2011年一級建筑師建筑結(jié)構(gòu)輔導資料匯總

上學吧為您提供 一級建造師 考試復習資料下載： /share/e68.html 2011 年一級建筑師建筑結(jié)構(gòu)輔導：正常使用極限狀態(tài) 正常使用極限狀態(tài) 這種極限狀態(tài)對應于結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件達到正常使用或耐久性能的某項規(guī)定限值的狀態(tài)。當出現(xiàn)下列狀態(tài)之一時，即認為超過了正常使用極限狀態(tài)： (1)影響正常使用或外觀的變形，如梁的撓度過大影響正常使用。 (2)影響正常使用或耐久性能的局部損壞 (包括裂縫 ) (3)影響正常使用的振動，如樓板的振幅過大影響正常使用 ； (4)影響正常使用的其他特定狀態(tài) ，如基礎產(chǎn)生不均勻沉降過大。 在建筑結(jié)構(gòu)設計時，除了考慮結(jié)構(gòu)功能的極限狀態(tài)之外，還須根據(jù)結(jié)構(gòu)在施工和使用中的環(huán)境條件和影響，區(qū)分下列三種設計狀況： (1)持久狀況，即在結(jié)構(gòu)使用過程中一定出現(xiàn)，其持續(xù)期很長的狀況，例如房屋結(jié)構(gòu)承受家具和正常人員荷載的狀況。持續(xù)期一般與設計使用年限為同一數(shù)量級。 (2)短暫狀況，即在結(jié)構(gòu)施工和使用過程中出現(xiàn)概率較大，而與設計使用年限相比持續(xù)期很短的狀況，如結(jié)構(gòu)施工和維修時承受堆料荷載的狀況。 (3)偶然狀況，即在結(jié)構(gòu)使用過程中出現(xiàn)概率很小，且持續(xù)期 很短的狀況，如結(jié)構(gòu)遭受火災、爆炸、撞擊、罕遇地震等作用。 這三種設計狀況分別對應不同的極限狀態(tài)設計。對于持久狀況、短暫狀況和偶然狀況，都必須進行承載能力極限狀態(tài)設計 ；對于持久狀況，尚應進行正常使用極限狀態(tài)設計 ；而對于短暫狀況，可根據(jù)需要進行正常使用極限狀態(tài)設計。 2011 年一級建筑師建筑結(jié)構(gòu)輔導：結(jié)構(gòu)上的作用 結(jié)構(gòu)上的作用、作用效應和結(jié)構(gòu)抗力 結(jié)構(gòu)產(chǎn)生各種效應的原因，統(tǒng)稱為結(jié)構(gòu)上的作用。結(jié)構(gòu)上的作用包括直接作用和間接作用。直接作用指的是施加在結(jié)構(gòu)上的集中力或分布力，例如結(jié)構(gòu)自重、樓面活荷載和設備自重等。直接作用的計算一般比較簡單，引起的效應比較直觀。間接作用指的是引起結(jié)構(gòu)外加變形或約束變形的作用，例如溫度的變化、混凝土的收縮或徐變、地基的變形、焊接變形和地震等，這類作用不是以直接施加在結(jié)構(gòu)上的形式出現(xiàn)的，但同樣引起結(jié)構(gòu)產(chǎn)生效應。間接作用的計算和引起的效應一般比較復雜，例如地震會引起建筑物產(chǎn)生裂縫、傾斜下沉以至倒塌，但這些破壞效應不僅僅與地震震級、烈度有關，還與建筑物所在場地的地基條件、建筑物的基礎類型和上部結(jié)構(gòu)體系有關。 過去習慣上將上述兩類不同性質(zhì)的作用統(tǒng)稱為荷載。例如將溫度變化稱為溫度荷 載，將地震作用稱為地震荷載等，這樣就混淆了兩類不同性質(zhì)的作用，特別是對間接作用的復雜性認識不足。 上學吧為您提供 一級建造師 考試復習資料下載： /share/e68.html 根據(jù)目前結(jié)構(gòu)理論發(fā)展水平以及現(xiàn)有規(guī)范頒布的現(xiàn)狀，對直接作用在結(jié)構(gòu)上的荷載可按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范 (GB 500092001)(以下簡稱荷載規(guī)范 )的規(guī)定采用，對間接作用，除了對地震作用按建筑抗震設計規(guī)范 (GB 500112001)(以下簡稱抗震規(guī)范 )的規(guī)定采用外，其余的間接作用暫時還未制定相應的規(guī)范。 考慮到廣大設計人員的現(xiàn)狀及習慣上的銜接，目前還未將兩類作用嚴格劃分，而將其簡稱為 荷載。 作用在結(jié)構(gòu)上的直接作用或間接作用，將引起結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件產(chǎn)生內(nèi)力 (如軸力、彎矩、剪力、扭矩等 )和變形 (如撓度、轉(zhuǎn)角、側(cè)移、裂縫等 )，這些內(nèi)力和變形總稱為作用效應，其中由直接作用產(chǎn)生的作用效應稱為荷載效應。 2011 年一級建筑師建筑結(jié)構(gòu)輔導：建筑結(jié)構(gòu)功能 結(jié)構(gòu)在規(guī)定的時間 (設計使用年限 )，在規(guī)定的條件下 (正常設計、施工、使用、維修 )必須保證完成預定的功能，這些功能包括： (1)安全性，即建筑結(jié)構(gòu)在正常施工和正常使用時，能承受可能出現(xiàn)的各種作用 (如荷載、溫度變化、正常維修 )。并且在 設計規(guī)定的偶然事件 (如地震、爆炸 )發(fā)生時及發(fā)生后，仍能保持必需的整體穩(wěn)定性。 (2)適用性，即建筑結(jié)構(gòu)在正常使用過程中，應保持良好的工作性能。例如結(jié)構(gòu)構(gòu)件應有足夠的剛度，以免產(chǎn)生過大的振動和變形，使人產(chǎn)生不適的感覺。 (3)耐久性，即建筑結(jié)構(gòu)在正常維修條件應能在規(guī)定的設計使用年限滿足安全、實用性的要求。 上述對結(jié)構(gòu)安全性、適用性、耐久性的要求總稱為結(jié)構(gòu)的可靠性。結(jié)構(gòu)的可靠性的概率度量稱為結(jié)構(gòu)的可靠度。也就是說，可靠度是指在規(guī)定的時間內(nèi)和規(guī)定的條件下，結(jié)構(gòu)完成預定功能的概率。 結(jié)構(gòu)的設計使用年限是指設計規(guī)定的結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件不需進行大修，即可按預定目的使用的時期，我國現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定的設計使用年限應按表 1-1 采用。 由此可見，我國通常的建筑結(jié)構(gòu)設計的使用年限是 50 年。對于按照我國現(xiàn)行設計規(guī)范選用的可變作用及與時間有關的材料性能等取值而選用的時間參數(shù)則稱為設計基準期。它不等同于建筑結(jié)構(gòu)的設計使用年限。統(tǒng)一標準規(guī)定的設計基準期為 50 年。相應的建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范所考慮的荷載統(tǒng)計參數(shù)都是按設計基準期為 50 年確定的，如設計時需采用其他設計基準期，則必須另行確定在設計基準期內(nèi)最大荷載 的概率分布及相應的統(tǒng)計參數(shù)。 2011 年一級建筑師建筑結(jié)構(gòu)輔導：荷載準永久值 上學吧為您提供 一級建造師 考試復習資料下載： /share/e68.html 對可變荷載，在設計基準期內(nèi)，其超越的總時間約為設計基準期一半的荷載值。 作用在建筑物上的可變荷載 (如住宅樓面上的均布活荷載為 2.0kN/ )，其中有部分是長期作用在 上面的 (可以理解為在設計基準期 50 年內(nèi)，不少于 25 年 )，而另一部分則是不出現(xiàn)的。因此，我們也可以把長期作用在結(jié)構(gòu)物上面的那部分可變荷載看作是永久活載來對待?？勺兒奢d的準永久值，為可變荷載標準值乘以荷載準永久值系數(shù) q 也就是說，準永久值系數(shù) q，為荷載準永久 值與荷載標準值的比值，其值恒小于 1.0。 在荷載規(guī)范中，規(guī)定了各種不同建筑樓面上均布活荷載的準永久值系數(shù) q，如對住宅樓面的均布活荷載，其準永久值系數(shù) q=0.4，而對書庫、檔案庫則 q=0.8，這表示了對不同用途的建筑物，其準永久值系數(shù) q 是不同的。 q 的大小表示了均布活荷載數(shù)值變動的大小， q 大表示變動較小， q 小則表示變動大。如住宅樓面的均布活荷載標準值為 2.0kN/，準永久值系數(shù) q=0.4，因此，荷載準永久值為 2.00.4=0.8kN/ ；而對一般書庫、檔案庫樓面均布活荷載為 5.0kN/，準永久值系數(shù) q=0.8，因此荷載準永久值為 5.00.8=4.0kN/ 2011 年一級建筑師建筑結(jié)構(gòu)輔導：荷載分項系數(shù) 荷載分項系數(shù) 荷載分項 系數(shù)是在設計計算中，反映了荷載的不確定性并與結(jié)構(gòu)可靠度概念相關聯(lián)的一個數(shù)值。對永久荷載和可變荷載，規(guī)定了不同的分項系數(shù)。 (1)永久荷載分項系數(shù) G：當永久荷載對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的效應對結(jié)構(gòu)不利時，對由可變荷載效應控制的組合取 G=1.2；對由永久荷載效應控制的組合，取 G=1.35。當產(chǎn)生的效應對結(jié)構(gòu)有利時， 般情況下取 G=1.0；當驗算傾覆、滑移或漂浮時，取 G=0.9；對其余某些特殊情況，應按有關規(guī)范采用。 (2)可變荷載分項系數(shù) Q： 般情況下取 Q=1.4；但對工業(yè)房屋的樓面結(jié)構(gòu)，當其活 荷載標準值 4kN/時，考慮到活荷載數(shù)值已較大，則取 Q=1.3。 2011 年一級建筑師建筑結(jié)構(gòu)輔導：荷載的分類 荷載是一個不確定的隨機變量。在規(guī)定設計基準期為 50 年，在這段期間內(nèi)，荷載不僅在量值上是變化的，并且，作用在結(jié)構(gòu)上的時間持續(xù)性也是變化的。因此將荷載按以下原則進行了分類。 1.按隨時間變異分類 (1)永久荷載 (亦稱恒載 )。在設計基準期內(nèi)，其量值不隨時間變化，或即使有變化，其變化值與平均值相比可以忽略不計的荷載。如結(jié)構(gòu)的自重、土壓力、預應力等。 (2)可變荷載 (亦稱活載 )。在設計 基準期內(nèi)，其量值隨時間變化，且其變化值與平均值相比不能忽略的荷載。如樓 (屋 )面活荷載、屋面積灰荷載、雪荷載、風荷載、吊車荷載等。 (3)偶然荷載。在設計基準期內(nèi)，可能出現(xiàn)，也可能不出現(xiàn)，但一旦出現(xiàn)，其量值很大 上學吧為您提供 一級建造師 考試復習資料下載： /share/e68.html 且持續(xù)時間很短的荷載。如地震、爆炸力、撞擊力等。 2.按隨空間位置的變異分類 (1)固定荷載。在結(jié)構(gòu)空間位置上具有固定分布的荷載。如結(jié)構(gòu)自重、樓面上的固定設備荷載等。 (2)自由荷載。在結(jié)構(gòu)上的一定范圍內(nèi)可以任意分布的荷載。如民用建筑樓面上的活荷載、工業(yè)建筑中的吊車荷載等。 3.按結(jié)構(gòu)的動力反應分類 (1)靜態(tài)荷載。對結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件不產(chǎn)生加速度或產(chǎn)生的加速度很小可以忽略不計。如結(jié)構(gòu)的自重、樓面的活荷載等。 (2)動態(tài)荷載。對結(jié)構(gòu)或構(gòu)件產(chǎn)生不可忽略的加速度。如吊車荷載、地震作用、作用在高層建筑上的風荷載等。 2011 年一級建筑師建筑結(jié)構(gòu)輔導：荷載的代表值 設計中用來驗算極限狀態(tài)所采用的荷載量值，例如標準值、組合值、頻遇值和準永久值。 1.荷載標準值 荷載標準值是指在結(jié)構(gòu)的設計基準期內(nèi)，在正常情況下可能出現(xiàn)的最大荷載值，例如在荷載規(guī)范中，住宅樓面 的均布活荷載規(guī)定為 2.0kN/。 對于永久荷載的標準值，是按結(jié)構(gòu)構(gòu)件的尺寸 (如梁、柱的斷面 )與構(gòu)件采用材料的重度的標準值 (如梁、柱材料為鋼筋混凝土，則其重度的標準值一般取 25kN/m3)來確定的數(shù)值。對常用材料重度，可按荷載規(guī)范附錄 A 采用。 對于可變荷載的標準值，則由設計基準期內(nèi)最大荷載概率分布的某一分位數(shù)來確定，一般取具有 95%保證率的上分位值，但對許多還缺少研究的可變荷載，通常還是沿用傳統(tǒng)的經(jīng)驗數(shù)值。對可變荷載的標準值，可按荷載規(guī)范的規(guī)定采用。 2.荷載組合值 當結(jié)構(gòu)上作 用兩種或兩種以上的可變荷載時，考慮到其同時達到最大值的可能性較少，因此，在按承載能力極限狀態(tài)設計或按正常使用極限狀態(tài)的短期效應組合設計時，應采用荷載的組合值作為可變荷載的代表值。 可變荷載的組合值，為可變荷載乘以荷載組合值系數(shù)。組合值系數(shù)見荷載規(guī)范表4.1.1。 3.荷載頻遇值 對變荷載，在設計基準期內(nèi)，其超越的總時間為規(guī)定的較小比率或超越頻率為規(guī)定頻率的荷載值。 可變荷載頻遇值應取可變荷載標準值乘以荷載頻遇值系數(shù)。荷載頻遇值系數(shù)見荷載規(guī)范 2011 年一級建筑師建筑結(jié)構(gòu)輔 導：承載能力極限狀態(tài) 上學吧為您提供 一級建造師 考試復習資料下載： /share/e68.html 區(qū)分結(jié)構(gòu)是否卡靠與失效，其分界標志就是極限狀態(tài)。當整個結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分超過某一特定狀態(tài)就不能滿足設計規(guī)定的某一功能要求，這種特定狀態(tài)稱為該功能的極限狀態(tài)。 承載能力極限狀態(tài) 當結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件達到最大承載能力，或產(chǎn)生了不適于繼續(xù)承載的變形時，即認為超過了承載能力極限狀態(tài)。例如： (1)整個結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分作為剛體失去平衡例如煙囪在風荷載作用下整體傾翻 (2)結(jié)構(gòu)構(gòu)件或連接因超過材料強度而破壞 (包括疲勞破壞 )，例如軸心受壓短柱中的混凝土和鋼筋分別達