小于60Km的地震称为浅源地震；60～300Km称为中源地震；大于300Km成为深源地震。
中国发生的绝大部分地震均属于浅源地震。
图1.10地震示意图
（2）震级和烈度
地震的震级是衡量一次地震大小的等级，用符号M表示。
地震的震级M，一般称为里氏震级。
当震级相差一级，地面振动振幅增加约10倍，而能量增加近32倍。
一般说来，M＜2的地震，人们感觉不到，称为微震；M=2～4的地震称为有感地震；M＞5的地震，对建筑物就要引起不同程度的破坏，统称为破坏性地震；M＞7的地震称为强烈地震或大地震；M＞8的地震称为特大地震。
地震烈度是指某一地区的地面及建筑遭受到一次地震影响的强弱程度。
地震烈度不仅与震级大小有关，而且与震源深度、震中距、地质条件等因素有关。
1.2.2地震的破坏作用
地震时会释放出巨大的能量，从而造成地震灾害。
地震灾害分为原生地震、次生地震，由地震造成的地面和房屋的破坏，主要表现有：
（1）地表的破坏现象
（2）建筑物破坏
①结构丧失整体稳定性。
②强度破坏。
③地基失效。
（3）次生灾害
1.2.3建筑抗震设防分类和设防标准
（1）抗震设防依据
①基本烈度
一个地区的基本烈度是指该地区今后50年时间内，在一般场地条件下，可能遭遇到超越概率为10%的地震烈度。
②设防烈度
一般情况下，可采用中国地震动参数区划图的地震基本烈度。
我国规定6-9度必须进行抗震设防。
（2）抗震设防目标
《抗震规范》规定以“三个水准”来表达抗震设防目标，即“小震不坏，中震可修，大震不倒”。
（3）建筑抗震设防分类：
规范将建筑按其使用功能的重要程度不同，分为以下四类：
甲类建筑——重大建筑工程和地震时可能发生严重次生灾害的建筑，（如核电站、核设施、水库、大坝、堤防、贮油、贮气、贮存易燃易爆、剧毒、强腐蚀物质的设施等）；
乙类建筑——地震时功能不能中断或需尽快恢复的建筑，即生命线工程建筑，（如消防、急救、供水、供电、通讯等）；
丙类建筑——甲、乙、丁类以外的一般建筑，（如一般的公共建筑、住宅、旅馆、厂房等）；
丁类建筑——抗震次要建筑，（如储存物品价值低的一般仓库，人员活动少的辅助建筑等）。
（4）抗震设防标准：
甲类建筑——地震作用应高于本地区抗震设防烈度的要求，抗震措施，当抗震设防烈度为6~8度时，应符合本地区抗震设防烈度提高一度的要求，当为9度时，应符合比9度更高的要求；
乙类建筑——地震作用应符合本地区抗震设防烈度的要求，抗震措施，当设防烈度为6~8度时，应符合本地区抗震设防烈度提高一度的要求，当为9度时，应符合比9度更高的要求；
丙类建筑——地震作用和抗震措施均应符合本地区抗震设防烈度要求
丁类建筑——地震作用应符合本地区抗震设防烈度的要求，抗震措施应允许比本地区抗震设防烈度适当降低，但设防烈度为6度时，不应降低。
1.2.4抗震设计的基本要求
所谓建筑抗震概念设计指根据地震灾害和工程经验等所形成的基本设计原则和设计思想，进行建筑和结构总体布置并确定细部构造的过程。
建筑抗震概念设计的基本内容和要求如下：
（1）选择对抗震有利的场地和地基
（2）选择对抗震有利的建筑平面和立面
（3）选择技术上、经济上合理的抗震结构体系
举
例
讲
解
小结：
1.地震基本概念
（1）地震
（2）震源（3）震中（4）震源深度。
2.地震按其发生的原因，主要有火山地震、塌陷地震、人工诱发地震以及构造地震。
3..根据震源深度不同，又可将构造地震分为浅源地震中源地震；深源地震。
4.震级和烈度
1.2.2地震的破坏作用
1.地表的破坏现象
2.建筑物破坏
①结构丧失整体稳定性。
②强度破坏。
③地基失效。
3.次生灾害
1.2.3建筑抗震设防分类和设防标准
1.抗震设防依据
①基本烈度
②设防烈度
2.抗震设防目标
“小震不坏，中震可修，大震不倒”。
3.建筑抗震设防分类：
甲类建筑——重大建筑工程和地震时可能发生严重次生灾害的建筑
乙类建筑——地震时功能不能中断或需尽快恢复的建筑，即生命线工程建筑，
丙类建筑——甲、乙、丁类以外的一般建筑，
丁类建筑——抗震次要建筑。
后记：
教案
授课题目
单元二建筑结构施工图
授课时间
3.7
授课时数
2
授课方法
讲授
教学目标
掌握：
施工图的组成
结构施工图的内容、图示特点
了解：
了解结构施工图的作用
教学重点
结构施工图的内容及识读方法
教学难点
结构施工图的内容及识读方法
教学内容、方法及过程
附记
引例：
工程中的图纸
同学们今后从事的建筑施工，就是将一套平面的图纸变成一栋建筑物。
一幢房屋从施工到建成，需要有全套房屋施工图（即常说的：
建筑施工图、结构施工图、水施工图、电施工图、暖通施工图）作指导。
在整套施工图中，建筑施工图处于主导地位。
结构施工图是施工的重要依据。
如何读懂它呢？
2.1结构施工图的内容与作用
结构施工图的重点是表达承重构件的布置和形状。
结构施工图是根据建筑要求，经过结构选型和构件布置并进行力学计算，确定个承重构件（基础、承重墙、柱、梁、板、屋架、屋面板等）的布置、形状、大小、数量、类型、材料以及内部构造等，把这些承重构件的位置、大小、形状、连接方式绘制成图样，用来指导施工，这样的图样成为结构施工图，简称“结施”。
2.1.1结构施工图的内容
2.1.1.1结构施工图的组成
结构施工图的基本内容包括：
结构设计说明、结构布置图、构件详图。
（1）结构设计说明
结构设计说明是结构施工图的纲领性文件，它结合现行规范的要求，针对工程结构的特殊性，将设计的依据、对材料的要求、选用的标准图和对施工的特殊要求，用文字的表述方式形成的设计文件。
它一般要表述以下内容：
工程概况，如建设地点、抗震设防烈度、结构抗震等级、荷载选用、结构形式、结构设计使用年限、砌体结构质量控制等级等；
选用材料的情况选用材料的情况，如混凝土的强度等级、钢筋的级别以及砌体结构中块材和砌筑砂浆的强度等级等，钢结构中所选用的结构用钢材的情况及焊条的要求或螺栓的要求等；
上部结构的构造要求，如混凝土保护层厚度、钢筋的锚固、钢筋的接头，钢结构焊缝的要求等；
地基基础的情况，地基基础的情况，如地质情况，不良地基的处理方法和要求，对地基持力层的要求，基础的形式，地基承载力特征值或桩基的单桩承载力设计值以及地基基础的施工要求等；
施工要求，如对施工顺序、方法、质量标准的要求，与其他工种配合施工方面的要求等；
选用的标准图集；
其他必要的说明。
（2）结构平面布置图
基础平面图，桩基础详图还包括桩位平面图，工业建筑还有设备基础布置图；
楼层结构平面布置图，工业建筑还包括柱网、吊车梁、柱间支撑、连系梁布置图；
屋顶结构平面布置图，工业建筑还包括屋面板、天沟、屋架、屋面支撑系统布置图。
（3）构件详图
构件详图是局部性的图纸，表达构件的形状、大小、所用材料的强度等级和制作安装等。
包括基础断面详图、梁、板、柱等构件详图；楼梯结构详图；屋架结构详图、其他构件详图。
2.1.1.2常用结构构件代号
表2.1常用构件代号
序号
名称
代号
序号
名称
代号
1
板
B
15
楼梯梁
TL
2
屋面板
WB
16
框支梁
KZL
3
空心板
KB
17
框架梁
KL
4
槽形板
CB
18
屋面框架梁
WKL
5
折板
ZB
19
框架
KJ
6
楼梯板
TB
20
刚架
GJ
7
预应力空心板
YKB
21
柱
Z
8
屋面梁
WL
22
构造柱
GZ
9
吊车梁
DL
23
承台
CT
10
梁
L
24
桩
ZH
11
圈梁
QL
25
雨篷
YP
12
过梁
GL
26
阳台
YT
13
连系梁
LL
27
预埋件
M-
14
基础梁
JL
28
基础
J
2.1.1.3结构施工图图线的选用
表2.2结构施工图图线的选用
2.1.1.4钢筋的图示方法
表2.4钢筋的表示方法
号
名称
图例
说明
1
钢筋横断面
2
无弯钩的钢筋端部
钢筋的端部用45°斜线表示
3
带半圆形弯钩的钢筋端部
4
带直钩的钢筋端部
5
带丝扣的钢筋端部
6
无弯钩的钢筋搭接
7
带半圆弯钩的钢筋搭接
8
带直钩的钢筋搭接
9
花篮螺丝钢筋接头
10
机械连接的钢筋
用文字说明机械连接的方式（或冷挤压或锥螺纹等）
表2.5钢筋的画法
2.1.2结构施工图的作用
结构施工图是施工定位，施工放样，基槽开挖，支模板，绑扎钢筋，设置预埋件，浇注混凝土，安装梁、柱、板等构件，编制预算，备料和施工进度计划的重要依据。
举
例
讲
解
小结：
1.结构施工图的内容
结构施工图的基本内容包括：
结构设计说明、结构布置图、构件详图。
2.结构施工图的作用
结构施工图是施工定位，施工放样，基槽开挖，支模板，绑扎钢筋，设置预埋件，浇注混凝土，安装梁、柱、板等构件，编制预算，备料和施工进度计划的重要依据。
后记：
教案
授课题目
2.2混合结构施工图
授课时间
3.8
授课时数
2
授课方法
讲授
教学目标
掌握：
砖混结构施工图的内容
了解：
教学重点
结构施工图识读
教学难点
基础施工图识读
教学内容、方法及过程
附记
2.2混合结构施工图
识读结构施工图也是一个由浅入深，由粗到细的渐进过程。
在阅读结构施工图前，必须先阅读建筑施工图，由此，建立起立体感，并且在识读结构施工图期间，先看文字说明后看图样；按图纸顺序先粗略的翻看一遍，再详细看每一张图纸。
并且在识读结构施工图期间，还应反复查核对结构与建筑对同一部位的表示，这样才能准确地理解结构图中所表示的内容。
虽然每个人的侧重点也不同，但应避免只见树木不见森林，要学会纵览全局，这样才能促进自己不断进步
2.2.1混合结构施工图的内容
①.结构设计总说明。
②基础图包括基础（含设备基础、基础梁、地圈梁）平面图和基础详图。
③结构平面布置图包括楼层结构平面布置图和屋面结构布置图。
④柱（墙）、梁、板的配筋图包括梁、板结构详图。
⑤结构构件详图包括楼梯（电梯）结构详图和其他详图（如预埋件、连接件等）。
上述顺序即为识读结构施工图顺序。
2.2.2混合结构施工图的识读
2.2.2.1结构设计总说明及图纸目录
结构设计总说明一般放在第一张，内容包括：
结构类型，抗震设防情况，地基情况，结构选用材料的类型、规格、强度等级，构造要求，施工注意事项，选用标准图集情况等。
2.2.2.2基础图
（1）基础结构平面图
①基础结构平面图的组成
基础结构平面图主要表示基础、地沟等的平面布置和做法。
一般由基础平面图和基础详图组成。
②基础平面图的形成和作用
基础平面图是假想用一水平剖切平面，沿房屋底层室内地面把整栋房屋剖开，移去剖切平面以上的房屋和基础回填土后，向下做正投影所得到的水平投影图。
基础平面图主要表示基础的平面布置以及墙、柱与轴线的关系，为施工放线、开挖基槽或基坑和砌筑基础提供依据。
③基础平面图的主要内容
基础平面图一般包括以下内容；如图2.3基础平面图所示。
a.图名、比例、定位轴线位置及编号；
b.基础墙、柱、基础底面的大小、形状以及与轴线的关系；基础、基础梁及其编号、柱号、地坑、设备基础平面位置、尺寸、标高、基础底标高不同时的放坡示意图。
c.±0.000以下的预留孔洞的位置、尺寸、标高。
d.断面图的剖切位置线和编号，如图中的1—1，2—2等。
e.轴线尺寸、定位尺寸。
f.附注说明：
基础埋置在地基中的位置，基底处理措施，地基的承载能力，对施工的有关要求。
小结：
1．结构施工图一般包括结构设计说明、结构平面布置图、构件详图。
2.基础平面图主要表示基础的平面位置、基础大小和定位尺寸、基础梁的位置。
基础详图主要表示基础断面形状、大小、材料及配筋等。
2.混合结构施工图的内容
①.结构设计总说明。
②基础图包括基础（含设备基础、基础梁、地圈梁）平面图和基础详图。
③结构平面布置图包括楼层结构平面布置图和屋面结构布置图。
④柱（墙）、梁、板的配筋图包括梁、板结构详图。
⑤结构构件详图包括楼梯（电梯）结构详图和其他详图（如预埋件、连接件等）。
后记：
教案
授课题目
2.2混合结构施工图
（二）
授课时间
3.14
授课时数
2
授课方法
讲授
教学目标
掌握：
现浇楼板、屋面结构平面图
钢筋混凝土构件详图
了解：
预制装配式楼层（屋面）结构平面图的识读
教学重点
现浇楼板、屋面结构平面图
钢筋混凝土构件详图
教学难点
钢筋混凝土构件详图
教学内容、方法及过程
附记
上节课学习了基础平面布置图和基础详图，大家想知道楼层结构平面布置图示基础平面布置图有什么区别和联系吗？
一、楼层、屋面结构平面图
1.定义：
用一个假想的水平剖切平面从各层楼板层中间水平剖开楼板层，得到的水平剖面图，称为楼层结构平面图。
2.作用：
表示各层梁、板、柱、墙、过梁和圈梁等的平面布置情况，以及现浇楼板、梁的构造与配筋情况及构件之间的结构关系。
结构平面图为施工中安装梁、板、柱等各种构件提供依据，同时为现浇构件支模板、绑扎钢筋、浇筑混凝土提供依据。
3.楼层和屋面一般采用钢筋混凝土结构，钢筋混凝土结构按照施工方法一般分为预制装配式和现浇整体式两类。
（1）预制装配式楼层（屋面）结构平面图
预制装配式楼层结构平面图是由许多预制构件组成，然后在施工现场安装就位，组成楼盖。
这种结构施工图主要表示支撑楼盖的墙、梁、柱等的结构构件的位置，标注时直接标注在结构平面图中。
预制楼板结构平面图的内容：
图名、比例、、轴线、墙、柱。
梁、梁垫、过梁、圈梁。
预制楼板。
预制楼板多采用标准图集，因此在楼层结构平面图中标明了楼板的数量、代号、跨度、宽度和荷载等级，板的意义如下：
XYKBXXXX
（2）现浇整体式楼层（屋面）结构平面图
直径
现浇板楼盖（屋面）结构平面图的内容如图所示：
钢筋的布置情况、形状及编号，每一种都有编号。
为了突出钢筋的位置和规格，钢筋用粗实线表示。
和建筑平面图相一致的轴线编号、轴线间的尺寸和总尺寸。
楼层（屋面）结构平面图的阅读：
了解图名与比例。
了解结构的类型。
了解个部位的标高，结构标高与建筑标高相对应。
了解钢筋的配置情况及板的厚度。
了解预制板的规格、数量和布置情况。
二、钢筋混凝土构件详图
钢筋混凝土构件是由混凝土和钢筋两种材料浇注而成，钢筋混凝土构件详图是加工制作钢筋、浇注混凝土的依据，一般包括模板图、配筋图、预埋件详图、钢筋表、文字说明。
（1）模板图
模板图表示构件的外表形状、大小、预埋件的位置等。
外形比较简单的构件，一般不单独绘制模板图，只需在配筋图中把构件的尺寸标注清楚就行，当构件比较复杂或有预埋件时才画模板图，模板图的外轮廓线用细实线绘制。
（2）配筋图
①图示内容和方法
配筋图包括立面图和断面图，主要表示构件内部的钢筋配置情况，它详尽地表达出所配置钢筋的级别、直径、形状、尺寸、数量及摆放位置。
②钢筋编号
构件中所配置的钢筋一般规格、级别、尺寸、大小不相同，为了有所区别，不同钢筋采用不同的编号表示。
③钢筋表
在钢筋混凝土构件详图中，除绘制模板图、配筋图外，有时还需要配有一个钢筋用量表，在预算和工程备料中用，如表所示。
在表中需标明钢筋编号、直径、钢筋简图、钢筋长度、根数、总长度、总重量等。
三、楼梯结构详图
楼梯结构详图由楼梯结构平面图和楼梯结构剖面图组成，其主要内容。
（1）楼梯结构平面图，主要表明楼梯各构件，如楼梯梁、梯段板、平台板等的平面布置，代号，尺寸大小，平台板的配筋及结构标高。
（2）楼梯结构剖面图，主要表明构件的竖向布置与构造，梯段板和楼梯梁的配筋，截面尺寸等。
小结：
1.结构平面布置图主要用来表示构件的平面位置。
2.楼梯结构详图包括各层楼梯平面图、楼梯剖面图和详图等，主要表明楼梯的位置大小，尺寸及楼梯中梁、板的不知情况等。
后记：
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