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建筑工程技术
1A410000建筑工程技术
1A411000房屋结构工程技术
1A411010房屋结构工程的可靠性技术规定
lA411011掌握房屋结构的安全性规定
 一、结构的功能规定
   结构设计的重要目的是要保证所建造的结构安全合用,可以在规定的期限内满足各种预期的功能规定,并且要经济合理。具体说来,结构应具有以下几项功能:
   (1)安全性。在正常施工和正常使用的条件下,结构应能承受也许出现的各种荷载作用和变形而不发生破坏;在偶尔事件发生后,结构仍能保持必要的整体稳定性。例如,厂房结构平时受自重、吊车、风和积雪等荷载作用时,均应坚固不坏,而在碰到强烈地震、爆炸等偶尔事件时,允许有局部的损伤,但应保持结构的整体稳定而不发生倒塌。
   (2)合用性。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营,水池出现裂缝便不能蓄水等,都影响正常使用,需要对变形、裂缝等进行必要的控制。
   (3)耐久性。在正常维护的条件下,结构应能在预计的使用年限内满足各项功能规定,也即应具有足够的耐久性。例如,不致因混凝土的老化、腐蚀或钢筋的锈蚀等而影响结构的使用寿命。
 安全性、合用性和耐久性概括称为结构的可靠性。
 二、两种极限状态
 为了使设计的结构既可靠又经济,必须进行两方面的研究:一方面研究各种“作用”在结构中产生的各种效应;另一方面研究结构或构件抵抗这些效应的内在的能力。这里所谓的“作用”重要是指各种荷载,如构件自重、人群重量、风压和积雪重等;此外尚有外加变形或约束变形,如温度变化、支座沉降和地震作用等。后者中有一些往往被简化为等效的荷载作用,如地震荷载等。本书重要讨论荷载以及荷载所产生的各种效应,即荷载效应。荷载效应是在荷载作用下结构或构件内产生的内力(如轴力、剪力、弯矩等)、变形(如梁的挠度、柱顶位移等)和裂缝等的总称。所谓抵抗能力是指结构或构件抵抗上述荷载效应的能力,它与截面的大小和形状咀及材料的性质和分布有关。为了说明这两方面的互相关系,现举一个中心受拉构件的例子(辅导用书图
1A411011一1)。
   这里,荷载效应是外荷载在构件内产生的轴向拉力s。设构件截面积为A,构件材料单位面积的抗拉强度为f1,则构件对轴向拉力的抵抗能力为R=f1/A。显然:
   若S>R,则构件将破坏,即属于不可靠状态;
   若S<R,则构件属于可靠状态;
   若s=R,则构件处在即将破坏的边沿状态,称为极限状态。
很明显,S>R是不可靠的,R比S超过很多是不经济的。我国的设计就是基于极限状态的设计。
   推广到一般情况,如结构或构件超过某一特定状态就不能满足上述某项规定的功能规定期,称这一状态为极限状态。极限状态通常可分为如下两类:承载力极限状态与正常使用极限状态。
   承载能力极限状态是相应于结构或构件达成最大承载能力或不适于继续承载的变形,它涉及结构构件或连接因强度超过而破坏,结构或其一部分作为刚体而失去平衡(如倾覆、滑移),在反复荷载下构件或连接发生疲劳破坏等。这一极限状态关系到结构所有或部分的破坏或倒塌,会导致人员的伤亡或严重的经济损失,所以对所有结构和构件都必须按承载力极限状态进行计算,施工时应严格保证施工质量,以满足结构的安全性。
 三、掌握杆件的受力形式
 结构杆件的基本受力形式按其变形特点可归纳为以下五种:拉伸、压缩、弯曲、剪切和扭转。
实际结构中的构件往往是几种受力形式的组合,如梁承受弯曲与剪力;柱子受到压力与弯矩等。
   四、材料强度的基本概念
   结构杆件所用材料在规定的荷载作用下,材料发生破坏时的应力称为强度,规定不破坏的规定,称为强度规定。根据外力作用方式不同,材料有抗拉强度、抗压强度、抗剪强度等。对有屈服点的钢材尚有屈服强度和极限强度的区别。
   在相同条件下,材料的强度高,则结构的承载力也高。
   五、杆件稳定的基本概念
   在工程结构中,受压杆件假如比较细长,受力达成一定的数值(这时一般未达成强度破坏)时,杆件忽然发生弯曲,以致引起整个结构的破坏,这种现象称为失稳。因此,受压杆件要有稳定性规定。辅导用书图
1A41101l-3为一个细长的压杆,承受轴向压力P,当压力P增长到Pu时,压杆的直线平衡状态失去了稳定。Pu具有临界的性质,因此称为临界力。两端铰接的压杆,临界力的计算公式见考试用书,临界力Pu的大小与下列因素有关:
 (1)压杆的材料:钢柱的Pu比木柱大,由于钢柱的弹性模量E大;
 (2)压杆的截面形状与大小:截面大不易失稳,由于惯性矩大;
 (3)压杆的长度L:长度大,Pu小,易失稳;
 (4)压杆的支承情况:两端固定的与两端铰接的比,前者Pu大。  
 不同支座情况的l临界力的计箅公式为见辅导用书。
    当构件长细比过大时,经常会发生失稳破坏,我们在计算这类柱子的承载能力时,引入一个小于1的系数来反映其减少的限度。系数值可根据长细比算出来,也可查表得出来。
掌握房屋结构的合用性规定
1A411012掌握房屋结构的合用性规定
 一、房屋结构合用性
 房屋结构除了要保证安全外,还应满足合用性的规定,在设计中称为正常使用的极限状悉。
 这种极限状态相应于结构或构件达成正常使用或耐久性的某项规定的限值,它涉及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,使结构的耐久性受影响。
 二、杆件刚度与梁的位移计算
 结构杆件在规定的荷载作用下,虽有足够的强度,但其变形也不能过大,假如变形超过了允许的范围,也会影响正常的使用。限制过大变形的规定即为刚度规定,或称为正常使用下的极限状态规定。
 梁的变形重要是弯矩所引起的,叫弯曲变形。剪力所引起的变形很小,可以忽略不计。
 三、混凝土结构的裂缝控制
   裂缝控制重要针对混凝土梁(受弯构件)及受拉构件。裂缝控制分为三个等级:
   (1)构件不出现拉应力;
   (2)构件虽有拉应力,但不超过混凝土的抗拉强度;
   (3)允许出现裂缝,但裂缝宽度不超过允许值。
   对(1)、(2)等级的混凝土构件,一般只有预应力构件才干达成。