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2A311012掌握房屋结构的安全性、适用性及耐久性要求

一、结构的功能要求与极限状态

(1)安全性。(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。(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。(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。

承载力极限状态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，表现为安全性。

正常使用极限状态相应于结构或构件达到正常使用或耐久性的某项规定的限值，它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。超过这种极限状态会使结构不能正常工作，也会使结构的耐久性受影响。

典型题型：

下列不属于构件承载能力极限状态的是( )。

A.倾覆 B.滑移

C.疲劳破坏 D.过大的振幅

二、结构的安全性要求

(一)杆件的受力形式：拉伸、压缩、弯曲、剪切和扭转。

实际结构中的构件往往是几种受力形式的组合，如梁承受弯矩与剪力;柱子受到压力与弯矩等。

(二)材料强度

材料有抗拉强度、抗压强度、抗剪强度等。

(三)杆件稳定的基本概念

杆件失稳，两端铰接的压杆，临界力的计算公式为： 临界力Plj的大小与下列因素有关：

(1)压杆的材料：钢柱的Plj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;同样面积的截面，做成管形(环形截面)就比实心圆形的压杆不易失稳;

(3)压杆的长度l：长度大，Plj小，易失稳;

(4)压杆的支承情况：两端固定的与两端铰接的比，两端固定的Plj最大;两端铰接的与一端固定一端自由的比，两端铰接的Plj大。(两端固定>两端铰接>一端固定一端自由)

(四)建筑装饰装修荷载变动对建筑结构安全性的影响

(1)在楼面上加铺任何材料属于对楼板增加了面荷载;

(2)在室内增加隔墙、封闭阳台属于增加的线荷载;

(3)在室内增加装饰性的柱子，特别是石柱，悬挂较大的吊灯，房间局部增加假山盆景，这些装修做法就是对结构增加了集中荷载。

在装饰装修过程中，如有结构变动或增加荷载时，应注意：

当涉及主体和承重结构改动或增加荷载时，必须由原结构设计单位或具备相应资质的设计单位核查有关原始资料，对既有建筑结构的安全性进行核验、确认。

三、结构的适用性要求

(一)杆件刚度与梁的位移计算

简支梁最大位移为： 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，如矩形截面梁，其截面惯性矩 (3)构件的跨度：与跨度l的4次方成正比，此因素影响最大。

梁的变形主要是弯矩引起的，叫弯曲变形。剪力所引起的变形很小，一般忽略不计。(桁架内力可以是拉力或压力)

(二)混凝土结构的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，但不超过混凝土的抗拉强度;

(3)允许出现裂缝，但裂缝宽度不超过允许值。

四、结构的耐久性要求

结构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。

结构设计使用年限分类：

可分为1级，设计使用年限为5年(临时性结构)

可分为2级，设计使用年限为25年(易于替换的结构构件)

可分为3级，设计使用年限为50年(普通房屋和构筑物)

可分为4级，设计使用年限为100年(纪念性建筑和特别重要的建筑结构)

混凝土结构的环境类别可分为五类，一般环境为I 类。

混凝土结构耐久性的要求

1.混凝土最低强度等级

预应力混凝土构件的混凝土最低强度等级不应低于C40。。

2.保护层厚度

表2A311012—5的规定中，只需要关注一下15、25、30三个最小厚度即可。

基础中纵向受力钢筋的混凝土保护层厚度不应小于40mm;当无垫层时，不应小于70mm。

典型题型：

1.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

2.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

3.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

4.下列属于混凝土结构的裂缝控制等级的为(B C D )。

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

5.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

6.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

7.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

8.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

9.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

10.一受均布荷载作用的简支梁，已知矩形截面梁的高度h是宽度b的二倍，其他条件都不变，现将其旋转90度(宽变成高，高变成宽)时，最大变形是原来的(A)倍。

A.4 B.2

C.1/4 D.1/2