建設工程管理與實務
結構設計的主要目的是要保證所建造的結構安全適用，能夠在規定的期限內滿足各種預期的功能要求，並且要經濟合理。
功能：1、安全性：在正常施工和正常使用條件下，結構應能承受可能出現的各種荷載作用和變形而不發生破壞；在偶然事件發生後，結構仍能保持必要的整體穩定性。
2、適用性：在正常作用時，結構應具有良好的工作效能。
3、耐久性：在正常維護條件下，結構應能在預計的使用年限內滿足各種功能要求，也即應具有足夠的耐久性。
荷載效應：在荷載作用下結構或構件內產生的內力（如軸力、剪力、彎距等）、變形（如梁的撓度、柱頂位移等）和裂縫等的總稱。
抵抗能力：結構或構件抵抗上述荷載效應的能力，它與截面的大小和形狀以及材料的性質和分布有關。
極限狀態：結構或構件超過某一特定狀態就不能滿足上述某項規定的功能要求時，稱這一狀態為極限狀態。分兩類：承載力極限狀態與正常使用極限狀態。
承載力極限狀態是對應於結構或構件達到最大承載能力或不適於繼續承載的變形，包括結構構件或連線因強度超過而破壞，結構或某一部分作為剛體而失去平衡（如傾覆、滑移），在反覆荷載作用下構件或連線發生疲勞破壞等。
對所有結構和構件都必須按承載力極限狀態進行計算。
基本受力形式有五種：拉伸、壓縮、彎曲、剪下和扭轉。實際中往往是幾種受力形式的組合。
結構桿件所用材料在規定的荷載作用下，材料發生破壞時的應力稱為強度，要求不破壞的要求，稱為強度要求。根據外力作用方式不同，材料有抗拉強度、抗壓強度、抗剪強度等。對有屈服點的鋼材還有屈服強度和極限強度的區別。
相同條件下，材料強度高，結構承載力也高。
失穩：在工程結構中，受壓桿件如果比較細長，受力達到一定的數值（這時一般未達到強度破壞）時，桿件突然發生彎曲，以致引起整個結構的破壞。
兩端鉸接的壓桿，臨界力計算公式：
①壓桿的材料：彈性模量
②壓桿的截面形狀與大小：慣性矩
③壓桿的長度
④壓桿支承情況
不同支座情況的臨界力計算公式為：
，為壓桿的計算長度。
當柱的一端固定一端自由時，；兩端固定時，；
一端固定一端鉸支時，；兩端鉸支時，。
臨界應力等於臨界力除以壓桿的橫截面面積，是指臨界力作用下壓杆仍處於直線狀態時的應力：
的單位是長度的平方，是乙個與截面形狀尺寸有關的長度，稱作截面的迴轉半徑或慣性半徑。矩形截面的，圓形截面的。
從上式推出：
長細比，由截面形狀和尺寸來確定，是影響臨界力的綜合因素。
除了保證安全外，還應滿足適用性要求，在設計中稱為正常使用的極限狀態。相應於結構或構件達到正常使用或耐久性的某項規定的限值，包括構件在正常使用下產生的過度變形，過早產生裂縫或裂縫發展過寬，在動力荷載作用下產生過大振幅等。
限制過大變形的要求即為剛度要求，或稱為正常使用下的極限狀態要求。梁的變形主要是彎矩所引起的，叫彎曲變形。剪力引起的變形可忽略。
懸壁樑端部的最大位移：
影響因素除荷載外，還有：
①材料效能：與材料彈性模量成反比；
②構件截面：與截面的慣性矩成反比；
③構件跨度：與跨度的次方成正比，影響最大。
裂縫控制主要針對混凝土梁（受彎構件）及受拉構件。
指結構在規定的工作環境中，在預期的使用年限內，在正常維護條件下，不需進行大修就能完成預定功能的能力。
房屋建築在正常設計、正常施工、正常使用和維護下所應達到的使用年限。
臨時性結構：５年；
易於替換的結構構件：25年；
普通房屋和構築物：50年；
紀念性建築和特別重要的建築結構：100年。
１、保護層厚度
設計使用年限50年的鋼筋混凝土及預應力混凝土結構，其縱向受力鋼筋的混凝土保護層厚度不應小於鋼筋的公稱直徑，且符合下表規定。
縱向受力鋼筋的混凝土保護層最小厚度（mm）
２、水灰比、水泥用量的一些要求
設計使用年限50年的結構混凝土，按下錶規定。
結構混凝土耐久性的基本要求
荷載：直接施加在結構上的各種力。直接作用和間接作用。
１、永久作用（永久荷載或恆載）
在設計基準期內，其值不隨時間變化；或其變化可以忽略不計。如結構自重、土壓力、預加壓力、混凝土收縮、基礎沉降、焊接變形等。
２、可變作用（可變荷載或活荷載）
在設計基準期內，其值隨時間變化。如安裝荷載、屋面與樓面活荷載、雪荷載、風荷載、吊車荷載、積灰荷載等。
3、偶然作用（偶然荷載、特殊荷載）
在設計基準期內可能出現，也可能不出現，而一旦出現其值很大，且持續時間較短。如**力、撞擊力、雪崩、嚴重腐蝕、**、颱風等。
１、靜態作用或靜力作用
不使結構或構件產生加速度或所產生的加速度可以忽略不計，如結構自重、住宅與辦公樓的樓面活荷載、雪荷載等。
２、動態作用或動力作用
使結構或構件產生不可忽略的加速度，如**作用、吊車裝置振動，高空墜物衝擊作用等。
１、均布面荷載
建築物樓面或牆面上分布的荷載，計算公式：
—材料的重度；
—面層材料的厚度。
２、線荷載
建築物樓面或牆面上的各種面荷載傳到梁上或條形基礎上時可簡化為單位長度上的分布荷載。
３、集中荷載
在建築物原有的樓面或屋面承受一定重量的柱子，放置或懸掛較重物品（如洗衣機、冰箱、空調機、吊燈等）時，其作用面積很小，可簡化為作用於某一點的集中荷載。
１、垂直荷載
２、水平荷載
在施工過程中，對建築結構增加一定數量的施工荷載。
１、建築裝飾裝修變動對建築結構的影響
①必須了解結構能承受的荷載值是多少；
②必須保證建築物的結構安全和主要使用功能；
③嚴禁擅自改動建築主體、承重結構或主要使用功能；嚴禁擅自拆改水、暖、電、燃氣、通訊等配套設施。
２、樓面上加鋪任何材料屬於增加了面荷載
①了解樓板能承受多大荷載
②裝配式樓板，嚴禁鑿掉疊合層
③吊頂３、在室內增加隔牆、封閉陽台，屬於增加線荷載
４、在室內增加裝飾性的柱子，特別是石柱，懸掛較大的吊燈，房間區域性增加假山盆景，屬於增加集中荷載
５、變動牆對結構的影響
①承重牆（不得拆除）、非承重牆
②不允許隨便在承重牆上開洞
③牆體開洞應經設計確定開洞位置、大小和開洞方法
６、樓板或屋面板上開洞、開槽對結構的影響
削弱樓板截面、切斷或損傷樓板鋼筋，預應力樓板因敲擊樓板使混凝土鬆動，降低樓板的承載能力。
７、變動梁、柱對結構的影響
①梁上開洞削弱梁截面、降低梁承載能力
②原有梁上設定梁、柱、支架等，不得與原有梁鋼筋焊接，損傷梁鋼筋，降低梁承載能力和抵抗變形能力
③鑿掉梁的混凝土保護層
④梁下加柱，改變梁的受力狀態
⑤梁上增設柱子或樑，原有梁增加荷載，結構驗算
⑥在柱子中部加梁（包括懸壁梁），改變柱子受力狀態，增加柱子荷載及由此荷載引起的內力
⑦原有建築的空間加層，對原結構增加了較大荷載
任何室內裝修的做法，以不改變原結構最初受力狀態為基準
８、房屋增層對結構的影響
是對原有結構的根本性的變動。
①驗算增層後的地基承載力
②對增層後的結構體系進行各種荷載作用的內力計算和內力組合
③驗算原結構的承載能力和變形
④驗算原結構與新結構之間連線的可靠性
９、桁架、網架結構
桁架、網架結構的受力是通過節點傳遞給桿件的，不允許將較重的荷載作用在桿件上。
為了避免溫度變化引起結構伸縮應力產生裂縫而設定
為了避免地基不均勻沉降時產生裂縫而設定，常採用後澆帶處理
為了避免附加應力和變形引起的震害而設定
１、力的作用效果
促使或限制物體運動狀態的改變，稱力的運動效果；促使物體發生變形或破壞，稱力的變形效果。
２、力的三要素：大小、方向、作用點
３、作用與反作用原理
力是物體之間的作用，其作用力與反作用力總是大小相等，方向相反，沿同一作用線相互作用於兩個物體。
４、力的合成與分解：平等四邊形法則
力的合成只有乙個結果，但分解會有多種結果。
５、約束力與約束反力
物體相對於地球處於靜止狀態和等速直線運動狀態，力學上都稱為平衡狀態。
物體在許多力共同作用下處於平衡狀態時，力系之間必須保持一定的條件，稱為力系的平衡條件。
１、二力平衡條件：大小相等，方向相反，作用線重合
２、平面匯交力系的平衡條件
平面匯交力系：乙個物體上的作用力系，作用線都在同一平面內，且匯交於一點。
平衡條件：和
３、一般平面力系的平衡條件，還要加上力矩的平行。
平衡條件：，和
１、計算簡圖：假設節點是鉸接；軸線是直線，並通過鉸的中心；荷載及支座反力都作用在節點上。
２、用節點法計算桁架軸力
二力杆：只有軸力的杆。軸力：作用於桿件的兩端並沿著桿件軸線的力，分拉力和壓力兩種。
３、用截面法計算桁架軸力
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