结构设计原理第3章（结构设计与构造1）

结构可靠性要求

一、结构的功能要求即可靠性

1、结构应具有的功能：安全性、适用性、耐久性——可靠性。

2、区分安全性、适用性、耐久性各自对应的结构状态：

①安全性，包括：破坏、倒塌、失稳——承载力极限状态

②适用性，包括：变形、裂缝、振幅——正常使用极限状态

③耐久性，包括：结构使用寿命。

二、杆件的受力形式

1、结构杆件的基本受力形式：拉伸、压缩、弯曲、剪切和扭转；

2、实际结构中的构件受力形式的组合：如梁承受弯曲与剪力，柱子受到压力和弯矩等。

三、材料强度

1.强度要求：

要求不破坏的要求

2. 材料强度：

根据外力作用方式有抗拉强度、抗压强度、抗剪强度。（考点）

3.强度和承载力：

相同条件下，材料的强度高，结构杆件的承载力也高。

四、杆件稳定

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。

因此，受压杆件要有稳定的要求。

五、杆件刚度与梁的位移计算（高频考点）

1、刚度要求：限制过大变形的要求；

2、梁的变形：主要是弯矩引起的。

3、悬臂梁端部的最大位移为： f=ql4/8EI

4、最大位移影响位移因素：（重点记忆）

(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 IZ=bℎ3/12

(3)构件的跨度：与跨度 l 的n次方成正比，此因素影响最大。

(4)荷载

六、混凝土结构的裂缝控制

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。

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结构工程的耐久性

一、结构设计使用年限

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 纪念性和特别重要的建筑结构

二、混凝土结构耐久性的要求

1、混凝土最低强度等级（重点记50年 C25，其他有规律）

环境类别与作用等级 设计使用年限

100年 50年 30年

I-A C30 C25 C25

I-B C35 C30 C25

I-C C40 C35 C30

注：预应力混凝土构件的混凝土最低强度等级不应低于C40（考点）

大截面混凝土墩柱在加大钢筋混凝土保护层厚度的前提下，其混凝土强度等级：

可低于表4的要求，但降低幅度不应超过两个强度等级，且设计使用年限为100年和50年的构件，其强度等级不应低于C25和C20。直接接触土体浇筑的构件，其混凝土保护层厚度不应小于70mm。

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