1A410000建筑工程技术1A411000建筑结构与构造1A411010建筑结构工程的可靠性1A411011掌握建筑结构工程的安全性一、结构的功能要求结构设计的主要目的是要保证所建造的结构安全适用，能够在规定的期限内满足各种预期的功能要求， 并且要经济合理 具体说，结构应具有以下几项功能：（1）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，厂房结构平时受自重、吊车、风和积雪等荷载作用时，均应坚固不坏，而在遇到强烈地震、 爆炸等偶然事件时， 容许有局部的损伤， 但应保持结构的整体稳定而不发生倒塌2）适用性在正常使用时， 结构应具有良好的工作性能 如吊车梁变形过大会使吊车无法正常运行，水池出现裂缝便不能蓄水等，都影响正常使用，需要对变形、裂缝等进行必要的控制3）耐久性在正常维护的条件下， 结构应能在预计的使用年限内满足各项功能要求，也即应具有足够的耐久性 例如，不致因混凝土的老化、 腐蚀或钢筋的锈蚀等而影响结构的使用寿命安全性、适用性和耐久性概括称为结构的可靠性二、两种极限状态为了使设计的结构既可靠又经济，必须进行两方面的研究： 一方面研究各种“ 作用” 在结构中产生的各种效应； 另一方面研究结构或构件抵抗这些效应的内在的能力。
这里所谓的 “ 作用” 主要是指各种荷载，如构件自重、人群重量、风压和积雪重等；此外还有外加变形或约束变形， 如温度变化、支座沉降和地震作用等后者中有一些往往被简化为等效的荷载作用，如地震荷载等 本书主要讨论荷载以及荷载所产生的各种效应， 即荷载效应 荷载效应是在荷载作用下结构或构件内产生的内力（如轴力、剪力、弯矩等）、变形（如梁的挠度、柱顶位移等）和裂缝等的总称 抵抗能力是指结构或构件抵抗上述荷载效应的能力，它与截面的大小和形状以及材料的性质和分布有关为了说明这两方面的相互关系， 现举一个中心受拉构件的例子（图1A411011-1）精品p d f 资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - -欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 1 页，共 14 页 - - - - - - - - - - 这里，荷载效应是外荷载在构件内产生的轴向拉力S设构件截面积为 A，构件材料单位面积的抗拉强度为fl，则构件对轴向拉力的抵抗能力为Rf1A显然：若SR，则构件将破坏，即属于不可靠状态；若SR是不可靠的， R比S超出很多是不经济的我国的设计就是基于极限状态的设计。
推广到一般情况，如果结构或构件超过某一特定状态就不能满足上述某项规定的功能要求时， 称这一状态为极限状态 极限状态通常可分为如下两类：承载力极限状态与正常使用极限状态承载能力极限状态是对应于结构或构件达到最大承载能力或不适于继续承载的变形，它包括结构构件或连接因强度超过而破坏，结构或其一部分作为刚体而失去平衡（如倾覆、滑移），在反复荷载下构件或连接发生疲劳破坏等这一极限状态关系到结构全部或部分的破坏或倒塌，会导致人员的伤亡或严重的经济损失，所以对所有结构和构件都必须按承载力极限状态进行计算，施工时应严格保证施工质量，以满足结构的安全性正常使用的极限状态说明见1A411012的内容三、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，见图 1A411011-2图1A411011-2结构杆件的基本受力形式（a）拉伸；（ b）压缩；（ c）弯曲；（ d）剪切；（ e）扭转实际结构中的构件往往是几种受力形式的组合，如梁承受弯曲与剪力；柱子受到压力与弯矩等精品p d f 资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - -欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 2 页，共 14 页 - - - - - - - - - - 四、材料强度的基本概念结构杆件所用材料在规定的荷载作用下，材料发生破坏时的应力称为强度，要求不破坏的要求，称为强度要求。
根据外力作用方式不同，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在相同条件下，材料的强度高，则结构杆件的承载力也高五、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（这时一般未达到强度破坏）时，杆件突然发生弯曲，以致引起整个结构的破坏，这种现象称为失稳因此，受压杆件要有稳定的要求图1A411011-3为一个细长的压杆，承受轴向压力P，当压力P增加到 Pij时，压杆的直线平衡状态失去了稳定Pij具有临界的性质，因此称为临界力两端铰接的压杆，临界力的计算公式为：临界力 Pij的大小与下列因素有关：（1）压杆的材料：钢柱的 Pij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 l：长度大， Pij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Pij大不同支座情况的临界力的计算公式为：0l称压杆的计算长度当柱的一端固定一端自由时，0l2 l；两端固定时，0l0.5 l；一端固定一端铰支时，0l0.7 l；两端铰支时，0ll临界应力等于临界力除以压杆的横截面面积A。
临界应力 ij是指临界力作用下压杆仍处于直线状态时的应力ij Pij A 2E l 02?IA I/A的单位是长度的平方， i互是是一个与截面形状尺寸有关的长度，称作截面的回转半径或惯性半径矩形截面的ih，圆形截面的 id/4 AI/12 从上式推出： ij 2E (l0/i)2 2E 2这里 l0/i，称作长细比 i由截面形状和尺寸来确定所以，长细比是影响临界力的综合因素2lj20=EIlP2lj2=EIPl精品p d f 资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - -欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 3 页，共 14 页 - - - - - - - - - - 当构件长细比过大时，常常会发生失稳破坏，我们在计算这类柱子的承载能力时，引入一个小于 1的系数 来反映其降低的程度 值可根据长细比 算出来，也可查表得出来考点内容小结】一、房屋结构的可靠性安全性、适用性和耐久性 概括称为结构的可靠性二、两种极限状态（归类题）我国的设计是基于极限状态的设计 极限状态可分为两种： 承载力极限状态、正常使用极限状态承载力极限状态 ，如强度破坏、倾覆、滑移、疲劳破坏等正常使用极限状态 ，如过度变形、开裂、振幅等三、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五种：拉伸、压缩、弯曲、剪切和扭转。
而实际结构中的构件往往是几种受力形式的组合，如梁承受弯曲与剪力；柱子受到压力和弯矩四、临界力（影响因素、计算）1. 计算公式：，L0为压杆的计算长度2. 影响因素：压杆的支承情况（ L0） 、材料（ E） 、截面形状（ I ） 、长度（ L） 3. 计算长度 L0与支座的关系：当柱的一端固定一端自由时，L0=2L，L为杆件的实际长度；两端固定时，L0=0.5L；一端固定一端铰支时， L0=0.7L；两端铰支时， L0=L 五、临界应力的计算公式（其中长细比 （=l0/i ）是影响临界应力的综合因素）【历年真题】1.2005 年真题 受压构件，两端铰支，其临界力为50kN，若将构件改为两端固定，则其临界力为（）kNA50 B100 C150 D200 精品p d f 资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - -欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 4 页，共 14 页 - - - - - - - - - - 答案： D 解题思路：考核的是不同支座情况下的临界力计算公式受压杆件稳定的临界力公式，有效长度问题考核的是不同支座情况下的临界力计算公式。
受压杆件稳定的临界力公式考生要重点掌握影响临界力大小的因素，如受压杆件的材料、截面形状、长度、支承情况等此处知识点的考核既可以出“文字题”，如：同等情况的钢柱的临界力比木柱大，是因为（钢柱的弹性模量大） 也可以出“计算题”， 如：受压杆件的惯性矩缩小 1倍时，其临界力（缩小 1倍）参见教材 P32.2007 年真题 同一长度的压杆，截面积及材料均相同，仅两端支承条件不同，则（ b）杆的临界力最小A两端较支 B一端固定，一端自由C一端固定，一端较支 D 两端固定3. 2011 年真题 某受压杆件，在支座不同、其他条件相同的情况下，其临界力最小的支座方式是（）A.两端铰支 B.一端固定一端铰支C.两端固定 D.一端固定一端自由答案： D 解题思路：考核的是不同支座情况下的临界力计算公式受压杆件稳定的临界力公式当柱的一端固定一端自由时，L0=2L，L为杆件的实际长度；两端固定时，L0=0.5L；一端固定一端铰支时， L0=0.7L；两端铰支时， L0=L参见教材 P34. （2007年真题）结构正常使用的极限状态包括控制（）A.变形B.倾覆C.振幅D.裂缝E.保温答案： ACD 解题思路：结构正常使用状态包括构件在正常使用条件下产生过度变形，导致影响正常使用或建筑外观； 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等。
参见教材P25. 房屋结构中，钢筋混凝土梁主要承受的力有（）A.压力B.弯矩C.拉力D.剪力E.扭矩答案： BD 解题思路：参见教材P26. 在相同条件下，杆件材料的强度高，则结构杆件的（）也高A.振幅B.承载力C.抵抗变形能力D.稳定性答案： B 解题思路：参见教材P27. 真题21(二建) 对混凝土构件耐久性影响较大的因素有（BCD ）P8-9 A.结构形式B. 环境类别C . 混凝土强度等级精品p d f 资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - -欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 5 页，共 14 页 - - - - - - - - - - D.混凝土保护层厚度 E.钢筋数量8. 易于替换的结构构件的正常设计使用年限为（B）年A.10 B.25 C.50 D.100 9. 普通房屋和构筑物的设计使用年限为（D ）年A. 5 B. 15 C. 25 D.50 10. 安全性、适用性和耐久性概括为结构的（C ）A.可靠度 B. 安全度 C. 可靠性 D. 技术性11. 下列属于混凝土结构的裂缝控制等级的为（BCD ）。
A.构件不受任何力B.构件不出现拉应力C.构件虽有拉应力，但不超过混凝土的抗拉强度D . 允许出现裂缝，但裂缝宽度不超过允许值E.允许出现裂缝，裂缝宽度无限制12. 相同材料和长度的细长压杆， 两端均为固定支承，随着压杆长度的增大，压杆的临界力（ B）A.变大B. 变小 C.无关 D.难以确定13. 相同材料和截面的压杆，两端支承情况相同，压杆的长度（B），压杆的临界力越大A.越大B. 越小 C.无关 D.不一定14. 关于压杆稳定，正确的说法是（B）A.杆件短粗容易失稳B. 杆件细长容易失稳C.杆件弹性模量大容易失稳 D.杆件截面的惯性矩大容易失稳15. 同一长度的压杆，截面积及材料均相同，仅两端支承条件不同，则（D）杆的临界力最大A两端铰支 B 一端固定，一端自由 C一端固定，一端铰支D两端固定16. 当受均布荷载作用的简支梁的跨度增大1 倍时，其最大变形f （D）A.将增大到原来的4 倍 B.将增加到原来的 8 倍C.将增大到原来的12 倍D. 将增加到原来的 16 倍精品p d f 资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - -欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - -。