二级建造师《建筑工程实务》电子书(修改版).doc

（四）用截面法计算单跨静定梁的内力 杆件结构可以分为静定结构和超辞定结构两类。可以用静力平衡条件确定全部反力和内力的结构叫静定结构。 1、梁在荷载作用下的内力：图2A311011-5为一简支梁。梁受弯后，上部受压，产生压缩变形；下部受拉，产生拉伸变形。V为1-1截面的剪力，∑Y=O，V=YA。1-1截面上有一拉力N和一压力N，形成一力偶M，此力偶称1-1截面的弯矩。根据∑M0=O，可求得M=YA*a。梁的截面上有两种内力，即弯矩M和剪力V。弯矩M的正负号规定为截面上的弯矩使所隔离体下侧受拉时为正，反之为负；剪力y的正负号规定为截面上的剪力使所取隔离体有顺时针方向转动趋势时为正，反之为负。 2、梁的剪力图和弯矩图：见图2A311011-6（a），要找出悬臂梁上各截面的内力变化规律，可取距A点为z的任意截面进行分析。首先取隔离体，根据∑Y=O，剪力V(x)=P；∑AM=O，弯矩M(x)=-P*x。不同荷载下、不同支座梁的剪力图和弯矩图，见图2A311011-6 (b)和图2A311011-6 (c)。 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 结构设计的主要目的是要保证所建造的结构安全适用，能够在规定的期限内满足各种预期的功能要求，并且要经济合理。 具体说来，结构应具有以下几项功能： (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、风和枳雪等荷载作用时，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。如结构或构件超过某一特定状态就不能满足上述某项规定的功能要求时，称这一状态为极限状态。极限状态通常可分为如下两类：承载力极限状态与正常使用极限状态。 承载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，也会使结构的耐久性受影响。 二、结构的安全性要求 （一）杆件的受力形式 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2A311012-1。 实际结构中的构件往往是几种受力形式的组合，如梁承受弯矩与剪力；柱子受到压力与弯矩等。 （二）材料强度的基本概念 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。根据外力作用方式不同，材料有抗拉强度、抗压强度、抗剪强度等。对有屈服点的钢材，还有屈服强度和极限强度的区别。 在相同条件下，材料的强度高，则结构的承载力也高。 （三）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，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。 图2A311012-2所示一根细长的压杆，承受轴向压力P，当压力P增加到PⅡ时，压杆突然弯曲，失去了稳定，P。称为临界力。临界力越大，压杆的稳定性就越好。两端铰接的压杆，临界力的计算公式为： 临界力Pij的大小与下列因素有关： (1)压杆的材料：钢柱的Pij比木柱大，因为钢柱的弹性模量E大； (2)压杆的截面形状与大小：截面大不易失稳，因为惯性矩I大；同样面积的截面，做成管形（环形截面）就比实心圆形的压杆不易失稳；