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一級建造師考試《建筑實務(wù)》章節(jié)知識點:1A11結(jié)構(gòu)工程的安全性

1A10 建筑設(shè)計

1A11 結(jié)構(gòu)工程的安全性

一、結(jié)構(gòu)的功能要求

結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要目的是保證所建造的結(jié)構(gòu)安全適用，能在規(guī)定的期限內(nèi)滿足各種預期的功能要求，并且要經(jīng)濟合理。具體說，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、裂縫等進行必要的控制。

(3)耐久性

在正常維護的條件下，結(jié)構(gòu)應(yīng)能在預計的使用年限內(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，必須進行兩方面的研究：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。 作用主要是指各種荷載，如構(gòu)件自重、人群重量、風壓和積雪重等;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，往往被簡化為等效的荷載作用，如地震荷載等。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。

我國的設(shè)計就是基于極限狀態(tài)的設(shè)計。極限狀態(tài)通常可分為如下兩類：承載力極限狀態(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)件達到最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)件或連接因超過承載能力而破壞，結(jié)構(gòu)或其一部分作為剛體而失去平衡(如傾覆、滑移);以及在反復荷載下構(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，會導致人員的傷亡或嚴重的經(jīng)濟損失，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)進行計算，施工時應(yīng)嚴格保證施工質(zhì)量，以滿足結(jié)構(gòu)的安全性。

正常使用的極限狀態(tài)說明參見1A12的內(nèi)容。

三、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)桿件的承載力也高。

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長，受力達到一定的數(shù)值(這時一般未達到強度破壞)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)定的要求。

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