第二章 结构设计方法及设计指标第三四节(上课用)

结 构 设 计 方 法 与 设 计 指 标
石、矿渣、粉煤灰等为主要材料压制成型后经蒸汽 养护制成的实心砖。常用的有蒸压灰砂砖、蒸压粉 煤灰砖、炉渣砖、矿渣砖
蒸压灰砂砖简称灰砂砖，是以石灰和砂为主要
原料，经坯料制备、压制成型、蒸压养护而成的实 心砖，其强度等级有MU25、MU20、MU15和MU10。
混凝土的设计指标
一. 混凝土的组成结构
普通混凝土：水泥＋砂＋石＋水 人工石材，是多相复合材料 通常把混凝土的结构分为三种类型：
Ａ.微观结构：水泥石结构，包括水泥凝胶、晶体骨架、未水化
完的水泥颗粒和凝胶孔组成。 Ｂ.亚微观结构：水泥砂浆结构。
Ｃ.宏观结构：砂浆和粗骨料两组分体系。
二. 混凝土的强度
砌体材料的设计指标 一、砌体材料种类及强度等级
（1）块材
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块材是砌体的主要组成部分，通常占砌体总体 积的78％以上。我国目前的块材主要有以下几类：
1）砖
①烧结普通砖 烧结普通砖简称普通砖，指以黏土、页岩、煤 矸石、粉煤灰为主要原料，经过焙烧而成的实心的 或孔洞率不大于规定值且外形尺寸符合规定的砖。
③烧结多孔砖
烧结多孔砖简称多孔砖，是指以黏土、页岩、
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煤矸石或粉煤灰为主要原料，经焙烧而成的具有竖 向孔洞(孔洞率不小于25％，孔的尺寸小而数量多)的 砖。其外形尺寸，长度为290、240、190mm，宽度
为240、190、180、175、140、115mm，高度为
（3）砌体材料的选择
《砌体规范》规定，五层及五层以上房屋的墙，
以及受振动或层高大于6m的墙、柱所用材料的最低
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强度等级为：砖MU10，砌块MU7.5，石材MU30，砂 浆M5。对安全等级为一级或设计使用年限大于50年 的房屋，墙、柱所用材料最低强度等级应至少提高
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热轧钢筋 － 将钢材在高温下轧制而成，根据强度高低，分为Ⅰ、 Ⅱ、Ⅲ三个级别
牌号只有Q、屈服点数值、质量等级三部分，其中质
量等级有A到E五个级别。 低合金高强度结构钢的A、B级属于镇静钢，C、 D、E级属于特殊镇静钢。
建筑钢材的设计指标
钢材的强度具有变异性。按同一标准生产的钢
材，不同时期生产的各批钢材之间的强度不会完全
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相同；即使同一炉钢轧制的钢材，其强度也会有差 异。因此，在结构设计中采用其强度标准值作为基 本代表值。
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浆，其强度较高，且耐久性、流动性和保水性均较 好，便于施工，容易保证施工质量，常用于地上砌
3）
非水泥砂浆有石灰砂浆、黏土砂浆、石膏砂浆。
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石灰砂浆强度较低，耐久性也差，流动性和保水性 较好，通常用于地上砌体。黏土砂浆强度低，可用 于临时建筑或简易建筑。石膏砂浆硬化快，可用于
第三节 建筑结构材料的设计指标
钢筋的设计指标
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一. 钢筋的成份、级别、品种 热轧钢筋 强度等级代号
HPB235级、HRB335级、RRB400
HPB---热轧光圆钢筋 HRB---热轧带肋钢筋
RRB---余热处理钢筋
低碳钢－含碳量<0.25%
碳素钢 按 化 学 成 分
MU60、MU50、MU40、MU30和MU20 石材按加工后的外形规则程度分为料石和毛石
①料石
细料石通过细加工，外形规则，叠砌面凹入深度不
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应大于10mm，截面的宽度、高度不应小于200mm，且 不应小于长度的1/4 半细料石 规格尺寸同细料石，但叠砌面凹入深 规格尺寸同细料石，但叠砌面凹入深度
用粉煤灰蒸养而成，主要有混凝土空心砌块、加气
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混凝土砌块、水泥炉渣空心砌块、粉煤灰硅酸盐砌 块。 混凝土小型空心砌块的主要规格尺寸为
390mm×190mm×190mm（图2.10），是墙体材料
砌块的强度等级分为MU20、MU15、MU10、 MU7.5和MU5
度不应大于15mm
粗料石 不应大于20mm
②毛石
形状不规则，中部厚度不小于200mm的石材。
（2）
砌体中砂浆的作用是将块材连成整体，从而改
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善块材在砌体中的受力状态，使其应力均匀分布， 同时因砂浆填满了块材间的缝隙，也降低了砌体的 透气性，提高了砌体的防水、隔热、抗冻等性能。
《规范》根据强度范围，从C15~C80共划分为14个强度 等级，级差为5N/mm2,C50以上为高强混凝土。
三. 混凝土的设计指标（强度标准值与强度设计值）
◆材料强度标准值：取具有95%保证率的材料强度值为该值 强度特征值。
混凝土强度设计值= 混凝土强度标准值÷砼材料分项系数γc
混凝土的强度标准值、强度设计值及弹性模量
按配料成分不同，砂浆分为以下几种：
1）
水泥砂浆的主要特点是强度高，耐久性和耐火
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性好，但其流动性和保水性差，相对而言施工较困 难。在强度等级相同的条件下，采用水泥砂浆砌筑 的砌体强度要比用其他砂浆时低。水泥砂浆常用于
2）
水泥混合砂浆包括水泥石灰砂浆、水泥黏土砂
地震烈度就高；距离震中越远，地震烈度也越低。
第三章 结构设计方法与设计指标
《建筑结构基础与识图》
抗震设防烈度是一个地区抗震设防依据的地震烈度，是
1.15
普通钢筋的强度标准值、强度设计值见表2-8(详 见P42)。钢材强度设计值根据钢材厚度或直径按表26 (详见P42)
《建筑结构基础与识图》
§2–4
一、基本概念
建筑结构抗震设防简介
地震是一种自然现象。
地球内部断层错动并引起周围介质振动的部位称为震源。
震源正上方的地面位置叫震中。地面某处至震中的水平距离
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Q235B· F——屈服强度为235N/mm2，B级，沸腾钢。
②
低合金高强度结构钢是在钢的冶炼过程中添加
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少量合金元素（合金元素的总量低于5%），以提高 钢材的强度、耐腐蚀性及低温冲击韧性等。低合金 高强度结构钢均为镇静钢或特殊镇静钢，所以它的
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按 加 工 方 法
冷拉钢筋 －由热轧钢筋在常温下机械拉伸而成，屈服强度得到提 高（冷拉时效），分为冷拉Ⅰ、冷拉Ⅱ、冷拉Ⅲ、冷拉Ⅳ 冷拔钢筋 －在常温下，使钢筋拉过一个直径较小的设备（如图） ，改变力学性能。 冷轧带肋钢筋 －由热轧圆盘条经冷轧减小直径后在其表面冷轧成 带有斜肋的钢筋，明显提高屈服强度，三个级别 LL550，LL650，LL800 热处理钢筋 －将热轧的螺纹钢筋再通过淬火和回火的调质热处理， 显著提高强度。 钢丝：碳素钢丝、刻痕钢丝及钢绞线
混凝土结构中，主要是利用它的抗压强度。因此抗压强度是 混凝土力学性能中最主要和最基本的指标。 1）立方体抗压强度 f cu ：边长为150mm的混凝土立 方体试件，在标准条件下（温度为20±3℃，湿度≥90%） 养护28天，用标准试验方法（加载速度0.3~0.5N/mm2/s，两 端不涂润滑剂）测得的具有95%保证率的抗压强度，作为 混凝土立方体抗压强度标准值，用符号fcu,k表示,以N/mm2 （MPa）计， 并以此作为划分混凝土强度等级的依据。
所谓强度标准值，是指正常情况下可能出现的
最小材料强度值。《统一标准》规定，材料强度标 准值应具有不小于95%的保证率。
规范取国家标准规定的屈服强度废品限值作为
钢筋强度的标准值，以使结构设计时采用的钢筋强
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强度标准值除以材料分项系数γS即为材料强度设 计值。各类热轧钢筋材料分项系数γS的取值大约为
烧结普通砖可分为烧结黏土砖、烧结页岩砖、
烧结煤矸石砖、烧结粉煤灰砖等。全国统一规定这
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种砖的尺寸为240mm×115mm×53mm，习惯上称 标准砖。 烧结普通砖的强度等级有MU30、MU25、MU20、
MU15和MU10五个等级。
②非烧结硅酸盐砖
非烧结硅酸盐砖是指以硅酸盐材料、石灰、砂
建筑钢材的设计指标
一、钢材的品种
钢结构用的钢材主要是碳素结构钢和低合金高
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① 碳素结构钢的牌号由字母Q、屈服点数值、质量 等级代号、脱氧方法代号（F、b、Z、TZ）四个部分 组成。
现举例说明钢号表示法及代表的意义：Q235A—
—屈服强度为235N/mm2，A级，镇静钢；
中碳钢－含碳量0.25%~0.6%
高碳钢－含碳量0.6%~1.4%
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除铁外，含少 量碳、硅、锰、 硫、磷
低合金钢－在碳素钢基础上加入少量的硅、锰、
钛、钒、铬等合金元素。有效提高钢材的 强度，改善钢材的其它性能。
按 外 形
光面钢筋
变形钢筋:等高肋钢筋、月牙肋钢筋
蒸压粉煤灰砖简称粉煤灰砖，又称烟灰砖，是
以粉煤灰、石灰为主要原料，掺配适量的石膏和集
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料，经坯料制备、压制成型、高压蒸汽养护而成的 实心砖，有MU20、MU15、MU10和MU7.5四个强度 等级。