文档介绍：qqqqqq 1A411011 掌握建筑结构工程的安全性
一、建筑结构的功能要求
结构设计的主要目的是要保证所建造的结构安全适用应具有三个功能:安全性,适用性,耐久性,该三性概括为结构的可靠性。
1、安全性、适用性和耐久性概括称为结构的可靠性。
(1)结构应具有安全性
在正常施工和正常使用的条件下,结构应能承受可能出现的各种荷载作用和变形而不发生破坏;在偶然事件发生后,结构仍能保持必要的整体稳定性。
例如:强烈地震、爆炸来临时,结构应能保持稳定不会发生倒塌。自重、吊车,风和积雪等荷载作用下,坚固不坏。
(2)结构应具有适用性
例如:单层工业厂房的吊车梁,正常使用时,不能变形过大,否则影响正常使用。蓄水池地板,正常使用时,不能有裂缝,否则不能蓄水。
(3)结构应具有耐久性
结构应具有一定的寿命。例如:混凝土老化、腐蚀或钢筋锈蚀等
二、两种极限状态
1、极限状态通常分为:承载能力极限状态(要求标准高些)与正常使用极限状态。我国的设计是基于极限状态的设计。
荷载效应:荷载作用下结构或构件产生的内力(轴力、剪力、弯矩等)、变形(梁的挠度、柱顶的位移)和裂缝等,抵抗能力构件抵抗上述荷载效应的能力,与截面大小、形状及材料性质和分布有关。(R=ƒ1A)
S>R,构件将破坏,即属于不可靠状态;
S<R,则构件属于可靠状态;
S=R,则构件处于即将破坏的边缘状态,称为极限状态。
S—为作用于构件的轴向拉力;ƒ1—构件材料单位面积的抗拉强度;A—构件截面面积。R—构件对轴向拉力的抵抗能力。
承载力极限状态:达到最大承载力或不适于继续承载变形,包括:构件或连接强度超过而破坏、刚体失去平衡(倾覆、滑移)、反复荷载下疲劳破坏。所有结构构件必须按承载力极限状态计算。---强度要求
正常使用的极限状态:包括构件在正常使用条件下产生过度变形;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。(适用性)--刚性要求
2、对所有结构和构件都必须按承载力极限状态进行计算,施工是应严格保证施工质量,以满足结构的安全性。---刚度要求
典型题型:
下列不属于构件承载能力极限状态的是( d )。
三、杆件的受力形式
杆件的基本受力形式(5种):拉伸、压缩、弯曲、剪切、扭转。
四、材料强度的基本概念
材料发生破坏时的应力称为强度(简单的说是抵抗外力的能力)。要求不破坏的要求称为强度要求。
外力作用方式不同,材料有抗拉强度,抗压强度,抗剪强度,等。对有屈服点的钢材有屈服强度和极限强度。
五、杆件稳定的基本概念
在工程结构中,受压杆件如果比较细长,受力达到一定的数值(未达到强度破坏)时,杆件突然发生弯曲,一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的要求。
临界力Pij 的大小与下列因素有关:Pij=π2EIι2
1、压杆的材料:钢柱的Pij 木柱大,因为钢柱的弹性模量E大。
2、压杆的截面形状与大小:界面大不易失稳,因为惯性距I大。
3、压杆的长度L:长度大,Pij 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Pij 大。
当柱的一端固定一端自由时,Lo=2L;两端固定时,Lo=;一端固定一端铰支时,Lo=;两端铰支时,Lo=L。(注意排序Lo—计算长度不是杆件的实际长度)
临界应力:等于临界力除以压杆的横截面积A,是指临界力作用下压杆仍处于直线状态是的应力。回转半径(惯性半径)i=IA,长细比λ=l0i.
长细比由界面形状和尺寸确定,是影响临界力的综合因素。
当杆件长细比过大时,引入一个小于1的系数来反映其降低的程度。
1A411012 熟悉建筑结构工程的适用性
一、建筑结构适用性
房屋结构除了要保证安全外,还应满足适用性要求,在设计中称为正常使用的极限状态。包括构件在正常使用条件下产生过度变形;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。
二、构件刚度与梁的位移计算
限制过大变形的要求即为刚度要求,或称为正常使用下的极限状态要求。
梁的变形主要是弯矩引起的,叫弯曲变形。剪力引起的变形较小,可忽略不计。
悬臂梁端部的最大位移(变形)为:ƒ=ql48EI
从公式中可以看出,影响位移因素除(4个)荷载外,还有:
(1)材料的性能:与材料的弹性模量E成反比;
(2)构件的截面:与截面的惯性矩I成反比;矩形I=bh3/12; 圆形I=;
(3)构件的跨度:与跨度l的n次方成正比,此因素影响最大。
三、混凝土结构的裂缝控制
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,但不超混凝