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1、目 录1A410000 建筑工程技术21A411000 建筑结构与构造21A411010 建筑结构工程的可靠性21A411020建筑结构平衡的技术71A411030建筑结构构造要求141A412000建筑工程材料361A412010常用建筑结构材料的技术性能与应用361A413020 建筑装饰装修材料的特性与应用581A412030建筑功能材料的特性与应用901A410000 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房屋结构的安全性要求一、结构的功能要求：(1)安全性。 (2)适用性。(3)耐久性。安全性、适用性和耐久性概括称为结构的
2、可靠性。1、安全性在正常施工和正常使用条件下，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：厂房结构平时受吊车、自重、风、雪等荷载作用，均应坚固不坏，在遇到偶然的强烈地震和爆炸后，允许局部有损伤，但应保持整体稳定性而不发生倒塌。2、适用性在正常使用时，结构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，储水池出现裂缝致使不能储水，这都影响正常使用，需要对变形、裂缝进行控制。3、耐久性问题一般对于混凝土结构来讲，包括：抗渗性、抗冻性、抗侵蚀性等性能。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
3、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0耐久性的基本要求：混凝土保护层厚度：不应小于钢筋的公称直径，且应满足：一般强度等级的混凝土梁，25；板15；柱，35。但在基础中纵向受力钢筋的混凝土保护层厚度不应小于40，当无垫层时不应小于70。除此之外，最大水灰比、最小水泥用量、最低混凝土强度等级、最大氯离子含量以及最大碱含量也应符合要求。二、两种极限状态（选择） 外荷载在构件内产生的的轴向拉力S，设构件截面积为A，构件材料单位面积的抗拉强度为f1，则构件对轴向拉力的抵抗能力为R= f1*A：若SR，则构件将破坏，即属于不可靠状态；若SR，则构件属于可靠状态；若S=
4、R，则构件处于即将被破坏的边缘，称为极限状态。我国的设计就是基于极限状态的设计。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。三、材料强度的基本概念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
5、缩、弯曲、剪切和扭转。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，材料的强度髙，则结构杆件的承载力也髙。四、杆件稳定的基本概念：受压杆件要有稳定性要求。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。1.临界力两端铰接的压杆，临界力的计算公式Pij=2EI/L2不同支座临界力计算公式：Pij=2EI/Lo2(1)压杆的材料：钢柱的
6、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。注：当柱的一端固定一端自由时，Lo=2L；两端固定时，Lo=0.5L；一端固定一端铰支时，Lo=0.7L；两端铰支时，Lo=L（Lo为计算长度，L为杆件的实际长度）。2.临界应力ij= Pij/A=2E/Lo2I/AI/A的单位是长度的平方，i=（I/A）1/2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i=h/121/2，圆形截面的的i=d/4。推出ij=2E
7、/（Lo/i）2=2E/2= Lo/i，称作长细比，i由截面形状和尺寸确定，长细比是影响临界力的综合因素。1A411012建筑结构工程的适用性要求一、建筑结构的适用性建筑结构除了要保证安全外，还应满足适用性的要求，在设计中称为正常使用的极限状态。结构正常使用极限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。二、梁的变形主要是弯矩所引起的，叫弯曲变形，剪力所引起的变形很小，可忽略，悬臂梁端部的最大位移为f=ql4/8EI 影响位移因素除荷载外，还有：1.材料性能：与材料的弹性模量E成反比；2.构件
8、的截面：与截面的的惯性矩I成反比，矩形截面梁惯性矩Iz=bh3/12；3.构件的跨度：与跨度l的n次方成正比，此影响因素最大。二、裂缝控制主要针对砼梁（受弯构件）及受拉构件，裂缝控制分三个等级：（1）构件不出现拉应力；（2）构件虽然有拉应力，但不超过砼的抗拉强度；（3）允许出现裂缝，但裂缝宽度不超过允许值。对（1）、（2）等级的混凝土构件，一般只有预应力构件才能达到。1A411013熟悉建筑结构工程的耐久性一、 建筑结构耐久性的含义建筑结构在自然环境和人为环境的长期作用下，发生着极其复杂的物理化学反应而造成损伤，随着时间的延续，损伤的积累使结构的性能逐渐恶化，以致不再能满足其功能要求。所谓结构
9、的耐久性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。建筑结构中，混凝土结构耐久性是一个复杂的多因素综合问题，我国规范增加了混凝土结构耐久性设计的基本原则和有关规定，现简述如下。二、设计使用年限分类设计使用年限是设计规定的一个时期，在这一时期内，只需正常维修（不需大修）就能完成预定功能，即房屋建筑在正常设计、正常施工、正常使用和维护下所应达到的使用年限。类别设计使用年限（年）示例15临时性结构225易于替换的结构构件350普通房屋和构筑物4100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在不同环境中，混凝土的劣化与损伤速度
10、是不一样的，因此应针对不同的环境提出不同要求。根据混凝土结构耐久性设计规范，结构所处环境按其对钢筋和混凝土材料的腐蚀机理，可分为如下五类：环境类别名称腐蚀机理1一般环境保护层混凝土碳化引起钢筋锈蚀11冻融环境反复冻融导致混凝土损伤III海洋氯化物环境氯盐引起钢筋锈蚀IV除冰盐等其他氯化物环境氯盐引起钢筋锈蚀V化学腐蚀环境硫酸盐等化学物质对混凝土的腐蚀注：一般环境系指无冻融、氣化物和其他化学腐蚀物质作用。五、混凝土结构耐久性的要求1.混凝土最低强度等级结构构件的混凝土强度等级应同时满足耐久性和承载能力的要求：满足耐久性要求的混凝土最低强度等级环境类别与作用等级设计使用年限100年50年30年1-
11、AC30C25C251-BC35C30C251-CC40C35C30II-CC35、C45C30、C45C30、C40II-DC40C35C35II-EC45C40C40III-C、IV-C、V-C、III-D、IV-DC45C40C40V-D、III-E、IV-EC50C45C45V-E、III-FC55C50C50预应力砼构件最低强度等级不应低于C40.2、一般环境中混凝土材料与钢筋最小保护层一般环境中的配筋混凝土结构构件，其普通钢筋的保护层最小厚度与相应的混凝土强度等级、最大水胶比应符合表1A411013-5的要求。大截面混凝土墩柱在加大钢筋混凝土保护层厚度的前提下，其混凝土强度等级可低
12、于表1A411013-5的要求，但降低幅度不应超过两个强度等级，且设计使用年限为100年和50年的构件，其强度等级不应低于C25和C20。 设计使用年限环境作用等级100年50年30年混凝土强度等级最大水胶比最小保护层厚度（mm）混凝土强度等级最大水胶比最小保护层厚度（mm）混凝土强度等级最大水胶比最小保护层厚度（mm）板、墙等面形构件1-AC300.5520C250.6020C250.60201-BC35 C400.50 0.453025C30 C350.55 0.502520C25 C300.60 0.5525201-CC40C45 C500.450.400.36403530C35C40
13、C450.500.450.40353025C30C35 C400.550.500.45302520梁、柱等条形构件1-AC30C350.550.502520C25C300.600.552520C250.60201-BC35 C400.50 0.453530C30 C350.55 0.503025C25 C300.60 0.5530251-CC40C45 C500.450.400.36454035C35C40 C450.500.450.40403530C30C35 C400.550.500.45353025注：1. I一A环境中使用年限低于100年的板、墙.当混凝土骨料最大公称粒径不大于15mm
14、时，保护层最小厚度可降为15mm.但最大水胶比不应大干0.55； 2. 年平均气温大于20且年平均温度大于75%的环境，除I-A环境中的板，墙构件外，砼最低强度等级应比表中规定提高一级，或将保护层最小厚度增大5mm；3. 直接接触土体浇筑的构件，其混凝土保护层厚度不应小于70mm,有混凝土垫层吋.可按上表确定；4. 处于流动水中或同时受水中泥沙冲刷的构件.其保护层厚度宜增加1020mm；5. 预制构件的保护层厚度可比表中规定减少5mm；6. 当胶凝材料中粉煤灰和矿渣等渗量小于20%时，表中水胶比低于0.45的，可适当增加。当采用的混凝土强度等级比表1A411013-5的规定低一个等级时，混凝土保护层厚度应增加5mm；当低两个等级时，混凝土保护层厚度应增加10mm。具有连续密封套管的后张预应力钢筋，其混凝土保护层厚度可与普通钢筋相同且不应小于孔道直径的1/2；否则应比普通钢筋增加10mm。先张法构件中预应力钢筋在全预应力状态
