2007年一級(jí)建造師工程管理與實(shí)務(wù)精講第4講

字號(hào):

1A411022掌握結(jié)構(gòu)平衡的條件
    1A411022掌握結(jié)構(gòu)平衡的條件
    一、力的基本性質(zhì)
    (1)力的作用效果
    促使或限制物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變,稱力的運(yùn)動(dòng)效果;促使物體發(fā)生變形或破壞,稱力的變形效果。
    (2)力的三要素
    力的大小、力的方向和力的作用點(diǎn)的位置稱力的三要素。
    (3)作用與反作用原理
    力是物體之間的作用,其作用力與反作用力總是大小相等,方向相反,沿同一作用線相互作用于兩個(gè)物體。
    (4)力的合成與分解
    作用在物體上的兩個(gè)力用一個(gè)力來(lái)代替稱力的合成。力可以用線段表示,線段長(zhǎng)短表示力的大小,起點(diǎn)表示作用點(diǎn),箭頭表示力的作用方向。力的合成可用平行四邊形法則。利用平行四邊形法則也可將一個(gè)力分解為兩個(gè)力。但是力的合成只有一個(gè)結(jié)果,而力的分解會(huì)有多種結(jié)果。
    (5)約束與約束反力
    工程結(jié)構(gòu)是由很多桿件組成的一個(gè)整體,其中每一個(gè)桿件的運(yùn)動(dòng)都要受到相聯(lián)桿件、節(jié)點(diǎn)或支座的限制或稱約束。約束桿件對(duì)被約束桿件的反作用力,稱約束反力。
    二、平面力系的平衡條件及其應(yīng)用
    (一)物體的平衡狀態(tài)
    物體相對(duì)于地球處于靜止?fàn)顟B(tài)和等速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài),力學(xué)上把這兩種狀態(tài)都稱為平衡狀態(tài)。
    (二)平衡條件
    物體在許多力的共同作用下處于平衡狀態(tài)時(shí),這些力(稱為力系)之間必須滿足一定的條件,這個(gè)條件稱為力系的平衡條件。
    1.二力的平衡條件:作用于同一物體上的兩個(gè)力大小相等,方向相反,作用線相重臺(tái),這就是二力的平衡條件。
    2.平面匯交力系的平衡條件:一個(gè)物體上的作用力系,作用線都在同一平面內(nèi),且匯交于一點(diǎn),這種力系稱為平面匯交力系。平面匯交力系的平衡條件是,EX=O和EY=O。
    3.一般平面力系的平衡條件還要加上力矩的平行,所以平面力系的平衡條件是∑x=0,∑Y=O和∑M= 0。
    (三)利用平衡條件求未知力
    一個(gè)物體,重量為w,通過(guò)兩條繩索AC和BC吊著,計(jì)算AC、BC拉力的步驟為;首先取隔離體,作出隔離體受力圖;然后再列平衡方程,∑X=o,∑Y=o,求未知力。見(jiàn)輔導(dǎo)用書(shū)10頁(yè)。
    (四)靜定桁架的內(nèi)力計(jì)算
    1.桁架的計(jì)算簡(jiǎn)圖,先進(jìn)行如下假設(shè)。
    (1)桁架的節(jié)點(diǎn)是鉸接;
    (2)每個(gè)桿件的軸線是直線,井通過(guò)鉸的中心;
    (3)荷載及支座反力都作用在節(jié)點(diǎn)上。
    2.用節(jié)點(diǎn)法計(jì)算桁架軸力:先用靜定平衡方程式求支座反力 ,再截取節(jié)點(diǎn),為隔離體作為平衡對(duì)象,求桿件的未知力。
    二力桿:力作用于桿件的的兩端并沿桿件的軸線,稱軸力。軸力分拉力和壓力兩種。只有軸力的桿稱二力桿。
    3.用截面法計(jì)算桁架軸力:截面法是求桁架桿件內(nèi)力的另一種方法,首先,求支座反力,然后在桁架中作一截面,截?cái)嗳齻€(gè)桿件,出現(xiàn)三個(gè)未知力,可利Ex=0,EY= 0, Em=0,求出未知力。
    (五)用截面法計(jì)算單跨靜定梁的內(nèi)力
    桿件結(jié)構(gòu)可以分為靜定結(jié)構(gòu)和超靜定結(jié)構(gòu)兩類。可以用靜力平衡條件確定全部反力和內(nèi)力的結(jié)構(gòu)叫靜定結(jié)構(gòu)。
    1A411023掌握防止結(jié)構(gòu)傾覆的技術(shù)要求
    (一)力偶、力矩的特性
    (二)防止構(gòu)件(或機(jī)械)傾覆的技術(shù)要求
    對(duì)于懸挑構(gòu)件(如陽(yáng)臺(tái)、雨篷、探頭板等)、擋土墻、起重機(jī)械防止傾覆的基本要求是,引起傾覆的力矩應(yīng)小于抵抗傾覆的力矩。
    1A411024熟悉結(jié)構(gòu)抗震的構(gòu)造要求
    1.地震的震級(jí)及烈度
    地震是由于某種原因引起的強(qiáng)烈地動(dòng),是一種自然現(xiàn)象。地震的成因有三種:火山地震、塌陷地震和構(gòu)造地震?;鹕降卣鹗怯捎诨鹕奖l(fā),地下巖漿迅猛沖出地面時(shí)而引起的地動(dòng)。塌陷地震是由于石灰?guī)r層地下溶洞或古舊礦坑的大規(guī)模崩塌而引起的地動(dòng),它數(shù)量少,震源淺。以上兩種地震釋放能量較小,影響范圍和造成的破壞程度也較小。構(gòu)造地震是由于地殼運(yùn)動(dòng)推擠巖層,造成地下巖層的薄弱部位突然發(fā)生錯(cuò)動(dòng)、斷裂而引起的地動(dòng)。此種地震破壞性大,影響面廣,而且發(fā)生頻繁,約占破壞性地震總量的95%以上。房屋構(gòu)造抗震主要是研究構(gòu)造地震。
    地殼深處發(fā)生巖層斷裂、錯(cuò)動(dòng)的部位稱震源。震源正上方的地方位置叫震中。震中附近地面震動(dòng)厲害,也是破壞嚴(yán)重的地區(qū),稱為震中區(qū)。地面某處至震中的水平距離稱為震中距。震中至震源的垂直距離稱為震源深度。
    我國(guó)發(fā)生的絕大多數(shù)地震屬于淺源地震,一般深度為5~40km,淺源地震造成的危害大。如唐山大地震斷裂巖層約llkm,屬于淺源地震。
    震級(jí)是按照地震本身強(qiáng)度而定的等級(jí)標(biāo)度,用以衡量某次地震的大小,用符號(hào)M表幣。震級(jí)的大小是地震釋放能量多少的尺度,也是地震規(guī)模的指標(biāo),其數(shù)值是根據(jù)地震帶記錄到的地震波圖來(lái)確定的。地震只有一個(gè)震級(jí)。目前,國(guó)際上比較通用的是里氏震級(jí)。
    地震發(fā)生后,各地區(qū)的影響程度不同,通常用地震烈度來(lái)描述。如人的感覺(jué)、器物反應(yīng)、地表現(xiàn)象、建筑物的破壞程度。世界上多數(shù)國(guó)家采用的是12個(gè)等級(jí)劃分的烈度表。
    地震烈度是指某一地區(qū)的地面及建筑物遭受地震影響的強(qiáng)弱程度。一般地說(shuō),距震中愈遠(yuǎn),地震影響愈小,烈度就愈?。环粗?,距震中愈近,烈度就愈高。此外,地震烈度還與地震大小、震源深淺、地震傳播介質(zhì)、表土性質(zhì)、建筑物的動(dòng)力特性、施工質(zhì)量等許多因素有關(guān)。
    一個(gè)地區(qū)基本烈度是指該地區(qū)今后一定時(shí)間內(nèi),在一般場(chǎng)地條件下可能遭遇的大地震烈度?;玖叶却篌w為在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期超越概率為10%的地震烈度。為了進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì),按國(guó)家規(guī)定的權(quán)限批準(zhǔn)審定作為一個(gè)地區(qū)抗震設(shè)防的地震烈度稱為抗震設(shè)防烈度。一般情況下,抗震設(shè)防裂度可采用中國(guó)地震參數(shù)區(qū)劃圖的地震基本烈度。
    2.抗震設(shè)防
    抗震設(shè)防是指房屋進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)和采用抗震措施,來(lái)達(dá)到抗震效果??拐鹪O(shè)防的依據(jù)是抗震設(shè)防烈度。
    (1)抗震設(shè)防的基本思想
    現(xiàn)行抗震設(shè)計(jì)規(guī)范適用于抗震設(shè)防烈度為6、7、8、9度地區(qū)建筑工程的抗震設(shè)計(jì)、隔震、消能減震設(shè)計(jì)??拐鹪O(shè)防是以現(xiàn)有的科技水平和經(jīng)濟(jì)條件為前提的。以北京地區(qū)為例,抗震設(shè)防烈度為8度,超越8度的概率為10“左右。
    我國(guó)規(guī)范抗震設(shè)防的基本思想和原則是“三個(gè)水準(zhǔn)”為抗震設(shè)防目標(biāo)。簡(jiǎn)單地說(shuō)就是“小震不壞、大震不倒”。
    “三個(gè)水準(zhǔn)”的抗震設(shè)防目標(biāo)是:當(dāng)遭受低于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的多遇地震影響時(shí),建筑物一般不受損壞或不需修理仍可繼續(xù)使用;當(dāng)遭受相當(dāng)于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的地震影響時(shí),可能損壞,經(jīng)一般修理或不需修理仍可繼續(xù)使用;當(dāng)遭受高于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度預(yù)估的罕遇地震影響時(shí),不會(huì)倒塌或發(fā)生危及生命的嚴(yán)重破壞。
    (2)建筑抗震設(shè)防分類
    建筑物的抗震設(shè)計(jì)根據(jù)其使用功能的重要性分為甲類、乙類、丙類、丁類四個(gè)抗震設(shè)防類別。大量的建筑物屬于丙類,這類建筑的地震作用和抗震措施均應(yīng)符合本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的要求。
    (3)抗震結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計(jì)
    在強(qiáng)烈地震作用下,建筑物的破壞機(jī)理和過(guò)程是十分復(fù)雜的。對(duì)一個(gè)建筑物要進(jìn)行精確的抗震計(jì)算也是非常困難的。因此,在對(duì)建筑物進(jìn)行抗震設(shè)防的設(shè)計(jì)時(shí),根據(jù)以往地震災(zāi)害的經(jīng)驗(yàn)和科學(xué)研究的成果首先進(jìn)行“概念設(shè)計(jì)”。概念設(shè)計(jì)可以使我們提高建筑物總體上的抗震能力。數(shù)值設(shè)計(jì)是對(duì)地震作用效應(yīng)進(jìn)行定量計(jì)算,而概念設(shè)計(jì)是根據(jù)地震災(zāi)害和工程經(jīng)驗(yàn)所形成的基本設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)思想,進(jìn)行建筑和結(jié)構(gòu)總體布量并確定細(xì)部構(gòu)造的過(guò)
    程。概念設(shè)計(jì)要考慮呲下因素:
    1)選擇對(duì)抗震有利的場(chǎng)地,避開(kāi)不利的場(chǎng)地。開(kāi)闊平坦密實(shí)均勻中硬土地段是有利場(chǎng)地。不利場(chǎng)地一般是指軟弱土、易液化土、山嘴孤丘、陡坡河岸、采空區(qū)和土質(zhì)不均勻的場(chǎng)地。
    2)建筑物形狀力求簡(jiǎn)單、規(guī)則,避免地震時(shí)發(fā)生扭轉(zhuǎn)和應(yīng)力集中而形成薄弱部位。
    3)選擇技術(shù)先進(jìn)叉經(jīng)濟(jì)合理的抗震結(jié)構(gòu)體系,地震力的傳遞路線合理明確,并有道抗震防線。
    4)保證結(jié)構(gòu)的整體性,并使結(jié)構(gòu)和連接部位具有較好的延性。
    5)選擇抗震性能比較好的建筑材料。
    6)非結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)與承重結(jié)構(gòu)有可靠的連接以滿足抗震要求。
    3.抗震構(gòu)造措施
    (1)多層砌體房屋的抗震構(gòu)造措施
    多層砌體房屋是我們目前的主要結(jié)構(gòu)類型之一。但是這種結(jié)構(gòu)材料脆性大,抗拉、抗剪能力低,抵抗地震的能力差。震害表明,在強(qiáng)烈地震作用下,多層砌體房層的破壞部位主要是墻身,樓蓋本身的破壞較輕。因此,采取如下措施:
    1)設(shè)置鋼筋混凝土構(gòu)件柱,減少墻身的破壞,并改善其抗震性能,提高延性。
    2)設(shè)置鋼筋混凝土圈梁與構(gòu)造柱連接起來(lái)。增強(qiáng)了房屋的整體性,改善了房屋的抗震性能,提高了抗震能力。
    3)加強(qiáng)墻體的連接,樓板和梁應(yīng)有足夠的長(zhǎng)度和可靠連接。
    4)加強(qiáng)樓梯間的整體性等。
    (2)框架結(jié)構(gòu)構(gòu)造措施
    鋼筋混凝土框架房屋是我國(guó)工業(yè)與民用建筑較常用的結(jié)構(gòu)形式。震害調(diào)查表明,框架結(jié)構(gòu)震害的嚴(yán)重部位多發(fā)生在框架梁柱節(jié)點(diǎn)和填充墻處。一般是柱的震害重于梁,柱頂?shù)恼鸷χ赜谥?,角柱的震害重于?nèi)柱,短柱的震害重于一般柱,為此采取了一系列措施。把框架設(shè)計(jì)成延性框架,遵守強(qiáng)柱、強(qiáng)節(jié)點(diǎn)、強(qiáng)錨固,避免短柱、加強(qiáng)角柱,框架沿高度不宜突變,避免出現(xiàn)薄弱層,控制小配筋率,限制配筋小直徑等原則。構(gòu)造上采取受力筋錨崮適當(dāng)加長(zhǎng),節(jié)點(diǎn)處箍筋適當(dāng)加密等措施。
    (3)設(shè)置必要的防震縫
    不論什么結(jié)構(gòu)形成,防震縫可以將不規(guī)則的建筑物分割成幾個(gè)規(guī)則的結(jié)構(gòu)單元,每個(gè)單元在地震作用下受力明確合理,避免產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)或應(yīng)力集中的薄弱部位,有利于抗震。