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资料系列:
第一章:结构及装饰工程技术(次要部分大约5~7分考点)
1A411000房屋结构工程技术
1A411010房屋结构工程的可靠性技术要求
1A411011掌握房屋结构的安全性要求
一结构的功能要求:安全性、适用性、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:
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。
我国的设计就是基于极限状态的设计。极限状态通常分为承载力极限状态与正常使用极限状态。
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。
三杆件的受力形式: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。
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。只有受压力才产生临界力。
压杆临界力的计算公式:
Pij的大小与下列因素有关:
(1)压杆的材料:钢柱比木柱大,因为钢柱的弹性模量E大;
(2)压杆的截面形状与大小:截面大不易失稳,因为惯性矩I大;
(3)压杆的长度:长度大,Pij小,易失稳;
(4)压杆的支承情况:当柱的一端固定一端自由时,计算长度是实际长度的2倍;两端固定时,计算长度为实际长度的一半;一端固定一端铰支时,计算长度是实际长度的0.7倍;两端固定时计算长度等于实际长度。
回转半径(惯性矩) 长细比
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掌握房屋结构的适用性要求
一房屋结构适用性: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为:
从公式中可以看出,影响位移因素除荷载外,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;(3)构件的跨度:与跨度的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,但不超混凝土的抗拉强度;(3)允许裂缝,但裂缝宽度不超过允许值。对于(1)(2)等级的混凝土,预应力构件才能达到。
1A411013掌握熟悉房屋结构的耐久性要求
一房屋结构耐久性的含义: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进行大修就能完成预定功能的能力。
二结构的设计使用年限
设计使用年限分类
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
环境类别 |
条 件 |
|
一 |
室内正常环境 |
|
二 |
A |
室内潮湿环境;非严寒地区的露天环境;与无侵蚀性的水或土壤直接接触的环境 |
B |
严寒地区的露天环境、与无侵蚀性的水或土壤直接接触的环境 |
|
三 |
除冰盐环境;严寒和寒冷地区冬季水位变动环境;滨海室外环境 |
|
四 |
海水环境 |
|
五 |
受人为或自然的侵蚀性物质影响的环境 |