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1A410000  建筑工程技术
1A411000建筑结构与构造
1A411010建筑结构的可靠性
一、建筑结构的功能要求
(1)安全性(对应承载能力极限状态,是强度、稳定性问题)
在正常施工和正常使用条件下,结构能承受各种荷载、变形作用而不破坏、不失稳、不倒塌。
(2)适用性(对应正常使用极限状态,是刚度、变形问题)
在正常使用时,结构应具有良好的工作性能,不产生影响使用的变形、裂缝。
(3)耐久性
在正常维护条件下,结构应能在设计使用年限内满足各项功能要求。
安全性、适用性和耐久性概括称为结构的可靠性。
二、两种极限状态
,失稳破坏(即失去平衡,如倾覆、滑移等),疲劳破坏。
,过早产生裂缝,产生过大振幅。
1A411011掌握建筑结构的安全性
一、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,如梁承受弯曲与剪切,柱子受到压力与弯矩等。
二、材料强度的基本概念
根据外力作用方式的不同,材料有抗拉强度、抗压强度、抗剪强度等;对有屈服点的钢材,还有屈服强度和极限强度的区别。
三、杆件稳定的基本概念
为受压构件失稳破坏的临界临界力。两端铰接的压杆,临界力的计算公式为:,的大小与下列因素有关:
(1)压杆的材料:钢柱的比木柱大,因为钢柱的弹性模量大;
(2)压杆的截面形状与大小:截面大不易失稳,因为惯性矩大;
(3)压杆的长度:长度大,小,易失稳;
(4)压杆的支承情况:两端固定的与两端铰接的比,前者大,不同支座情况的临界力的计算公式为:,称为压杆的计算长度。
当柱的一端固定一端自由时,;两端固定时,;一端固定一端铰支时,;两端铰支时,。
(5)压杆的长细比,称作长细比,由截面形状和尺寸来确定,是影响临界力的综合因素,当长细比过大时,常常会发生失稳破坏。
1A411012熟悉建筑结构工程的适用性
一、杆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。梁的变形主要是弯矩所引起的,叫弯曲变形,剪力引起的变形很小,可以忽略不计。
悬臂梁端部的最大位移为:,影响位移因素有:
(1)荷载大小:与线荷载成正比;
(2)材料性能:与材料的弹性模量成反比;
(3)构件的截面:与截面的惯性矩成反比,如矩形截面梁,其截面惯性矩;
(4)构件的跨度:与跨度的4次方成正比,此因素影响最大。
二、混凝土结构的裂缝控制
裂缝控制主要针对混凝土梁(受弯构件)及受拉构件,裂缝控制分为三个等级:
(1)不允许出现拉应力;
(2)允许出现拉应力,但拉应力不超过混凝土抗拉强度;
(3)允许出现裂缝,但裂缝宽度不超过规范允许值。
对于(1)、(2)等级的控制要求,一般只有预应力构件才能达到。
1A411013熟悉建筑结构工程的耐久性
二、结构设计使用年限
设计使用年限是设计规定的一个时期,在这一时期内,只需正常维修(不需大修),就能完成预定功能,即房屋在正常设计、正常施工、正常使用和正常维护下所应达到的使用年限。
设计使用年限分类表
类别
设计使用年限(年)
示例
1
5
临时性结构
2
25
易于替换的结构构件
3
50
普通房屋和构筑物
4
100
纪念性建筑和特别重要的建筑结构
三、混凝土结构耐久性的环境类别
根据对钢筋和混凝土材料的腐蚀机理,结构所处环境可分为五类:
环境类别
名称
腐蚀机理
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
海洋氯化物环境
氯盐引起钢筋锈蚀
Ⅳ
除冰盐等其他氯化物环境
氯盐引起钢筋锈蚀
V
化学腐蚀环境
硫酸盐等化学物质对混凝土的腐蚀
四、混凝土结构环境作用等级
环境作用等级表
环境作用等级
环境类别
A
轻微
B
轻度
C
中度
D
严重
E
非常严重
F
极端严重
一般环境
Ⅰ-A
Ⅰ-B
Ⅰ-C
冻融环境
Ⅱ-C
Ⅱ-D
Ⅱ-E
海洋氯化物环境
Ⅲ-C
Ⅲ-D
Ⅲ-E
Ⅲ-F
除冰盐等其他氯化物环境
Ⅳ-C
Ⅳ-D
Ⅳ-E
化学腐蚀环境
V-C
V-D
V-E
五、混凝土结构耐久性的要求
要提高混凝土结构的设计使用年限,应提高混凝土强度等级,增加钢筋保护层厚度,降低水胶比。
混凝土强度等级应同