文档介绍：一、建筑结构工程的可靠性
1、可靠性
安全性、适用性、耐久性概括为结构的可靠性。
2、两种极限状态
我国的设计就是基于极限状态的设计
承载力极限状态(影响结构或构件的安全性)
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;
在反复荷载下构件或连接发生疲劳破坏。
正常使用极限状态(影响结构或构件的耐久性)
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。
3、结构工程适用性
限制变形过大的要求即为刚度要求,或称为正常使用下的极限状态要求
1)悬臂梁端部的最大位移公式
f=ql4/8EI
四因素影响构件的位移:荷载、材料性能、杆件截面、杆件跨度。
2)混凝土结构的裂缝控制
裂缝控制
4、结构工程耐久性
1)耐久性的定义
结构的耐久性是指结构在规定的工作环境中,在预期的使用年限内,在正常维护条件下不需要进行大修就能完成预定功能的能力。
2)结构的使用年限
临时性建筑-------5年
易于替换的结构构件-----25年
普通房屋和构筑物---------50年
混凝土结构耐久性的环境类别
按照混凝土结构所处环境对钢筋和混凝土材料腐蚀机理分类
I 一般环境保护层混凝土碳化引起钢筋锈蚀
II 冻融环境反复冻融导致混凝土损伤
III 海洋***化物环境***盐引起钢筋锈蚀
IV 其他***化物环境***盐引起钢筋锈蚀
V 化学腐蚀环境硫酸盐等化学物质对混凝土的腐蚀
4)混凝土结构耐久性的要求
(1)混凝土最低强度等级
50年普通建筑,对应的环境类别I—A、I—B、I—C,所用的混凝土最低强度等级分别为C25、C30、C35。
(2)一般环境中混凝土材料和钢筋最小保护层
混凝土强度等级
大截面混凝土墩柱在加大混凝土保护层厚度的前提下,其混凝土强度等级可低于标准要求,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,强度等级不应低于C25和C20;
钢筋保护层
50年普通建筑,对应的环境类别I—A、I—B、I—C,所对应的钢筋最小保护层厚度为20mm、25mm、40mm;
当采用的混凝土强度比标准值低一个等级时,混凝土保护层厚度应增加5mm;当低两个等级时,混凝土保护层厚度应增加10mm;
预应力钢筋保护层
具有连续密封套管的后张预应力钢筋,其混凝土保护层可与普通钢筋相同且不应小于孔道直径的1/2;否则应比普通钢筋增加10mm;
先张法构件中预应力钢筋在全预应力状态下的保护层厚度可与普通钢筋相同,否则应比普通钢筋增加10mm;
直径大于16mm的热轧预应力钢筋保护层厚度可与普通钢筋相同。
二、建筑结构平衡的技术
1、平面力系的平衡条件及作用
1)一般平面汇交力系的平衡条件
作用在同一物体上的力系,作用线都在同一平面内,且汇交于一点,这种力系称为平面汇交力系。
平面汇交力系的平衡条件为∑X=0,∑Y=0。
2)一般平面力系的平衡条件还要加上力矩的平衡。
平面力系的平衡条件为∑X=0,∑Y=0,∑M=0。
2、结构平衡的条件
1)剪力图和弯矩图
(1)悬臂梁(集中荷载)
(2)简支梁(均布荷载)
(3)伸臂梁(集中、均布荷载共同作用)
3、防止结构倾覆的技术要求
对于悬挑的构件(如阳台、雨棚、探头板等),挡土墙、起重机械等,防止倾覆的技术要求是:引起倾覆的力矩M(倾)应小于抵抗倾覆的力矩M(抗),为了安全起见,常常取M(抗)=(~)M(倾)。
三、建筑结构抗震的构造要求
1、地震的分类
火山地震、塌陷地震、构造地震
2、地震级别和地震烈度
地震震级只有一个;
地震烈度分为12个等级,用M表示;
M>5,对建筑物引起不同程度的破坏,统称为破坏性地震;
M>7,称为强烈地震或大振;
M>8,称为特大地震。
3、抗震设防烈度
基本烈度:在设计基准期超越概率为10%的地震烈度;
一般情况下,抗震设防烈度可采用中国地震参数区划图的地震基本烈度。
4、抗震设防的基本思想和原则
三个水准:
小震不坏,中震可修,大震不倒。
三个水准的抗震设防目标是:
当遭受本地区抗震设防烈度多遇的地震影响时,建筑物一般不受损坏或不需修理仍可使用;当遭受相当于本地区抗震设防烈度的地震影响时,可能损坏,经一般修理或不需修理仍能继续使用;当遭受高于本地区抗震设防烈度的罕见地震影响时,不会倒塌或发生危及生命的严重破坏。
5、抗震设防分类
我国将抗震设防类别分为甲、乙、丙、丁四类。
大量的建筑属于丙类