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一级建造师一本通
《建筑工程管理与实务》
1A410000 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 建筑结构工程的安全性
一、结构的功能要求
安全性①
正常施工或正常使用条件下，结构承受可能的荷载或变形，但不破坏；偶然事件发生时，结构仍能保持必要的整体稳定性。例如：正常情况下，厂房结构受自重、吊车、风雪荷载时坚固不坏。偶然情况下（不常遇到的情况），遇强烈地震、爆炸等事件时保持整体稳定性。
适用性②
在正常使用时，结构具有良好的工作性能。例如：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、裂缝进行必要的控制。
耐久性③
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。二、两种极限状态
承载能力极限状态①：1）结构构件或连接因超过承载能力而破坏；2）结构或一部分作为刚体失去平衡（如倾覆、滑移）；3）反复荷载作用下构件或连接发生疲劳破坏等。
正常使用极限状态②：1）构件在正常使用条件下发生过度变形；2）构件过早产生裂缝或裂缝发展过宽；3）在动力荷载作用下结构或构件产生过大的振幅。
五、杆件稳定的基本概念
在工程结构中，受压杆件如果比较细长①，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。
图1A411011-3为一个细长的压杆，承受轴向压力P，当压力P增加到Pij时，压杆的直线平衡状态失去了稳定。Pij具有临界的性质，因此称为临界力。两端铰接的压杆，临界力（理解为抵抗
能力）的计算公式为：Pij?
?2EI
l2
临界力Pij的大小与下列因素有关：
压杆的材料：钢柱的Pij比木柱大，因为钢柱的弹性模量E大；
压杆的截面形状②与大小：截面大不易失稳，因为惯性矩I大；
压杆的长度l：长度大，Pij小，易失稳；
压杆的支承情况③：两端固定的与两端铰接的比，前者Pij大。
不同支座情况的临界力的计算公式为：Pij?
?2EI
l2
l
0
，l0称压杆的计算长度。
当柱的两端固定时，l0?0.5l；一端固定一端铰支时，l0?0.7l；两端铰支时，l0?l；一端固定一端自由时，l0?2l
1A411012 建筑结构工程的适用性
一、建筑结构的适用性
对应关系：适用性→正常使用极限状态→刚度要求二、杆件刚度与梁的位移计算
如下图所示：梁由弯矩引起的变形图
悬臂梁端部的最大位移为：
ql4
f?
8EI
从公式中可以看出，影响位移因素除荷载外，还有：
材料性能：与材料的弹性模量E成反比；
构件的截面：与截面的的惯性矩I成反比，矩形截面梁惯性矩IZ?
构件的跨度：与跨度l的n次方成正比，此影响因素最大。
1A411013 建筑结构工程的耐久性
bh3
；
12
二、设计使用年限分类
我国《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068—2001首次提出了建筑结构的设计使用年限，见表1A411013-1。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。
设计使用年限分类 表1A411013-1
类别
设计使用年限（年）
示例
1
5
临时性结构
2
25
易于替换的结构构件
3
50
普通房屋和构筑物
4
100
纪念性建筑和特别重要的建筑结构
五、混凝土结构耐久性的要求
混凝土最低强度等级
满足耐久性要求的混凝土最低强度等级 表1A411013-4
环境类别与作用等级
设计使用年限
100年
50年
30年
Ⅰ-A
C30
①←C25↓②
C25
Ⅰ-B
C35
←C30↓→③
C25
Ⅰ-C
C40
←C35→
C30
一般环境中混凝土材料与钢筋最小保护层
一般环境中混凝土材料与钢筋最小保护层厚度 表1A411013-5
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
Ⅰ-A
≥C30
0.55
20
≥C25
0.60
20
≥C25
0.60
20
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