自考混凝土结构设计考试重点汇总

《混凝土结构设计》考试重点汇总

1.1混凝土结构的极限状态

1、结构的功能要求：安全性、适应性、耐久性。

2、结构的可靠性：在规定的时间、条件下，完成预定功能的能力，称为结构的可靠性。

规定时间：指设计使用年限，《建筑结构可靠设计统一标准规定》规定，普通房屋和构筑物的设计使用年限为50年，纪念性建筑和特别重要的建筑结构使用年限为100年，临时性结构的设计使用年限为5年，结构构件易于替换的结构，设计使用年限为25年。

规定条件：设计时所确定的正常设计、正常施工和正常使用的条件，即不考虑人为过失的影响。 预定功能：以结构是否达到极限状态为标志。

3、结构的设计使用年限：是指设计规定的结构或结构构件只需进行正常维护不需进行大修即可按其预定目的使用年限

4、结构功能的极限状态可分为两类：承载能力极限状态和正常使用极限状态。当结构或结构构件达到最大承载能力或达到不适于继续承载的变形状态，即为承载能力极限状态。正常使用极限状态是指结构或结构构件达到正常使用或耐久性能的某项规定限度的状态。

达到承载能力极限状态的情况：整个结构或结构的一部分发生倾覆、滑移等；结构构件或其连接因超过材料强度而被破坏；因过度塑性变形而不适于继续承载；结构转变为机动体系；结构、结构构件丧失稳定性。

达到正常使用极限状态的情况：结构或构件出现影响正常使用或外观的变形；产生影响耐久性能的局部损坏和影响正常使用的振动。

1.2结构的可靠度与可靠指标

1、随机现象：在个别试验中呈现不确定性，而在大量重复试验中，又具有统计规律性的现象，称为随机现象。

2、随机变量：表示随机现象的各种变量称为随机变量。

3、随机事件：在随机试验中，某种结果对一次试验可能出现也可能不出现，而在大量重复试验中具有某种规律性的事件，称为此随机试验的随机事件。

4、频率和概率：频率是个试验值，或使用时的统计值，具有随机性，可能取多个数值，因此，只能近似地反映事件出现可能性的大小。概率是个理论值，是由事件的本质所决定的，只能取唯一值，它能在一定程度上地反映事件出现可能性的大小。

5、频率直方图：在直角坐标系中，横轴表示分组强度X值，纵轴表示对应的频率密度，将频率分布表中各组频率的大小与组距相对应，由此画成的统计图叫做频率直方图。

6、结构可靠度：结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的概率，称为结构的可靠度。或者说，结构的可靠度是结构可靠性的概率度量。

7、可靠指标B的实用性和近似性：（1）实用性：用可靠指标来描述结构的可靠度，其运算只涉及随机变量的统计特征值，计算方便，并且几何表示很直观、明确，因而在实际中得到广泛应用，具有实用性。（2）近似性：B是在假设随机变量R、S都服从正态分布，且极限方程R-S=0是线性的前提下得到的。而在实际工程中，风荷载、雪荷载均不服从正态分布，有时极限方程是非线性的，所以采用B描述结构可靠度具有一定的近似性。

8、荷载效应：荷载作用在结构上产生的内力和变形称为荷载效应。

9、荷载的代表值：建筑结构设计时，对不同的荷载应采用不同的代表值。可变荷载代表值有：标准值、组合值、准永久值和频遇值。永久荷载代表值只有标准值一种。

10、荷载的标准值：在结构使用期间可能出现的最大荷载值。

11、荷载分项系数：荷载设计值与荷载标准值的比值，一般大于1。

12、荷载的设计值：荷载标准值乘以分项系数。

13、材料分项系数：材料强度标准值与材料强度设计值之比值，其值大于1。

材料强度的标准值：材料强度的标准值是材料强度的检验指标，由国家有关标准给出。

材料强度的设计值：材料强度标注值除以材料分项系数。

14、结构重要性系数：对不同安全等级的结构，为使其具有规定的可靠度而采用的系数，称为结构重要性系数。《建筑结构可靠度设计统一标准》（GB50068-2001）规定：对安全等级分别为一、二、三级或设计使用年限分别为100年及以上、50年、5年及以下时，重要性系数分别不应小于1.1、1.0、0.9。

2.1单层厂房的结构形式、结构组成和结构布置

1、 单层厂房的结构形式：主要有排架结构和刚架结构。排架结构是由屋架、柱和基础组成，其中

屋架与柱铰接，柱与基础刚接。刚架结构是由屋架、柱和基础组成，其中屋架与柱刚接，柱与基础铰接。

2、 单层厂房的结构组成：单层厂房结构分为承重结构、围护结构和支撑体系三大部分。承重结构

包括：屋盖结构、横向平面排架、纵向平面排架、吊车梁、基础；围护结构包括：纵墙和横墙及由连续梁、抗风柱和基础梁组成的墙架。支撑体系包括：屋盖支撑和柱间支撑。

3、 柱网布置、常用柱距：柱网由厂房的跨度和柱距构成，柱网布置是指确定纵向和横向定位轴线

之间的尺寸。厂房跨度在18m及以下时，应采用扩大模数30M数列；在18m以上时，应采用扩大模数60M数列。厂房的柱距应采用扩大模数60M数列。目前从经济指标、材料用量和施工条件等方面衡量，尤其是高度较低的厂房，采用6m柱距比12m柱距优越。

4、 变形缝：变形缝包括伸缩缝、沉降缝、防震缝。

伸缩缝：建筑构件因温度因素的变化会产生胀缩变形，为减少过大的温度应力而设置的缝，基础可不断开。

沉降缝：上部结构各部分之间，因层数差异较大，或使用荷重相差较大，可能使地基发生不均匀沉降时，需要设缝将结构分为几部分，使其每一部分的沉降比较均匀，从屋顶到基础全部分开。

防震缝：设置目的是将大型建筑物分隔为较小的部分，形成相对独立的防震单元，避免因地震造成建筑物整体震动不协调而产生破坏。

三者区别：伸缩缝和防震缝两侧的结构基础可以不分开，而沉降缝结构两侧的基础必须分开。在地震区域，伸缩缝和沉降缝必须兼作防震缝，也应满足防震缝的要求。

5、 围护墙和山墙构造：围护结构的墙体沿厂房四周布置，墙体中还设有抗风柱、圈梁、连系梁、

过梁和基础梁。

单层厂房的山墙受风荷载面积比较大，一般设置抗风柱将山墙分成区格，使墙受到的风荷载，一部分直接传到纵向柱列，另一部分经抗风柱下端直接传至基础及柱上端通过屋盖系统传至纵向柱列。

圈梁加强厂房的整体刚度，防止可能产生的过大不均匀沉降或较大振动荷载等对厂房的不利影响。

连系梁承受其上部墙体重量并将它传给柱，同时又作为纵向柱列的连接构件。

过梁承受门窗洞口上的荷载并将它传给门两侧的墙体。

基础梁承受墙体重量并将它传给基础。

6、 支撑的种类：支撑分为屋盖支撑和柱间支撑两类，屋盖支撑通常包括上、下弦水平支撑、垂直

支撑和纵向水平系杆。柱间支撑一般包括上部柱间支撑、中部柱间支撑和下部柱间支撑。

支撑的作用：保证结构构件的稳定与正常工作；增强厂房的整体稳定性和空间刚度；把纵向风

荷载、吊车纵向水平荷载及水平地震作用等传递到主要的承重构件。此外，在施工安装阶段，应根据具体情况设置某些临时支撑，以保证结构构件的稳定。

布置原则：（1）屋盖上、下弦水平支撑是指布置在屋架上、下弦平面内以及天窗架上弦平面内的水平支撑。支撑节间的划分应与屋架节间相适应。水平支撑一般采用十字交叉的形式。（2）垂直支撑是指布置在屋架间或天窗架间的支撑。（3）柱间支撑通常采用十字交叉形支撑，交叉杆件的倾角为35°~50°之间。（4）凡属下列情况之一时，应设置柱间支撑：设有悬臂式吊车或3t及以上的悬挂式吊车；设有重级工作制吊车或中、轻级工作制吊车起重量在10t及以上；厂房跨度在18m及以上或柱高在8m以上；纵向柱列的总数在7根以下；露天吊车栈桥的柱列。

（5）柱间支撑应布置在伸缩缝区段的中央或临近中央，这样有利于在温度变化或混凝土收缩时，厂房可较自由变形而不致产生较大的温度或收缩应力，并在柱顶设置通长的刚性连系杆来传递荷载。

7、 排架计算的内容：确定计算简图、荷载计算、柱控制截面的内力分析和内力组合。必要时还应

验算排架的水平位移值。

目的：为柱和基础的设计提供内力数据。

8、排架考虑整体空间工作的概念：排架与排架、排架与山墙之间相互关联的整体作用称为厂房的整

体空间作用。各个排架和山墙都不能单独变形，而是互相制约成一整体。产生单层厂房整体空间作用的两个条件：（1）各横向排架之间必须有纵向构件将它们联系起来（2）各横向排架彼此的情况不同，或结构不同或承受的荷载不同。

在设计中，当需要考虑整体空间工作时，只对吊车荷载才考虑厂房的整体空间作用。

9、排架计算中的两个问题：（1）纵向柱距不等的排架内力分析（2）排架的水平位移验算。

10、单层厂房柱的形式：单层厂房柱的类型很多，目前常用的单层厂房柱的形式有实腹矩形柱、工

字形、平腹杆双肢柱、斜腹杆双肢柱等。

11、牛腿：在单层厂房钢筋混凝土柱中，牛腿是设置在柱侧面伸出的短悬臂，其作用是支承屋架、

托架和吊车梁等构件。

12、柱下独立基础的形式：柱下独立基础根据其受力性能可分为：轴心受压基础和偏心受压基础；

按施工方法，可分为预制柱基础和现浇柱基础。

13、吊车梁的受力特点：（1）吊车荷载是两组移动的集中荷载；（2）承受的吊车荷载是重复荷载；

（3）考虑吊车荷载的动力特性；（4）考虑吊车荷载的偏心影响——扭矩。

吊车梁的形式：钢筋混凝土、预应力混凝土等截面或变截面吊车梁及组合式吊车梁。

3.1多层框架的结构组成和结构布置

1、框架结构的组成方式：框架是由梁、柱和基础所组成的杆系结构。梁柱连接处称为节点，一般为

刚性连接；有时为了便于施工或其他构造要求，也可将部分节点做成铰节点，当梁柱节点全部为铰节点时，就成多层排架。柱子与基础的连接一般是刚性的。

2、柱网布置原则：（1）应满足生产工艺的要求；（2）应满足建筑平面布置的要求；（3）要使结构受

力合理；（4）应使施工更加方便。

常用模数：内廊式柱网常为对称三跨，边跨跨度常为：6、6.6、6.9m等，中跨为走廊时，跨度常为2.4、2.7、3.0m。等跨式柱网其进深常为：6、7.5、9、12m等。

对称不等跨式柱网，常用尺寸有（5.8+6.2+6.2+5.8）*6.0、（7.5+7.5+12.0+7.5+7.5）*6.0、（8.0+12.0+8.0）*6.0m等多种。

3、承重结构的分类：横向框架承重方案，纵向框架承重方案，纵横向框架混合承重方案。

特点：横向框架承重方案可使房屋横向刚度较大，有利于室内采光，但由于承重框架是横向布置的，不利于室内管道通过。纵向框架承重方案横向刚度较弱，一般不宜采用。纵横向框架承重方案具有较好的整体工作性能，框架柱均为双向偏心受压构件，为空间受力体系。

4、计算单元的确定：横向框架的间距、荷载和侧向刚度都相同，因而只需取有代表性的一榀中间框架作为计算单元。纵向框架上荷载不一样，故有中列柱和边列柱的区别，中列柱纵向框架计算单

元宽度可各取两侧跨距的一半，边列柱纵向框架计算单元宽度可取一侧跨距的一半。采用现浇楼盖时，楼面分布荷载一般可按角平分线传至相应两侧的梁上。

5、杆件轴线的确定：在结构计算简图中，杆件用轴线表示。框架梁的跨度取柱子轴线间距离，柱以截面的形心线来确定。框架柱的长度为相应的建筑层高，而底层柱的长度应取基础顶面到二层楼板顶面之间的距离。

对于倾斜的或折线形横梁，当其坡度小于1/8时，可简化为水平直杆。对于不等跨框架，若各跨度相差不大于于10%时，可简化为等跨框架，简化后的跨度取原框架各跨跨度的平均值。

6、荷载计算：（1）楼面活荷载：作用于建筑物上的楼面活荷载，在多层住宅、办公楼、旅馆等设计时可考虑楼面活荷载折减。（2）风荷载：计算方法与单层厂房相同。

7、分层法的计算假定：（1）框架无侧移（2）每一层梁上的荷载只对本层的梁和上、下柱产生内力，忽略它对其他各层梁及其他柱内力的影响。

适用条件：为框架梁与框架柱线刚度相比较大的情形。

按计算简图进行计算时，应作如下修正：（1）除底层外，其他各层柱的线刚度均乘0.9的折减系数（2）除底层柱外，其他各层柱的弯矩传递系数由1/2改为1/3。

8、 分层法的计算步骤：（1）画出分层框架的计算简图（2）计算框架梁、柱的线刚度，注意除底层

以外的各层柱线刚度应乘以折减系数0.9（3）用弯矩分配法计算各分层框架的梁柱端弯矩（4）经过叠加，确定框架梁、柱端最终弯矩。对于不平衡弯矩较大的节点，可以讲不平衡弯矩再分配一次，但不传递。

9、 反弯点：框架在节点水平荷载作用下，将产生水平位移和节点角位移，这种变形曲线都具有上、

下两段弯曲方向相反的特点，所以必存在弯矩为零的点，称之为反弯点。

假定：横梁的抗弯刚度无限大，则各柱上、下两端都不发生角位移，且水平位移相同。

反弯点法适用条件：当框架结构布置比较规则均匀，层高于跨度变化不大，层数不多时，才可使用。否则反弯点计算得出的框架内力误差太大，不能满足要求。

3.3内力组合

1、控制截面的确定：柱的弯矩呈线性变化，控制截面可取各层柱的上、下端截面；梁的弯矩呈抛物线变化，控制截面可取两端截面及跨间最大正弯矩截面（为简化可取跨中截面）。

2、竖向活荷载最不利布置的方法：（1）分跨计算组合法（2）最不利荷载位置法（3）分层组合法（4）满布荷载法。

3.4非抗震现浇混凝土框架梁、柱和节点设计

1、框架梁的构造要求：截面尺寸：高度：一般按跨度的1/10~1/15估算，当有机床和机械设备时，按跨度的1/7~1/10估算；宽度：截面高度的1/3~1/2估算。

高度也可以根据经验公式来取用：两端无支托的横梁，按弯矩（0.6~0.8）M来估算梁高； 两端有支托的横梁，按弯矩（0.4~0.8）M来估算梁高；

M为简支梁的跨中最大弯矩。

2、框架柱的构造要求：框架柱截面的高度和宽度均不应小于层高的1/15~1/20，矩形截面框架柱的

边长不宜小于250mm，柱截面的宽度也不宜小于350mm，柱净高与截面长边尺寸之比宜大于4。 一般框架结构各层柱的计算长度。

现浇楼盖：底层柱L=1.0H，其余各层柱L=1.25H；

装配式楼盖：底层柱L=1.25H，其余各层柱L=1.5H。

3.5多层框架的基础形式

1、基础的类型及特点：

（1）独立基础：当层数不多、荷载不大而地基坚实时，可采用独立基础。

（2）条形基础：条形基础是墙下最常用的一种基础形式，当柱下独立基础不能满足要求时，也可以使用条形基础。按上部结构的形式，可以将条形基础分为“柱下条形基础”和“十字交差钢筋混凝土条形基础。”若是相邻两柱相连，又称“联合基础”或“双柱联合基础”。

（3）筏式基础：按其构造形式可以分为“梁板式”和“平板式”。

（4）箱型基础：由钢筋混凝土底板、顶板和纵横交错的内外隔墙组成。具有很大的空间刚度和抵抗不均匀沉降的能力，抗震性能好，且顶板与底板之间的空间可以做成地下室。

4.1概述

1、高层建筑的定义：10层或10层以上或高度超过28m的建筑物称为高层建筑。一般来讲，在结构

设计中，高层箭镞的高度是指从室外地面至主要屋面的距离，不包括突出屋面

的水箱、电梯间、构架等高度及地下室的埋置深度。

《高规》根据建筑的结构形式和高度，将其划分为A级、B级两类。

2、高层建筑的体型：主要有板式和塔式两类。板式建筑平面呈一字形平面，长和宽两个方向的尺寸

相差较大。塔式建筑平面的两个尺寸相差较小。板式基本形式是曲线形和折线

形。 塔式基本形式有：方形、圆形、三角形和矩形。

结构布置：包括平面布置和竖向布置。

平面布置：（1）平面宜简单、规则、对称，尽量减小偏心；（2）平面长度不宜过长，突出的部分

不宜过大；（3）不宜采用角部重叠的平面图形或细腰形平面图形。

竖向布置：抗震设计时，结构竖向抗侧力构件宜上下连续贯通。

3、高层建筑结构上的作用：（1）风荷载，特点：风荷载和建筑物的外形直接有关，也与周围环境有很大关系；高层建筑外表面各部分风压很不均匀；要考虑风的动力作用——风振。

（2）温度作用，引起高层建筑结构温度内力的温度变化主要有三种：室内外温差、日照温差和季节温差。温度变化引起的结构变形有以下几种：柱弯曲、内外柱之间的伸缩差、屋面结构与下部楼面结构的伸缩差。

4.4剪力墙结构

1、剪力墙的分类：（1）按外形尺寸分类：根据剪力墙的高宽比H/B分类，H/B小于等于1为低剪力墙，1大于H/B小于等于2为中等高度剪力墙，H/B大于2为高剪力墙。

（2）按洞口情况：洞口沿竖向成列布置的剪力墙可分为以下三类：整体墙、小开口墙、联肢墙。

（3）按有无边框及支撑情况：带边框的剪力墙、不带边框的落地剪力墙、框支剪力墙。

2、剪力墙布置原则：（1）剪力墙应双向或多向布置，尽量拉通对直；（2）较长的剪力墙可用楼板或弱的连梁分为若干墙段；（3）剪力墙的门窗洞口宜上下对齐，成列布置，形成明确的墙肢和连梁，尽量避免出现错洞墙。洞口设置应避免墙肢刚度过分悬殊；（4）尽量避免出现小墙肢，墙肢截面长度与厚度比值不宜小于3。

3、剪力墙有效翼缘宽度的确定：计算剪力墙的内力和位移时，考虑纵、横墙的共同工作。纵墙的一部分作为横墙的有效翼缘，横墙的一部分作为纵墙的有效翼缘。每一侧有效翼缘的宽度可取翼缘厚度的6倍、墙间距的一半和总高度的1/20中的最小值，且不大于墙至洞口边缘的距离。

4.5框架-剪力墙结构

1、框剪布置原则：（1）对于抗震设防要求的建筑，剪力墙应沿纵、横两个主轴方向布置。（2）横向建立墙均匀对称的布置在建筑物的端部附近、平面形状变化及恒载较大的地方；纵向剪力墙的布置应注意到墙对框架温度变形的约束，间距越大，约束作用越强。（3）剪力墙的最大间距，可根据水平荷载下楼、屋盖在水平方向上的最大挠度不超过允许变形值的条件来确定（4）剪力墙的数量，以

（1）独立基础：当层数不多、荷载不大而地基坚实时，可采用独立基础。

（2）条形基础：条形基础是墙下最常用的一种基础形式，当柱下独立基础不能满足要求时，也可以使用条形基础。按上部结构的形式，可以将条形基础分为“柱下条形基础”和“十字交差钢筋混凝土条形基础。”若是相邻两柱相连，又称“联合基础”或“双柱联合基础”。

（3）筏式基础：按其构造形式可以分为“梁板式”和“平板式”。

（4）箱型基础：由钢筋混凝土底板、顶板和纵横交错的内外隔墙组成。具有很大的空间刚度和抵抗不均匀沉降的能力，抗震性能好，且顶板与底板之间的空间可以做成地下室。

4.1概述

1、高层建筑的定义：10层或10层以上或高度超过28m的建筑物称为高层建筑。一般来讲，在结构

设计中，高层箭镞的高度是指从室外地面至主要屋面的距离，不包括突出屋面

的水箱、电梯间、构架等高度及地下室的埋置深度。

《高规》根据建筑的结构形式和高度，将其划分为A级、B级两类。

2、高层建筑的体型：主要有板式和塔式两类。板式建筑平面呈一字形平面，长和宽两个方向的尺寸

相差较大。塔式建筑平面的两个尺寸相差较小。板式基本形式是曲线形和折线

形。 塔式基本形式有：方形、圆形、三角形和矩形。

结构布置：包括平面布置和竖向布置。

平面布置：（1）平面宜简单、规则、对称，尽量减小偏心；（2）平面长度不宜过长，突出的部分

不宜过大；（3）不宜采用角部重叠的平面图形或细腰形平面图形。

竖向布置：抗震设计时，结构竖向抗侧力构件宜上下连续贯通。

3、高层建筑结构上的作用：（1）风荷载，特点：风荷载和建筑物的外形直接有关，也与周围环境有很大关系；高层建筑外表面各部分风压很不均匀；要考虑风的动力作用——风振。

（2）温度作用，引起高层建筑结构温度内力的温度变化主要有三种：室内外温差、日照温差和季节温差。温度变化引起的结构变形有以下几种：柱弯曲、内外柱之间的伸缩差、屋面结构与下部楼面结构的伸缩差。

4.4剪力墙结构

1、剪力墙的分类：（1）按外形尺寸分类：根据剪力墙的高宽比H/B分类，H/B小于等于1为低剪力墙，1大于H/B小于等于2为中等高度剪力墙，H/B大于2为高剪力墙。

（2）按洞口情况：洞口沿竖向成列布置的剪力墙可分为以下三类：整体墙、小开口墙、联肢墙。

（3）按有无边框及支撑情况：带边框的剪力墙、不带边框的落地剪力墙、框支剪力墙。

2、剪力墙布置原则：（1）剪力墙应双向或多向布置，尽量拉通对直；（2）较长的剪力墙可用楼板或弱的连梁分为若干墙段；（3）剪力墙的门窗洞口宜上下对齐，成列布置，形成明确的墙肢和连梁，尽量避免出现错洞墙。洞口设置应避免墙肢刚度过分悬殊；（4）尽量避免出现小墙肢，墙肢截面长度与厚度比值不宜小于3。

3、剪力墙有效翼缘宽度的确定：计算剪力墙的内力和位移时，考虑纵、横墙的共同工作。纵墙的一部分作为横墙的有效翼缘，横墙的一部分作为纵墙的有效翼缘。每一侧有效翼缘的宽度可取翼缘厚度的6倍、墙间距的一半和总高度的1/20中的最小值，且不大于墙至洞口边缘的距离。

4.5框架-剪力墙结构

1、框剪布置原则：（1）对于抗震设防要求的建筑，剪力墙应沿纵、横两个主轴方向布置。（2）横向建立墙均匀对称的布置在建筑物的端部附近、平面形状变化及恒载较大的地方；纵向剪力墙的布置应注意到墙对框架温度变形的约束，间距越大，约束作用越强。（3）剪力墙的最大间距，可根据水平荷载下楼、屋盖在水平方向上的最大挠度不超过允许变形值的条件来确定（4）剪力墙的数量，以

满足框架-剪力墙结构承载力、变形和抗震性能为标准来确定。

2、受力特点：（1）吸取了框架和剪力墙各自的长处，既能提供较大的使用空间，又具有良好的抗侧力性能（2）结构变形为弯剪型（3）水平荷载主要由剪力墙来承担。

3、内力和水平位移计算的基本假定：（1）楼盖结构在其自身平面内刚度为无穷大，平面外的刚度可忽略不计；（2）水平荷载的合力通过结构的抗侧刚度中心，即不考虑扭转的影响；（3）框架和剪力墙的刚度特征值沿结构高度方向均为常量。

4、剪力墙的配筋构造要求：墙肢配筋构造：剪力墙内竖向和水平分布钢筋的配筋率均不应小于0.2%，间距均不应大于300mm，直径均不应小于8mm；剪力墙内的分布筋不应采用单排配筋，当剪力墙厚度不大于400mm时可采用双排钢筋网，当剪力墙厚度大于400mm，但不大于700mm时，宜采用三排配筋；当剪力墙厚度大于700mm时，宜采用四排配筋；各排钢筋网应采用拉结筋连系，拉筋直径不应小于6mm，间距不应大于600mm。

连配筋构造：连梁内的配筋应按计算确定，梁纵向钢筋应锚入墙肢内L且不小于600mm，箍筋直径

不小于6mm，间距不大于150mm。

4.7筒体结构简介

1、简体有实腹筒和空腹筒两种：实腹筒常由电梯间与设备管井等钢筋混凝土墙形成筒壁，空腹筒是由沿建筑物外轮廊布置的密集柱、角柱及各楼层处的窗裙梁连接成的一个竖向悬臂的空间框架。

2、框架-筒体结构的受力特点：在水平力作用下，产生剪切滞后现象。框筒结构宜采用双对称平面，并优先采用圆形、正多变形。当采用矩形平面时，长宽比不宜大于2.柱的应力按曲线分布，这种现象称为剪切滞后，它使柱的轴向力愈接近筒角愈大，在翼缘框架中轴向力一般呈三次曲线分布，在腹板框架中轴向力一般呈四次曲线分布。

3、筒中筒结构的受力特点：实腹内筒能承担较大的水平力，大大降低了外框筒柱的剪切变形，提高了整个结构的侧移刚度；空腹的外框筒结构延性较好。

5.1抗震设计基本知识

1、地震的成因：成因说话很多，断层学说和板块学说比较普遍。

断层学说：认为构成地壳的岩层是在运动的，并受到长期的构造作用积累了应变能。当积累的能量超过一定限度时，地下岩层产生的断裂或错层，释放出很大的能量，并以地震波的形式传播出去，形成地震。

板块学说：认为地球表面最上层为岩石层，岩石层分为若干大板块，岩石层下面是带有塑性的岩流层，由于岩流层的对流运动，导致这些板块之间相互挤压和碰撞，形成地震。

2、震源：地壳中发生岩层断裂、错动而产生地震波的部位。

震中：震源在地面上的垂直投影点。

地震波：地震时在地球内部释放出来的能量以弹性波的形式从震源向各个方向传播，这种波称为地震波。地震波分为体波和面波，前者在地球内部传播，后者在地球表面传播。体波又分为纵波（P波）和横波（S波），P波使建筑物上下颠簸，S波使建筑物水平方向摇晃。面波的能量比体波大，所以主要是面波造成建筑物和地表破坏。

3、地震震级：衡量一次地震所释放能量大小的尺度，用M表示。

地震烈度：地震对地表及工程建筑物影响的强弱程度。

4、抗震设计的基本原则：小震不坏，中震可修，大震不倒。

5、抗震设防烈度：按照国家批准权限审定，作为一个地区抗震设防依据的地震烈度。

多遇地震烈度：发生机会较多的地震，也称为小震。通常规定小震是50年内众值烈度超越概率为63.2%的地震。

罕遇地震烈度：《抗震规范》取超越概率为2%~3%的地震烈度值。

6、抗震设防的范围：我国规定地震基本烈度为6度或6度以上的地区为抗震设防区。我国抗震设防区的面积约占全国面积的60%。

7、设防目标：第一水准——抗震设计的建筑，当遭受低于本地区设防烈度的多遇地震（）小震作用时，一般不受损坏或不需修理仍可继续使用；第二水准——当遭受本地区设防烈度的地震（中震）作用时，可能损坏，经一般修理或不需修理仍可继续使用；第三水准——当遭受到高于本地区设防烈度的罕遇地震（大震）作用时，建筑不致产生倒塌或危及生命的严重破坏。

8、两阶段抗震设计法：（1）第一阶段设计，按小震作用效应和其他荷载效应的基本组合验算构件的承载力，以及在小震作用下验算结构的弹性变形。以满足第一水准抗震设防目标的要求。

（2）第二阶段设计，在大震作用下验算结构的弹塑性变形，以满足第三水准抗震设防目标的要求。至于第二水准抗震设防目标的要求，只要结构按第一阶段设计，并采用相应的抗震措施，即可得到满足。这已为工程实践所证实。

9、建筑场地：指工程结构所在地，大体相当于一个厂区、居民点或自然村的范围，同一个场地应具有相同的反应谱特征。

分类：根据土层等效剪切波速和场地覆盖厚度，建筑场地划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四种类别，I类最好，IV类最差。一般情况下，建筑场地覆盖层厚度应按地面剪切波速大于500m/s的土层顶面的距离确定。覆盖层厚度愈大，对抗震愈不利。土层的剪切波速愈大，土层愈硬。

10场地土液化：地震时，地下水位以下的饱和砂土和粉土强烈振动，孔隙水来不及排出，使孔隙水压力急剧上升，当它与法向有效压力相平衡时，土颗粒处于悬浮状态，这时土体完全失去抗剪强度而显示出近乎液体的特性，这种现象称为场地土的液化。

5.2地震作用于抗震验算

1、结构地震反应的时程分析法：选用一条已知地震波，确定地面加速度，计算该体系的动力特性，包括质点在t时刻的位移、速度和加速度等；确定时间步长和步数，从t=0时刻开始，一步步积分直至地震波终了，从而得到了对应于这条地震波的结构地震反应的时程曲线，称之为结构地震反应的时程分析法。

2、抗震设计反应谱：为了方便抗震设计，对同一类建筑场地上所得到的强震时地面水平运动加速度记录分别计算出它的反应谱，再对这些谱曲线进行统计分析，找出具有代表性的平均反应谱作为抗震设计的依据，通常称之为抗震设计反应谱。

5.3:混凝土结构房屋的抗震设计

1、框架结构震害：（1）框架柱：柱上、下端弯剪破坏，柱身剪切破坏，角柱破坏，短柱破坏（2）框架梁：大部分在梁端，在梁上部负弯矩钢筋切断处也会发生震害（3）梁柱节点：节点核心区产生对角方向的斜裂缝，混凝土剥落，梁内纵向钢筋锚固长度不足时，会从节点内被拔出，将混凝土拉裂（4）填充墙：与框架缺乏有效拉结时，易发生斜裂缝，并沿柱边开裂、散落，甚至倒塌。 抗震墙的震害：墙肢之间连梁的剪切破坏。

2、抗震等级的意义及划分：抗震等级是根据设防烈度、房屋高度、建筑类别、结构类型及构件的重要程度来确定。抗震等级是确定结构构件抗震计算时内力调整的幅度和抗震构造措施的标准。《抗震规范》规定把抗震等级划分为四级：一级、二级、三级、四级，其中对抗震等级一级的构件，抗震要求最高。

3、强柱弱梁：指在强烈地震作用下，结构发生大的水平位移进入非弹性阶段时，为使框架仍有承受竖向荷载的能力而免于倒塌，要求实现梁铰机制，即塑性铰首先在梁上形成，最后才在柱上出现。 强剪弱弯：指结构的抗剪承载力要大于抗弯承载力，使得塑性铰出现时不会发生剪切破坏，充分发挥塑性铰的能力。

强节点：指在梁的塑性铰充分发挥作用前，框架节点不应过早破坏，保证结构的延性要求。

4、加密箍筋以约束混凝土提高变形能力的概念：加密箍筋以约束混凝土提高变形能力指在梁柱端加密箍筋以用来约束混凝土，提高梁柱的延性，从而提高梁柱的变形能力。

5、对抗震结构体系和结构布置的要求：

（1）在地震区合理选择抗震结构体系，选择体系时，还应尽量使其基本周期错开地震活动卓越周期；

（2）为抵抗不同方向的地震作用，框架结构、抗震墙结构和框架-抗震墙结构中，框架或抗震墙宜双向设置，梁与柱或柱与抗震墙中线宜重合；

（3）框架结构中，砌体填充墙在平面和竖向布置宜均匀对称，避免形成薄弱层或短柱；

（4）为使框架-抗震墙结构和抗震墙结构通过楼、层盖有效的传递地震剪力给抗震墙，规范要求抗震墙之间无大洞口的楼、屋盖的长宽比不宜超过规范所规定，符合规定的近似按刚性楼盖考虑；超过规定时，考虑楼盖平面内变形的影响；

（5）抗震墙结构中的抗震墙设置，应符合规范规定：较长的抗震墙宜结合洞口设置弱连梁，将一道抗震墙分成较均匀的若干墙段；抗震墙有较大洞口时，洞口位置宜上下对齐，形成明确的墙肢和连梁；限制框支层刚度和承载力过大的削弱，以提高房屋整体的抗震能力；

（6）框架-抗震墙结构中的抗震墙设置，要求抗震墙的榀数不能过少，每榀的刚度不要过大，且宜均匀分布；

（7）加强楼盖的整体性。

6、框架柱抗震构造包括：柱的截面尺寸要求，柱轴压比限值和抗震配筋构造；

框架梁抗震构造包括：框架梁截面尺寸要求，纵向配筋要求，箍筋构造要求；

框架梁柱节点抗震构造包括：纵向受力钢筋在节点处的锚固，节点核心区的箍筋构造要求。