建筑工程实务第3讲.doc

2A311012 掌握房屋结构的安全性、适用性及耐久性要求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掌握安全性、适用性、耐久性的概念。掌握承载力极限状态与正常使用极限状态的概念。 (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。两种极限状态：掌握承载力极限状态与正常使用极限状态的概念。 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，使结构的耐久性受影响。练习题：1.结构在偶然事件发生后，仍能保持必要的整体稳定性，这是（ ）的功能要求。A.安全性 B.适用性 C.耐久性 D.稳定性答案：A2下列( )不属于结构安全性的要求。A结构在施工时不发生破坏B结构在遇到强烈地震时不倒塌C.结构在正常使用的条件下，应能承受可能出现的各种荷载作用而不发生破坏D在正常使用时，结构不能出现过大的变形答案：D3柱顶超过限值的位移属于不满足()极限状态问题。 A安全性 B.经济性C.适用性D.美观性答案：C4控制钢筋混凝土水池不能出现裂缝，是下列哪种功能要求提出的?( )A安全性 B适用性C.耐久性 D塑性答案：B5在正常维护下因混凝土的老化、腐蚀或钢筋的锈蚀等而影响结构的使用寿命是指结构的( )功能没能满足。A安全性 B适用性 C耐久性 D可靠性答案：C 6因为房屋混凝土楼板的老化，影响结构的预期使用寿命，这属于房屋结构不满足（ )要求。A安全性 B适用性 C耐久性 D稳定性答案：C7.结构的可靠性要求包括()等方面的要求。 A.安全性 B.美观性 C.适用性 D.耐久性 E.经济性答案： ACD8.正常使用极限状态包括( )。 A控制振幅 B控制维修费 C控制造价 D控制裂缝 E控制位移答案：ADE 二、结构的安全性要求（一）杆件的受力形式了解杆件受力的几种形式。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2A311012一1。练习题：1钢模板对拉螺栓(见图)，在浇筑混凝土时受力类型为( )。A拉伸 B压缩C弯曲 D剪切答案：A2如图采用普通螺栓连接的主次粱铰接节点，螺栓所受内力为( )。 A拉力 B压力C剪力 D弯矩答案：C3独立柱顶受集中力如图右所示，柱底a-a截面的受力状态为( )。 A压力和剪力 B.压力和弯矩C.弯矩和剪力 D.压力、剪力和弯矩答案：D （二）材料强度的基本概念了解材料强度的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。 在相同条件下，材料的强度高，则结构的承载力也高。练习题：1.杆件在（ ）作用下，保证不因材料强度发生破坏的要求，称为强度要求。A.设计荷载 B.使用荷载 C.规定荷载 D.极限荷载答案：C2有三根直杆，材质、截面积、长度均相同，但截面不同。三根截面分别如图所示，则其能够承受的拉力大小次序为()AI111CIBID=I答案：D（三）杆件稳定的基本概念 了解杆件失稳的概念。掌握临界力的计算公式和临界力的影响因素。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。临界力的计算公式为： 影响临界力的因素：（1）压杆的材料。（2）压杆的截面形状与大小。（3）压杆的长度。（4）压杆的支承情况。练习题：1下列说法中，不正确的有( )。 A柱自由长度越长越容易失稳 B柱越细越容易失稳 C柱材料的强度越高，越不容易失稳 D为防止柱失稳，可在柱中沿容易失稳的方向增加水平约束E柱两端的约束形式对柱的稳定性没有影响答案：CE2.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（ ）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 答案：B 3.受压杆件在下列支承情况下，若其他条件相同，临界应力最大的是( )。 A.一端固定一端自由 B一端固定一端铰支C.两端固定 D两端铰支答案：C4.下图中压杆截面及材料均相同，( )杆件最容易失稳。答案：B（四）建筑装饰装修变动对建筑结构的安全性的影响（四）建筑装饰装修变动对建筑结构的安全性的影响掌握建筑装饰装修变动对建筑结构的安全性的影响（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： (1)在设计和施工时，必须了解结构能承受的荷载值是多少，将各种增加的装饰装修荷载控制在允许范围以内。如果做不到这一点，应对结构进行重新验算，必要时应采取相应的加固补强措施。 (2)建筑装饰装修工程设计必须保证建筑物的结构安全和主要使用功能。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。 (3)建筑装饰装修工程施工中，严禁违反设计文件擅自改动建筑主体、承重结构或主要使用功能；严禁未经设计确认和有关部门批准，擅自拆改水、暖、电、燃气、通信等配套设施。练习题：1下列叙述中不属于建筑装修过程中增加的荷载为( )。 A在楼面上加铺任何材料 B在室内增加隔墙、封闭阳台C在室内增加装饰性柱子 D在室内增加吊顶答案：D2建筑装饰装修工程设计必须保证建筑物的结构安全和主要使用功能，如果在装修过程中，在室内增加隔墙、封闭阳台则属于增加了( )。A面荷载 B水平荷载 C线荷载 D集中荷载答案：C 三、结构的适用性要求 （一）杆件刚度与梁的位移计算了解杆件刚度的概念。掌握简支梁变形的计算公式。掌握影响梁位移的因素。 结构杆件在规定的荷载作用下，虽有足够的强度，但其变形也不能过大，如果变形超过了允许的范围，也会影响正常的使用。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所引起的，叫弯曲变形。简支梁跨中的最大位移为： 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l的n次方成正比，此因素影响最大。（二）混凝土结构的裂缝控制了解裂缝控制的三个等级。裂缝控制主要针对混凝土梁(受弯构件)及受拉构件。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。对(1)、(2)等级的混凝土构件，一般只有预应力构件才能达到。练习题：1.结构杆件的刚度要求是指杆件在规定的荷载作用下，防止( )的要求。 A.变形幅度小 B.过大变形 C.最大强度 D.强度过小答案：B2为限制房屋结构中梁产生过大变形，则需要该梁有足够的（ ）。A刚度 B强度 C稳定性 D耐久性答案：A3.悬臂梁在均布荷载作用下悬臂端挠度为f=qL4/8EI,为减小挠度，采用( )措施最有效。 A减少悬挑长度L B.选用弹性模量更高的材料C增加杆件截面宽度 D提高杆件材料强度答案：A4梁位移与下列( )因素有关。 A荷载 B杆件的长细比C材料性能 D.构件的截面E构件的跨度答案：ACDE 5.关于简支梁变形大小的影响因素，下列表述正确的是()。 A跨度越大，变形越大B截面的惯性矩越大，变形越大 C截面积越大，变形越小 D材料弹性模量越大，变形越大 E外荷载越大，变形越大答案：ACE6当水平钢筋混凝土梁的模板支撑跨度缩小到原跨度的一半时，在其他条件不变的情况下，其模板在混凝土浇筑时的最大变形是原来变形的( )。 A14 B12 C18 D116答案：D分析：简支梁跨中的最大位移为：（改公式1/8改为1/16） 四、结构的耐久性要求（一）结构设计使用年限掌握各类房屋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 2 3 4 5 25 50 100 临时性结构 易于替换的结构构件 普通房屋和构筑物 纪念性建筑和特别霞要的建筑结构 （二）混凝土结构耐久性的环境类别 五类环境。（三）混凝土结构的耐久性要求1保护层厚度混凝土保护层厚度是一个重要参数，它不仅关系到构件的承载力和适用性，而且对结构构件的耐久性有决定性的影响。练习题：1.普通民用住宅的设计年限为()年。 A.30 B.50 C.70 D.100答案：B2结构设计有使用年限的要求，下列设计使用年限最少的是()。 A临时性结构 B易替换的结构构件C普通房屋和构筑的结构 D纪念性建筑结构答案：A3混凝土结构的环境类别分( )。A三类 B四类C五类 D七类 答案：C4纵向受力钢筋的混凝土保护层对结构构件的耐久性有决定性影响，其最小厚度的要求，( )要求最小。A楼板 B梁 C柱 D基础答案：A综合背景题：某校学生宿舍楼，6层砌体结构，建筑面积为4 500 m2。由某二级建筑公司施工总承包，施工中发生如下事件。 事件一：在悬挑雨篷拆模中发生根部突然断裂、雨篷悬挂在雨篷梁上的质量事故，所幸没有人员伤亡。经检查是由于钢筋位置不对而造成的。 事件二：一、二层楼梯混凝土标准养护试块报告强度均不合格，经有资质检测单位现场钻芯取样检测，一层楼梯混凝土实际强度合格，但二层楼梯混凝土实际强度仍为不合格，并经设计单位重新核算，二层楼梯混凝土实际强度也不能满足使用要求。 根据场景，回答下列问题：（1）普通房屋的正常设计使用年限为()年。A10 B25 C50 D 100答案：C（2）基础中纵向受力钢筋的混凝土保护层厚度( )。A不应小于40 mm B可以小于40 mmC.必须等于40 mm D无垫层时可以小于70 mm答案：A（3）混凝土结构的环境类别不包括()。A.室内正常环境 B地震多发环境C.滨海室外环境 D海水环境答案：B（4）混凝土()是一个重要参数，它不仅关系到构件的承载力和适用性，而且对结构构件的耐久性有决定性影响。A.结构层厚度 B保护层厚度C.设计层厚度 D稳定层厚度答案：B（5）房屋结构中，( )是一个复杂的多因素综合问题，我国规范增加了此项结构耐久性设计的基本原则和有关规定。A.木质结构耐久性 B钢材结构耐久性C.混凝土结构耐久性 D复合材料结构耐久性答案：C