1A410000建筑工程技術(shù)
1A411000房屋結(jié)構(gòu)工程技術(shù)
1A411010房屋結(jié)構(gòu)工程的可靠性技術(shù)要求
lA411011掌握房屋結(jié)構(gòu)的安全性要求
一、結(jié)構(gòu)的功能要求
結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要目的是要保證所建造的結(jié)構(gòu)安全適用，能夠在規(guī)定的期限內(nèi)滿足各種預(yù)期的功能要求，并且要經(jīng)濟(jì)合理。具體說來，結(jié)構(gòu)應(yīng)具有以下幾項功能：
（1）安全性。在正常施工和正常使用的條件下，結(jié)構(gòu)應(yīng)能承受可能出現(xiàn)的各種荷載作用和變形而不發(fā)生破壞；在偶然事件發(fā)生后，結(jié)構(gòu)仍能保持必要的整體穩(wěn)定性。例如，廠房結(jié)構(gòu)平時受自重、吊車、風(fēng)和積雪等荷載作用時，均應(yīng)堅固不壞，而在遇到強烈地震、爆炸等偶然事件時，容許有局部的損傷，但應(yīng)保持結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定而不發(fā)生倒塌。
（2）適用性。在正常使用時，結(jié)構(gòu)應(yīng)具有良好的工作性能。如吊車梁變形過大會使吊車無法正常運行，水池出現(xiàn)裂縫便不能蓄水等，都影響正常使用，需要對變形、裂縫等進(jìn)行必要的控制。
（3）耐久性。在正常維護(hù)的條件下，結(jié)構(gòu)應(yīng)能在預(yù)計的使用年限內(nèi)滿足各項功能要求，也即應(yīng)具有足夠的耐久性。例如，不致因混凝土的老化、腐蝕或鋼筋的銹蝕等而影響結(jié)構(gòu)的使用壽命。
安全性、適用性和耐久性概括稱為結(jié)構(gòu)的可靠性。
二、兩種極限狀態(tài)
為了使設(shè)計的結(jié)構(gòu)既可靠又經(jīng)濟(jì)，必須進(jìn)行兩方面的研究：一方面研究各種“作用”在結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生的各種效應(yīng)；另一方面研究結(jié)構(gòu)或構(gòu)件抵抗這些效應(yīng)的內(nèi)在的能力。這里所謂的“作用”主要是指各種荷載，如構(gòu)件自重、人群重量、風(fēng)壓和積雪重等；此外還有外加變形或約束變形，如溫度變化、支座沉降和地震作用等。后者中有一些往往被簡化為等效的荷載作用，如地震荷載等。本書主要討論荷載以及荷載所產(chǎn)生的各種效應(yīng)，即荷載效應(yīng)。荷載效應(yīng)是在荷載作用下結(jié)構(gòu)或構(gòu)件內(nèi)產(chǎn)生的內(nèi)力（如軸力、剪力、彎矩等）、變形（如梁的撓度、柱頂位移等）和裂縫等的總稱。所謂抵抗能力是指結(jié)構(gòu)或構(gòu)件抵抗上述荷載效應(yīng)的能力，它與截面的大小和形狀咀及材料的性質(zhì)和分布有關(guān)。為了說明這兩方面的相互關(guān)系，現(xiàn)舉一個中心受拉構(gòu)件的例子（輔導(dǎo)用書圖1A411011一1）。
這里，荷載效應(yīng)是外荷載在構(gòu)件內(nèi)產(chǎn)生的軸向拉力s。設(shè)構(gòu)件截面積為A，構(gòu)件材料單位面積的抗拉強度為f1，則構(gòu)件對軸向拉力的抵抗能力為R=f1／A。顯然：
若S＞R，則構(gòu)件將破壞，即屬于不可靠狀態(tài)；
若S＜R，則構(gòu)件屬于可靠狀態(tài)；
若s＝R，則構(gòu)件處于即將破壞的邊緣狀態(tài)，稱為極限狀態(tài)。
很明顯，S＞R是不可靠的，R比S超出很多是不經(jīng)濟(jì)的。我國的設(shè)計就是基于極限狀態(tài)的設(shè)計。
推廣到一般情況，如結(jié)構(gòu)或構(gòu)件超過某一特定狀態(tài)就不能滿足上述某項規(guī)定的功能要求時，稱這一狀態(tài)為極限狀態(tài)。極限狀態(tài)通?？煞譃槿缦聝深悾撼休d力極限狀態(tài)與正常使用極限狀態(tài)。
承載能力極限狀態(tài)是對應(yīng)于結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到大承載能力或不適于繼續(xù)承載的變形，它包括結(jié)構(gòu)構(gòu)件或連接因強度超過而破壞，結(jié)構(gòu)或其一部分作為剛體而失去平衡（如傾覆、滑移），在反復(fù)荷載下構(gòu)件或連接發(fā)生疲勞破壞等。這一極限狀態(tài)關(guān)系到結(jié)構(gòu)全部或部分的破壞或倒塌，會導(dǎo)致人員的傷亡或嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，所以對所有結(jié)構(gòu)和構(gòu)件都必須按承載力極限狀態(tài)進(jìn)行計算，施工時應(yīng)嚴(yán)格保證施工質(zhì)量，以滿足結(jié)構(gòu)的安全性。
三、掌握桿件的受力形式
結(jié)構(gòu)桿件的基本受力形式按其變形特點可歸納為以下五種：拉伸、壓縮、彎曲、剪切和扭轉(zhuǎn)。
實際結(jié)構(gòu)中的構(gòu)件往往是幾種受力形式的組合，如梁承受彎曲與剪力；柱子受到壓力與彎矩等。
四、材料強度的基本概念
結(jié)構(gòu)桿件所用材料在規(guī)定的荷載作用下，材料發(fā)生破壞時的應(yīng)力稱為強度，要求不破壞的要求，稱為強度要求。根據(jù)外力作用方式不同，材料有抗拉強度、抗壓強度、抗剪強度等。對有屈服點的鋼材還有屈服強度和極限強度的區(qū)別。
在相同條件下，材料的強度高，則結(jié)構(gòu)的承載力也高。
五、桿件穩(wěn)定的基本概念
在工程結(jié)構(gòu)中，受壓桿件如果比較細(xì)長，受力達(dá)到一定的數(shù)值（這時一般未達(dá)到強度破壞）時，桿件突然發(fā)生彎曲，以致引起整個結(jié)構(gòu)的破壞，這種現(xiàn)象稱為失穩(wěn)。因此，受壓桿件要有穩(wěn)定性要求。輔導(dǎo)用書圖1A41101l-3為一個細(xì)長的壓桿，承受軸向壓力P，當(dāng)壓力P增加到Pu時，壓桿的直線平衡狀態(tài)失去了穩(wěn)定。Pu具有臨界的性質(zhì)，因此稱為臨界力。兩端鉸接的壓桿，臨界力的計算公式見考試用書，臨界力Pu的大小與下列因素有關(guān)：
（1）壓桿的材料：鋼柱的Pu比木柱大，因為鋼柱的彈性模量E大；
（2）壓桿的截面形狀與大?。航孛娲蟛灰资Х€(wěn)，因為慣性矩大；
（3）壓桿的長度L：長度大，Pu小，易失穩(wěn)；
（4）壓桿的支承情況：兩端固定的與兩端鉸接的比，前者Pu大。
不同支座情況的l臨界力的計箅公式為見輔導(dǎo)用書。
當(dāng)構(gòu)件長細(xì)比過大時，常常會發(fā)生失穩(wěn)破壞，我們在計算這類柱子的承載能力時，引入一個小于1的系數(shù)來反映其降低的程度。系數(shù)值可根據(jù)長細(xì)比算出來，也可查表得出來。
掌握房屋結(jié)構(gòu)的適用性要求
1A411000房屋結(jié)構(gòu)工程技術(shù)
1A411010房屋結(jié)構(gòu)工程的可靠性技術(shù)要求
lA411011掌握房屋結(jié)構(gòu)的安全性要求
一、結(jié)構(gòu)的功能要求
結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要目的是要保證所建造的結(jié)構(gòu)安全適用，能夠在規(guī)定的期限內(nèi)滿足各種預(yù)期的功能要求，并且要經(jīng)濟(jì)合理。具體說來，結(jié)構(gòu)應(yīng)具有以下幾項功能：
（1）安全性。在正常施工和正常使用的條件下，結(jié)構(gòu)應(yīng)能承受可能出現(xiàn)的各種荷載作用和變形而不發(fā)生破壞；在偶然事件發(fā)生后，結(jié)構(gòu)仍能保持必要的整體穩(wěn)定性。例如，廠房結(jié)構(gòu)平時受自重、吊車、風(fēng)和積雪等荷載作用時，均應(yīng)堅固不壞，而在遇到強烈地震、爆炸等偶然事件時，容許有局部的損傷，但應(yīng)保持結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定而不發(fā)生倒塌。
（2）適用性。在正常使用時，結(jié)構(gòu)應(yīng)具有良好的工作性能。如吊車梁變形過大會使吊車無法正常運行，水池出現(xiàn)裂縫便不能蓄水等，都影響正常使用，需要對變形、裂縫等進(jìn)行必要的控制。
（3）耐久性。在正常維護(hù)的條件下，結(jié)構(gòu)應(yīng)能在預(yù)計的使用年限內(nèi)滿足各項功能要求，也即應(yīng)具有足夠的耐久性。例如，不致因混凝土的老化、腐蝕或鋼筋的銹蝕等而影響結(jié)構(gòu)的使用壽命。
安全性、適用性和耐久性概括稱為結(jié)構(gòu)的可靠性。
二、兩種極限狀態(tài)
為了使設(shè)計的結(jié)構(gòu)既可靠又經(jīng)濟(jì)，必須進(jìn)行兩方面的研究：一方面研究各種“作用”在結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生的各種效應(yīng)；另一方面研究結(jié)構(gòu)或構(gòu)件抵抗這些效應(yīng)的內(nèi)在的能力。這里所謂的“作用”主要是指各種荷載，如構(gòu)件自重、人群重量、風(fēng)壓和積雪重等；此外還有外加變形或約束變形，如溫度變化、支座沉降和地震作用等。后者中有一些往往被簡化為等效的荷載作用，如地震荷載等。本書主要討論荷載以及荷載所產(chǎn)生的各種效應(yīng)，即荷載效應(yīng)。荷載效應(yīng)是在荷載作用下結(jié)構(gòu)或構(gòu)件內(nèi)產(chǎn)生的內(nèi)力（如軸力、剪力、彎矩等）、變形（如梁的撓度、柱頂位移等）和裂縫等的總稱。所謂抵抗能力是指結(jié)構(gòu)或構(gòu)件抵抗上述荷載效應(yīng)的能力，它與截面的大小和形狀咀及材料的性質(zhì)和分布有關(guān)。為了說明這兩方面的相互關(guān)系，現(xiàn)舉一個中心受拉構(gòu)件的例子（輔導(dǎo)用書圖1A411011一1）。
這里，荷載效應(yīng)是外荷載在構(gòu)件內(nèi)產(chǎn)生的軸向拉力s。設(shè)構(gòu)件截面積為A，構(gòu)件材料單位面積的抗拉強度為f1，則構(gòu)件對軸向拉力的抵抗能力為R=f1／A。顯然：
若S＞R，則構(gòu)件將破壞，即屬于不可靠狀態(tài)；
若S＜R，則構(gòu)件屬于可靠狀態(tài)；
若s＝R，則構(gòu)件處于即將破壞的邊緣狀態(tài)，稱為極限狀態(tài)。
很明顯，S＞R是不可靠的，R比S超出很多是不經(jīng)濟(jì)的。我國的設(shè)計就是基于極限狀態(tài)的設(shè)計。
推廣到一般情況，如結(jié)構(gòu)或構(gòu)件超過某一特定狀態(tài)就不能滿足上述某項規(guī)定的功能要求時，稱這一狀態(tài)為極限狀態(tài)。極限狀態(tài)通?？煞譃槿缦聝深悾撼休d力極限狀態(tài)與正常使用極限狀態(tài)。
承載能力極限狀態(tài)是對應(yīng)于結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到大承載能力或不適于繼續(xù)承載的變形，它包括結(jié)構(gòu)構(gòu)件或連接因強度超過而破壞，結(jié)構(gòu)或其一部分作為剛體而失去平衡（如傾覆、滑移），在反復(fù)荷載下構(gòu)件或連接發(fā)生疲勞破壞等。這一極限狀態(tài)關(guān)系到結(jié)構(gòu)全部或部分的破壞或倒塌，會導(dǎo)致人員的傷亡或嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，所以對所有結(jié)構(gòu)和構(gòu)件都必須按承載力極限狀態(tài)進(jìn)行計算，施工時應(yīng)嚴(yán)格保證施工質(zhì)量，以滿足結(jié)構(gòu)的安全性。
三、掌握桿件的受力形式
結(jié)構(gòu)桿件的基本受力形式按其變形特點可歸納為以下五種：拉伸、壓縮、彎曲、剪切和扭轉(zhuǎn)。
實際結(jié)構(gòu)中的構(gòu)件往往是幾種受力形式的組合，如梁承受彎曲與剪力；柱子受到壓力與彎矩等。
四、材料強度的基本概念
結(jié)構(gòu)桿件所用材料在規(guī)定的荷載作用下，材料發(fā)生破壞時的應(yīng)力稱為強度，要求不破壞的要求，稱為強度要求。根據(jù)外力作用方式不同，材料有抗拉強度、抗壓強度、抗剪強度等。對有屈服點的鋼材還有屈服強度和極限強度的區(qū)別。
在相同條件下，材料的強度高，則結(jié)構(gòu)的承載力也高。
五、桿件穩(wěn)定的基本概念
在工程結(jié)構(gòu)中，受壓桿件如果比較細(xì)長，受力達(dá)到一定的數(shù)值（這時一般未達(dá)到強度破壞）時，桿件突然發(fā)生彎曲，以致引起整個結(jié)構(gòu)的破壞，這種現(xiàn)象稱為失穩(wěn)。因此，受壓桿件要有穩(wěn)定性要求。輔導(dǎo)用書圖1A41101l-3為一個細(xì)長的壓桿，承受軸向壓力P，當(dāng)壓力P增加到Pu時，壓桿的直線平衡狀態(tài)失去了穩(wěn)定。Pu具有臨界的性質(zhì)，因此稱為臨界力。兩端鉸接的壓桿，臨界力的計算公式見考試用書，臨界力Pu的大小與下列因素有關(guān)：
（1）壓桿的材料：鋼柱的Pu比木柱大，因為鋼柱的彈性模量E大；
（2）壓桿的截面形狀與大?。航孛娲蟛灰资Х€(wěn)，因為慣性矩大；
（3）壓桿的長度L：長度大，Pu小，易失穩(wěn)；
（4）壓桿的支承情況：兩端固定的與兩端鉸接的比，前者Pu大。
不同支座情況的l臨界力的計箅公式為見輔導(dǎo)用書。
當(dāng)構(gòu)件長細(xì)比過大時，常常會發(fā)生失穩(wěn)破壞，我們在計算這類柱子的承載能力時，引入一個小于1的系數(shù)來反映其降低的程度。系數(shù)值可根據(jù)長細(xì)比算出來，也可查表得出來。
掌握房屋結(jié)構(gòu)的適用性要求