2026年一建【建筑】孙凌志【重点推荐】，第4讲-1.3建筑结构体系和设计作用(荷载)
2026环球网校一级建造师《建筑工程管理与实务》考点精讲第4讲—1.3建筑结构体系和设计作用（荷载）
【课前学习建议】本讲主要内容包括结构的可靠性、常见结构体系和结构设计作用等。学习建议如下：
①结构的功能要求：结构可靠性包括安全性、适用性、耐久性，能够掌握并熟练运用教材中给出的相关实例。
②掌握不同结构的设计工作年限，临时性建筑结构5年；普通房屋和构筑物50年；特别重要的建筑结构100年。
③牢记影响悬臂梁端部最大位移的因素，其中构件跨度影响最大。
④掌握不同混凝土所处环境类别的腐蚀机理。
⑤混凝土构件的最低强度等级以及最小保护层厚度。
⑥常用件数结构体系，不同结构体系的适用高度以及优缺点。
⑦作用（荷载）的分类。
1.3.1结构可靠性要求【重要】
1.结构工程的安全性
1）结构的功能要求
安全性、适用性和耐久性概括称为结构的可靠性。
| 功能 | 内涵 | 举例 |
| 安全性 | 结构体系应具有合理的传力路径，能够将结构可能承受的各种作用从作用点传递到抗力构件 | 当可能遭遇爆炸、撞击、罕遇地震等偶然事件和人为失误时，结构应保持整体稳固性，不应出现与起因不相称的破坏后果；当发生火灾时，结构应在规定的时间内保持承载力和整体稳固性 |
| 适用性 | 在正常使用时结构应具有良好的工作性能 | 如吊车梁变形过大会使吊车无法正常运行，水池出现裂缝便不能蓄水等，需要对变形、裂缝等进行必要的控制 |
| 耐久性 | 在正常维护条件下，结构应能在预计的使用年限内满足各项功能要求 | 不致因混凝土的老化、腐蚀或钢筋的锈蚀等影响结构的使用寿命 |
【例题·多选】结构的可靠性包括（ ）。【2025】
A.稳定性
B.安全性
C.耐久性
D.经济性
E.适用性
【答案】BCE
【解析】安全性、适用性和耐久性概括称为结构的可靠性。
【例题·单选】当发生火灾时，结构应在规定时间内保持承载力和整体稳固性，属于结构的（ ）功能。【2023】
A.稳定性
B.适用性
C.安全性
D.耐久性
【答案】C
【解析】安全性：结构体系应具有合理的传力路径，能够将结构可能承受的各种作用从作用点传递到抗力构件。当发生可能遭遇爆炸、撞击、罕遇地震等偶然事件和人为失误时，结构应保持整体稳固性，不应出现与起因不相称的破坏后果。当发生火灾时，结构应在规定的时间内保持承载力和整体稳固性。
2）安全等级与设计工作年限
- 结构安全等级划分为一级、二级、三级。住宅建筑结构的安全等级不应低于二级。结构部件的安全等级不得低于三级。
- 房屋建筑结构的设计工作年限不应低于表3-1的规定。
表1.3-1房屋建筑结构的设计工作年限
| 类别 | 设计工作年限（年） |
| 临时性建筑结构 | 5 |
| 普通房屋和构筑物 | 50 |
| 特别重要的建筑结构 | 100 |
2.结构工程的适用性
- 适用性要求
建筑结构除了要保证安全外，还应满足适用性的要求，在设计中称为正常使用极限状态。这种极限状态是结构或构件达到正常使用或耐久性的某项规定的限值，它包括构件在正常使用条件下产生过度变形，导致影响正常使用或建筑外观；构件过早产生裂缝或裂缝发展过宽；在动力荷载作用下结构或构件产生过大的振幅等。超过这种极限状态会使结构不能正常工作，影响结构的耐久性。
- 杆件刚度与梁的位移计算梁的位移计算见式（3-1）：
ql4
f = （1.3-1）
8EI 式中： f—梁的位移； q—线荷载； l—跨度；
E—材料的弹性模量；
I—截面的惯性矩。
影响梁的位移变形因素除荷载外，还有：
- 材料性能：与材料的弹性模量E成反比。
- 构件的截面：与截面的惯性矩I成反比。
- 构件的跨度：与跨度l的4次方成正比，此因素影响最大。
【例题·多选】影响钢筋混凝土梁弯曲变形的主要因素有（ ）。【2023】
A.材料性能
B.构件的截面
C.构件的跨度
D.荷载
E.混凝土徐变
【答案】ABCD
ql4
【解析】梁的位移计算公式为f = ，从公式中可以看出，影响位移因素除荷载外，还有：(1）
材料性能；(2）构件的截面；(3）构件的(8EI)跨度。
3.结构工程的耐久性
- 混凝土结构耐久性的环境类别
结构所处环境按其对钢筋和混凝土材料的腐蚀机理，可分为如下五类，见表1.3-2。
表1.3-2环境类别
| 环境类别 | 名称 | 劣化机理 |
| I | 一般环境 | 正常大气作用引起钢筋锈蚀 |
| Ⅱ | 冻融环境 | 反复冻融导致混凝土损伤 |
| Ⅲ | 海洋氯化物环境 | 氯盐侵入引起钢筋锈蚀 |
| IV | 除冰盐等其他氯化物环境 | 氯盐侵入引起钢筋锈蚀 |
| V | 化学腐蚀环境 | 硫酸盐等化学物质对混凝土的腐蚀 |
- 混凝土结构耐久性的要求
- 混凝土最低强度等级表3-4一般环境下配筋混凝土结构满足耐久性要求的混凝土最低强度等级
| 环境类别与作用等级 | 设计使用年限 | ||
| 100年 | 50年 | 30年 | |
| I-A | C30 | C25 | C25 |
- 大截面混凝土墩柱在加大钢筋混凝土保护层厚度的前提下，其混凝土强度等级可低于表35的要求，但降低幅度不应超过两个强度等级，且设计使用年限为100年和50年的构件，其强度等级不应低于C25和C20。
表1.3-5一般环境中混凝土材料与钢筋最小保护层厚度
注：1.直接接触土体浇筑的构件，其混凝土保护层厚度不应小于70mm；有混凝土垫层时，可按表确定；
2.预制构件的保护层厚度可比表中规定减少5mm。
【例题·单选】混凝土结构的环境类别Ⅱ是指（ ）。
A.一般环境
B.海洋氯化物环境
C.冻融环境
D.化学腐蚀环境
【答案】C
【解析】
| 环境类别 | 名称 | 劣化机理 |
| Ⅰ | 一般环境 | 正常大气作用引起钢筋锈蚀 |
| Ⅱ | 冻融环境 | 反复冻融导致混凝土损伤 |
| Ⅲ | 海洋氯化物环境 | 氯盐侵入引起钢筋锈蚀 |
| Ⅳ | 除冰盐等其他氯化物环境 | 氯盐侵入引起钢筋锈蚀 |
| Ⅴ | 化学腐蚀环境 | 硫酸盐等化学物质对混凝土的腐蚀 |
1.3.2常用建筑结构体系和应用【重要】
1.结构体系与应用
- 混合结构
混合结构房屋一般是指楼盖和屋盖采用钢筋混凝土或钢木结构，而墙和柱采用砌体结构建造的房屋，大多用在住宅、办公楼、教学楼建筑中。住宅建筑最适合采用混合结构，一般在6层以下。
- 框架结构
框架结构是利用梁、柱组成的纵、横两个方向的框架形成的结构体系。其主要优点是建筑平面布置灵活，可形成较大的建筑空间，建筑立面处理也比较方便。主要缺点是侧向刚度较小，当层数较多时，会产生过大的侧移。
- 剪力墙结构
| 所以称剪力墙。剪力墙结构的优点是： | 侧向刚度大，水平荷载作用下侧移小 | |
| 结构建筑平面布置不灵活，结构自重也较大 | 。剪力墙结构不适用于大空间的 | |
剪力墙结构是利用建筑物的墙体（内墙和外墙）做成剪力墙，既承受垂直荷载，也承受水平荷载，墙体既受剪又受弯，。缺点是：剪力墙的间距小，公共建筑。
- 框架-剪力墙结构
框架-剪力墙结构是在框架结构中设置适当剪力墙的结构。它具有框架结构平面布置灵活、空间较大的优点，又具有侧向刚度较大的优点。框架-剪力墙结构中，剪力墙主要承受水平荷载，竖向荷载主要由框架承担。
- 筒体结构
| 筒体结构是抵抗水平荷载最有效的结构体系 |
。
内筒体系 筒中筒体系
- 桁架结构
| 可利用截面较小的杆件组成截面较大的构件 |
桁架结构的优点是。
- 网架结构
网架是由许多杆件按照一定规律组成的网状结构。网架结构可分为平板网架和曲面网架。平板网
架采用较多，其优点是：空间受力体系，杆件主要承受轴向力，受力合理，节约材料，整体性能好，刚度大，抗震性能好。杆件类型较少，适合工业化生产。
- 拱式结构
拱是一种有推力的结构，它的主要内力是轴向压力，可利用抗压性能良好的混凝土建造大跨度的拱式结构。
- 悬索结构
悬索结构的主要承重构件是受拉的钢索。
广州白云宾馆剪力墙结构体系
【例题·单选】一般6层以下的住宅建筑最适合采用（ ）结构。【2024】
A.混合
B.框架
C.剪力墙
D.框架-剪力墙
【答案】A
【解析】住宅建筑最适合采用混合结构，一般在6层以下。
【例题·单选】关于钢筋混凝土剪力墙受力特点的说法，正确的是（ ）。
A.侧向刚度小
B.高层建筑中，主要抵抗竖向荷载
C.多用于公共建筑
D.结构自重较大
【答案】D
【解析】剪力墙结构的优点是：侧向刚度大，水平荷载作用下侧移小。缺点是：剪力墙的间距小，结构建筑平面布置不灵活，结构自重也较大。剪力墙结构不适用于大空间的公共建筑。
2.工程结构设计要求【必会】
| 分类 | 对应内涵 | 对应状态 | ||
| 承载能力极限状态 | 涉及人身安全以及结构安全的极限状态 | 当结构或结构构件出现下列状态之一时：
①结构构件或连接因超过材料强度而破坏，或因过度变形而不适于继续承载 ②整个结构或其一部分作为刚体失去平衡 ③结构转变为机动体系 ④结构或结构构件丧失稳定 ⑤结构因局部破坏而发生连续倒塌 ⑥地基丧失承载力而破坏 ⑦结构或结构构件发生疲劳破坏 |
||
| 正常使用极限状态 | 涉及结构或结构单元的正常使用功能、人员舒适性、建筑外观的极限状态 | 当结构或结构构件出现下列状态之一时：
①影响外观、使用舒适性或结构使用功能的变形 ②造成人员不舒适或者结构使用功能受限的振动 ③影响外观、耐久性或结构使用功能的局部损坏 |
||
| 【例题·单选】结构超出承载能力极限状态的是（ ） | 。【2022】 | |||
A.影响结构使用功能的局部破坏
B.影响耐久性的局部破坏
C.结构发生疲劳破坏
D.造成人员不适的振动
【答案】C
【解析】当结构或结构构件出现下列状态之一时，应认为超过了承载能力极限状态:
- 结构构件或连接因超过材料强度而破坏，或因过度变形而不适于继续承载。
- 整个结构或其一部分作为刚体失去平衡。
- 结构转变为机动体系。
- 结构或结构构件丧失稳定。
- 结构因局部破坏而发生连续倒塌。
- 地基丧失承载力而破坏。
- 结构或结构构件发生疲劳破坏。
【例题·多选】超过正常使用极限状态的是（ ）。
A.结构构件丧失稳定
B.结构转变为机动体系
C.影响使用舒适性变形
D.结构使用功能受限的振动
E.影响耐久性局部损坏。
【答案】CDE
【解析】当结构或结构构件出现下列状态之一时，认为超过了正常使用极限状态：
①影响外观、使用舒适性或结构使用功能的变形。
②造成人员不舒适或者结构使用功能受限的振动。 ③影响外观、耐久性或结构使用功能的局部损坏。
1.3.3结构设计基本作用（荷载）【必会】
1.作用（荷载）的分类
- 引起建筑结构失去平衡或破坏的外部作用主要有两类。一类是直接施加在结构上的各种力，称为荷载。另一类是间接作用，指在结构上引起外加变形和约束变形的其他作用。
| 序号 | 作用分类 | 包括 | 举例 |
| 1 | 直接施加在结构上的各
种力（称为荷载） |
永久作用 | 结构自重、土压力、预加应力 |
| 可变作用 | 楼面和屋面活荷载、起重机荷载、雪荷载和覆冰荷载、风荷载等 | ||
| 偶然作用 | 爆炸、撞击、火灾、地震 | ||
| 2 | 间接作用 | 温度作用、混凝土收缩、徐变等 |
- 结构上的作用根据随时间变化的特性分为永久作用、可变作用和偶然作用，其代表值应符合下列规定：
①永久作用，应采用标准值。
②可变作用，应根据设计要求采用标准值、组合值、频遇值或准永久值。
③偶然作用，应按结构设计使用特点确定其代表值。
2.结构作用的规定【了解】
1）永久作用
- 结构自重的标准值应按结构构件的设计尺寸与材料密度计算确定。对于自重变异较大的材料和构件，对结构不利时自重的标准值取上限值，对结构有利时取下限值。
- 位置固定的永久设备自重应采用设备铭牌重量值。当无铭牌重量时，应按实际重量计算。
- 隔墙自重作为永久作用时，应符合位置固定的要求。位置可灵活布置的轻质隔墙自重应按可变荷载考虑。
- 雪荷载和覆冰荷载
基本雪压应根据空旷平坦地形条件下的降雪观测资料，采用适当的概率分布模型、按 50年重现期进行计算。
- 风荷载
基本风压应根据基本风速值进行计算。
- 偶然作用
当以偶然作用作为结构设计的主导作用时，应考虑偶然作用发生时和偶然作用发生后两种工况。
在允许结构出现局部构件破坏的情况下，应保证结构不致因局部破坏引起连续倒塌。
【例题·单选】属于结构设计间接作用（荷载）的是（ ）。【2023】
A.预加应力
B.起重机荷载
C.撞击力
D.混凝土收缩
【答案】D
【解析】间接作用，指在结构上引起外加变形和约束变 形的其他作用，例如温度作用、混凝土收缩、徐变等。
【例题·单选】结构上的永久作用的代表值应采用（ ）。【2024】
A.标准值
B.组合值
C.频遇值
D.准永久值
【答案】A
【解析】结构上的作用根据随时间变化的特性分为永久作用、可变作用和偶然作用，其代表值应符合下列规定：①永久作用，应采用标准值。②可变作用，应根据设计要求采用标准值、组合值、频遇值或准永久值。③偶然作用，应按结构设计使用特点确定其代表值。
【例题·单选】结构设计风荷载的基本风压应根据（ ）进行计算。【2025】
A.风向影响系数
B.基本风速值
C.风荷载体型系数
D.风压高度变化系数
【答案】B
【解析】基本风压应根据基本风速值进行计算，且其取值不得低于0.3kN/m²。
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