工程结构设计原理0701.doc

工程结构设计原理
1、混凝土结构组成及工作原理:由钢筋和混凝土结合成一体,共同发挥作用。
发挥材料优势(混凝土的压、钢筋的拉),取长补短
2、钢结构组成及工作原理:
单一材料构件,材料理想,工作原理简单
3、砌体结构组成及工作原理:
用砂浆等胶结材料把砖、石或砌块等砌筑成一体的结构,是一种复合材料构件,工作过程相对复杂
4、结构上的作用随时间的变异性分类
永久作用:不随时间变化,或变化幅度可以忽略;P8
可变作用:随时间变化,且变化幅度不可以忽略;
偶然作用:可能,但不一定出现,一旦出现效应很大
5、随位置的变异性分类
固定作用:在结构空间位置上具有固定的分布;
可动作用:在结构空间位置一定范围内可以任意分布
6、结构的反应分类:
静态作用:对结构不产生动力效应,或小的可以忽略;
动态作用:对结构产生动力效应,且不可以忽略P9
荷载的随机性:)永久荷载~~性质:其量值是不确定的,其量值不随时间变化 2)可变荷载~·~性质:其量值是不确定的,其量值也随时间变化
抗力:抵抗作用效应的能力 P11
抗力不定性主要因素: 1)材料性能的不定性、2)几何参数的不定性、3)计算模式的不定性P11
结构的功能:
安全性:要求结构承担正常施工和正常使用条件下,可能出现的各种作用,而不产生破坏
2)适用性:要求结构在正常使用时满足正常的要求,具有良好的工作性能。
3)耐久性要求结构在正常使用和维护下,在规定的使
用期内,能够满足安全和使用功能要求
11、极限状态是判别结构是否能够满足其功能要求的
标准,指结构或结构一部分处于失效边缘的状态
12、限状态分类:
1):承载能力极限状态:是判别结构是否满足安全性要求的标准,指结构或结构构件达到最大承载能力或不适于继续加载的变形P13
正常使用极限状态:是判别结构是否满足正常使用和耐久性要求的标准,指结构或构件达到正常使用或耐久性的某些规定限值
13、Z=R-S>0:处于可靠状态;
Z=R-S<0:处于不可靠状态,即失效;P13
Z=R-S=0:处于极限状态,此方程称极限状态方程
结构可靠指标与可靠度(失效概率)相关,可靠指标越大,结构越可靠;可靠指标越小,结构越不可靠
近似概率法设计表达式一般方法:
、安全系数法 2)、分项系数法p24
:材料的性能
有明显流幅

OE弹性、EF屈服、FB强化和BD颈缩阶段
P31
1、
2、钢材的强度指标:1)屈服强度:设计时钢材允许达到的最大应力 2)、条件屈服强度:%对应的应力。
3)、极限强度:材料能承受的最大应力反映安全储备
4)、屈强比:屈服强度/极限强度
3、钢材的塑性指标:
1)、、伸长率:拉断后构件伸长率P33
2)、截面收缩率:拉断后面积缩小率
3)、冷弯性能:以冷弯的角度来衡量
4)、冲击性能:与温度有关,当问到低于某一个值即将急剧降低 20、0、-20、-40度
4、疲劳破坏:在低于抗拉强度的应力反复作用下,所发生破坏
5、疲劳破坏特点:1)、包括裂纹形成,缓慢发展和迅速断裂三个过程
2)、没有明显的变形,脆性破坏
6、钢材的疲劳影响因素:
1)、荷载的的性质:拉、压、剪等 2)、力循环特征
3)、循环次数:
7、疲劳极限:当最大应力小于某一数值,反复荷载循环无穷次材料也不会破坏
8、影响钢材性能的一般因素: 1)化学成分2)钢材缺陷 3)钢材的硬化
4)温度 5)应力集中
1)、1)化学成分
碳:提高强度;但塑性,可焊性、耐锈蚀性等劣化。
锰:提高强度,改善脆性;但对可焊性和耐锈力不利。
硅:提高强度,但含量过高,对塑性可焊性耐锈力不利。
硫:高温时变脆,降低塑性韧性抗疲劳能力和耐锈能力。
磷:提高强度和耐锈力,低温变脆,降低塑性可焊性等
2)、钢材缺陷
偏析:钢中化学成分的不一致性和不均匀性
分层:在厚度方向分成多层,各层相互连接,并不脱离
夹杂物:尤其是硫化物和氧化物等
3)、钢材的硬化: 现象:时间增加,强度提高,塑性下降。
特点:过程很长,反复荷载和高温下易产生
冷作硬化:常温下产生塑性变形后屈服点提高,塑性降低
应变时效:产生塑性变形后,特别是在高温下,使已经产生冷作硬化的钢材又发生时效硬化
4)温度:在正常温度下:基本不随温度变化
在高温度下:温度升高,强度、弹性模量均有下降趋势
蓝脆现象:250℃左右,抗拉强度反而提高,塑性和韧性下降
在低温时:温度降低,强度略提高, 塑性等下降,有脆性倾向
冷脆现象:当温度降低至某一温度以下时,材料变脆
5)应力集中
现象:当构件内部缺陷或截面形状等改变时,应力分不均匀,出