1、高职高专建筑工程专业工学结合规划教材钢筋混凝土与砌体结构主 编 李小敏副主编 潘建康内容提要本书是根据我国高职高专建筑工程技术专业的教学要求，并结合国家最新颁布的有关规范、标准编写而成的。全书内容分为钢筋混凝土结构和砌体结构两大模块，分别按照基本知识、基本构件、结构体系等 个项目、个任务有序进行，在第一个模块中，要求掌握钢筋和混凝土的力学性能，理解结构的设计方法；能识读梁、板、柱、楼梯、雨篷等构件的结构图并能简单地设计；识读单层工业厂房、框架结构、剪力墙结构和框架 剪力墙结构房屋。在第二个模块中，要求掌握砌体的材料、种类和力学性能，理解结构的设计方法；了解构件的计算和房屋的结构布置方案，能识读
2、构造柱、圈梁、过梁等构件。为了便于自学和理解，每个任务后都附有思考题与习题等内容。本书可作为高职高专土木工程专业的教材，也可作为函授专科、电大、夜大土木工程专业的教材，还可供土建施工技术人员参考。图书在版编目（CIP）数据 钢筋混凝土与砌体结构 李小敏主编 杭州：浙江大学出版社，ISBN 钢 李 钢筋混凝土结构 砌块结构 TU TU 中国版本图书馆 CIP 数据核字（）第 号钢筋混凝土与砌体结构主编 李小敏责任编辑 邹小宁文字编辑 徐 霞封面设计 联合视务出版发行 浙江大学出版社（杭州市天目山路 号 邮政编码）（网址：http：www zjupress com）排 版 杭州中大图文设计有限公司
3、印 刷 杭州杭新印务有限公司开 本 mm mm 印 张 字 数 千版 印 次 年 月第 版 年 月第 次印刷书 号 ISBN 定 价 畅 元版权所有 翻印必究 印装差错 负责调换浙江大学出版社发行部邮购电话 （）本教材按照国家最新建筑结构相关标准、规范编写，依据对建筑工程技术专业学生的培养目标、知识结构和实际应用能力的要求，在编写内容上重点突出实际性、应用性，注意与实际工程相结合；在编写思路上考虑项目教学法，以任务为驱动，通过一定的项目让学生学会识读图纸、查阅图册、完成设计、检验质量、分析问题等工作过程，从中理解和把握课程要求的知识和技能，培养分析问题和解决问题的思想和方法；在编写方法上从学生
4、的实际情况出发，力求由浅入深、结构合理、条理清晰、通俗易懂，把多年教学和实践经验融入教材中。每一个任务后都附有思考题与习题，便于学生自我整理和复习。本教材的主要特点在于：（）注重紧密结合实际工程，严格依据国家现行的规范、标准要求；（）突出实践应用与可操作性，突出就业导向、以能力为本位的思想；（）改变原有教材的陈旧编写套路，以完成项目任务为目标，把所需的知识与技能自然结合；（）体系完备，结构严谨，编写文字通俗易懂，内容精练。本教材由浙江工业职业技术学院、湖州职业技术学院、浙江同济科技职业学院、浙江东南建设管理有限公司等共同参加编写。本教材由浙江工业职业技术学院李小敏主编，湖州职业技术学院潘建康任
5、副主编。绪论由李小敏编写；在模块一中，项目一由单豪良编写，项目二中的任务一、二由朱希文编写，项目二中的任务三、四、六由李小敏编写，项目二中的任务五由潘建康编写，项目三由黄昆编写；在模块二中，项目一和项目二中的任务一由李小敏编写，项目二中的任务二、三、四由潘建康编写，项目三由潘震中编写。在编写的过程中参考了较多的文献资料，谨向这些作者致以诚挚的谢意。由于水平有限，本书中难免有不足和缺点，恳请同行、专家和读者批评指正。编者 年 月l1 绪 论 模块一钢筋混凝土结构 项目一 基本知识 任务一 掌握钢筋的力学性能 任务二 掌握混凝土的力学性能 任务三 理解钢筋混凝土结构的设计方法 项目二 基本构件 任
6、务一 识读并设计梁 任务二 识读并设计板 任务三 识读并设计柱 任务四 识读并设计雨篷 任务五 了解预应力混凝土构件 任务六 识读并设计楼梯 项目三 结构体系 任务一 识读单层工业厂房 l2 任务二 识读框架结构房屋 任务三 识读剪力墙结构房屋 任务四 识读框架 剪力墙结构房屋 模块二砌体结构 项目一 基本知识 任务一 掌握砌体的材料和种类 任务二 掌握砌体的力学性能 任务三 理解砌体结构的计算原理 项目二 基本构件 任务一 了解砌体结构受压构件承载力计算 任务二 识读构造柱 任务三 识读圈梁 任务四 识读过梁 项目三 结构体系 任务一 了解混合结构房屋的结构布置 任务二 了解混合结构房屋的墙
7、、柱设计 附 图 参考文献 l1 绪 论 能力目标能够查阅资料，分析提炼，具有理论联系实际的综合应用能力知识目标 了解钢筋混凝土结构及砌体结构的概念和优缺点 理解钢筋混凝土结构及砌体结构的应用和发展简况 了解本课程的学习方法和需要注意的问题一、钢筋混凝土结构及砌体结构的概念和优缺点（一）钢筋混凝土结构的概念及优缺点由配置受力的普通钢筋、钢筋网或钢筋骨架的混凝土制成的结构叫钢筋混凝土结构，它是混凝土结构中应用最广泛的一种结构。混凝土像天然石材一样，抗压能力强而抗拉能力弱，而钢筋则抗压与抗拉能力都很强。于是，人们利用两种材料各自的特点，把它们有机地结合起来共同工作，形成了用于工程实际的钢筋混凝土结
8、构。下面以图 所示的简支梁为例，说明其受力以及破坏情况。图（a）所示的素混凝土梁在外加集中力和构件自重的作用下，梁的上部受压，下部受拉。由于该梁由素混凝土构成，而混凝土的抗拉强度很小，所以在较小荷载作用下梁的下部就会开裂，在荷载持续作用下，裂缝急剧上升，梁会突然断裂，破坏前变形很小，没有明显预兆，属于脆性破坏，见图（b）。为改变这种不利情况，在梁的受拉区配适量的钢筋构成钢筋混凝土梁，见图（c）。当受拉区混凝土开裂后，受拉区的拉力主要由钢筋来承担，受压区的压力由混凝土来承受，荷载在受拉区混凝土开裂后仍继续增加，直到受拉区钢筋达到屈服强度以后荷载还可略有增加，当受压区混凝土被压碎后，梁才破坏。破坏
9、前，变形较大，属于延性破坏。与素混凝土梁相比，钢筋混凝土梁的承载能力和变形能力都有很大提高，而且可使钢筋和混凝土的强度得到充分利用。l2 图 简支梁 图 轴心受压柱再分析图，在混凝土柱中配置了抗压强度较高的钢筋，以协助混凝土承受压力，这样可减小柱子截面尺寸，或在同样的柱截面尺寸情况下可提高柱的承载力。钢筋与混凝土这两种材料之所以能有效地结合在一起进行工作，主要是由于以下三个原因：（）混凝土硬化后，钢筋与混凝土之间有很好的粘结力，从而可靠地结合在一起，共同受力，共同变形；（）钢筋和混凝土这两种材料的温度线膨胀系数十分接近（钢筋为 畅 ，混凝土为（畅 畅 ），所以当温度变化时钢筋与混凝土之间不会产
10、生由温度引起的较大的相对变形的粘结破环，从而保证结构的完整性；（）混凝土包裹着钢筋，起着保护钢筋免遭锈蚀的作用。钢筋混凝土的优点主要表现在以下方面：（）耐久性好：混凝土的强度随时间增长而增强，且钢筋被混凝土包裹，不易锈蚀，工作寿命长。（）耐火性好：混凝土是不良热导体，遭遇火灾时，混凝土起隔热作用，钢筋不会很快达到软化温度而导致结构整体破坏。（）可模性好：可根据需要很容易地浇筑制成各种形状和尺寸的构件。（）整体性好：整浇或装配整体式钢筋混凝土结构有很好的整体性，有利于抗震和抵抗爆炸冲击波。钢筋混凝土也有不少缺点：自重大，抗裂性能较差，工期长，施工受季节气候条件的限制，补强修复较困难等。（二）砌体
11、结构的概念及优缺点砌体结构是砖砌体、砌块砌体、石砌体结构的总称，它是指用砖、砌块、石等块材通过砂浆砌筑而成的结构。有时，在砌体中加入少量钢筋，称为配筋砌体。砌体结构具有就地取材、造价低廉、耐火性能好、耐久性较好、保温隔热性能较好以及容易砌筑等优点，但也存在强度低、自重大、抗震性能差等缺点。主要用于多层砖混结构、框架结构中的填充墙等。随着科学技术的进步，业内技术人员针对以上缺点已经在采取各种措施加以克服和改善。钢筋混凝土与砌体结构l3 二、钢筋混凝土结构和砌体结构的发展概况（一）钢筋混凝土结构的发展概况钢筋混凝土结构是混凝土结构中应用最广泛的一种。世纪 年代，水泥的发明使混凝土得以问世，随后出现
12、了钢筋混凝土结构。混凝土结构的应用约有 年的历史，大致分为四个发展阶段。第一阶段是 年到 年，当时混凝土和钢筋的强度都很低，仅能建造一些小型的梁、板、柱、基础等构件，钢筋混凝土本身的计算理论尚未建立，结构设计按弹性理论进行。第二阶段在 年到 年间，此时已能建各种空间结构，预应力混凝土结构也已发明，它的出现使混凝土结构的应用范围更加广泛，开始按破坏阶段进行构件截面设计。年到 年为第三阶段，由于材料强度的提高，混凝土单层房屋和桥梁结构的跨度不断增大，各种现代化施工方法被普遍采用，结构构件设计已过渡到按极限状态的设计方法。从 年后，混凝土结构的发展进入第四阶段。尤其是近 余年来，大模板现浇和大板等工
13、业化体系进一步发展，高层建筑新结构体系有较多的应用，结构构件的设计已采用以概率理论为基础的极限状态设计方法。总之，通过长期的发展过程，混凝土结构的发展成就和趋势主要体现在以下几个方面：（）材料方面，混凝土向轻质高强方向发展，钢材的质量也不断改进，强度不断提高。（）结构方面，空间网架发展迅速，最大跨度已超百米。（）计算理论和设计方法方面，随着研究的不断深入、统计资料的不断积累，结构设计方法将会发展到全概率极限状态设计方法。（二）砌体结构的发展概况砌体结构在我国有着悠久的历史。早在原始社会，人类就会用天然石材垒建住宅。远在西周时期，已出现了瓦和砖。我国古代的砖石结构主要用于建造围墙、佛塔、穹拱和石
14、桥等，如万里长城、河北赵县安济桥、河南嵩岳寺砖塔、南京灵谷寺无梁殿等。砌块的生产和应用在世界上仅 多年时间，其中最早生产的是混凝土砌块。自 年发明波特兰水泥后，最早的混凝土砌块于 年问世。随后，美国于 年建成了第一幢砌体建筑。年，美国加利福尼亚长滩大地震中无筋砌体震害严重，之后便推出了配筋混凝土砌块结构体系，建造了大量的多层与高层配筋砌体建筑。世纪以来，尤其是 年以来，我国砌体结构得到了迅速的发展和广泛应用。主要表现在以下几个方面：（）砌体结构的应用范围不断扩大。除了用于传统的各类房屋建筑外，砌体结构还广泛用于各种构筑物中，如烟囱、粮仓、水渠、水塔等。大跨度桥梁也采用了砌体结构。年，我国曾在湖
15、南石门黄龙港建成跨度为 m、高 m 的空腹式石拱桥。年，建成了湖南乌巢河双肋公路石拱桥，净跨度达m，是世界上跨度最大的石拱桥。（）新材料、新技术以及新结构不断开发与利用。自 世纪 年代以来，我国多孔砖、空心砖的生产和应用有较大的发展。利用多孔砖建造房屋，不但减轻墙体自重，而且减少材料用量，从而降低造价。我国有用砖砌筑拱和桥的丰富经验，年后，又向新的结构形式和大跨度方向发展。世纪 年代修建了一大批砖拱楼屋盖，南京、西安等地还研制和生产出拱壳砖，又称带钩空心砖，用它建成如绪 论l4 m m 的双曲扁壳屋盖的实验室、m 跨双曲拱屋盖等。大型板材墙体也有所发展，年，在北京用烟灰矿渣混凝土作墙板建成 畅
16、 万立方米的住宅，节约普通黏土砖 万块。年，在长沙建成内墙采用混凝土空心大板、外墙采用砖砌体的 层住宅。此外，采用混凝土、轻骨料混凝土或加气混凝土，以及利用各种工业废渣、粉煤灰、煤矿石等制成的无熟料水泥煤渣混凝土砌块或粉煤灰硅酸盐砌块等在我国也有较大发展，目前，砌块墙体已成为我国墙体改革的重要途径之一。我国对配筋砌体结构的研究起步虽然有些晚，但自 世纪 年代以来，我国加快并深化了对配筋混凝土砌块砌体结构的研究和应用，在吸收和消化国外成果的基础上，建立了具有中国特点的配筋混凝土砌块砌体剪力墙结构体系，大大拓宽了砌体结构在高层房屋及其在抗震设防地区的应用。（）计算理论和计算方法进一步完善。世纪 年代以前，我国所建造的砌体结构房屋主要是住宅等低层民用建筑，只凭经验设计而不作计算。到 年，国家建设委员会批准在我国使用前苏联的枟砖石及钢筋砖石结构设计标准及技术规范枠（HuTy ），该规范采用定值的极限状态设计方法。世纪 年代至 年代初，在全国范围内对砖石结构进行了较大规模的试验研究和调查，总结出一套符合我国实际、比较先进的砖石结构计算理论和设计方法，并于 年颁布了我国第一本枟砖石结构设计规范枠（
