015年一级注册建造师建筑工程备考：建筑结构工程的安全性

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1A410000 建筑工程技：

　　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

　　结构设计的主要目的是保证所建造的结构安全适用，能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，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、风和积雪等荷载作用时，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

　　为了使设计的结构既可靠又经济，必须进行两方面的研究：一方面研究各种“作用”在结构中产生的各种效应;另一方面研究结构或构件抵抗这些效应的内在的能力。这里所谓的“作用”主要是指各种荷载，如构件自重、人群重量、风压和积雪重等;此外，还有外加变形或约束变形，如温度变化、支座沉降和地震作用等。后者中有一些往往被简化为等效的荷载作用，如地震荷载等。本书主要讨论荷载以及荷载所产生的各种效应，即荷载效应。荷载效应是在荷载作用下结构或构件内产生的内力(如轴力、剪力、弯矩等)、变形(如梁的挠度、柱顶位移等)和裂缝等的总称。抵抗能力是指结构或构件抵抗上述荷载效应的能力，它与截面的大小和形状以及材料的性质和分布有关。为了说明这两方面的相互关系，现举一个中心受拉构件的例子(见图1A411011-1)。

　　这里，荷载效应是外荷载在构件内产生的轴向拉力S。设构件截面积为A，构件材料单位面积的抗拉强度为f1，则构件对轴向拉力的抵抗能力为R= f1A.显然：

　　若S>R，则构件将破坏，即属于不可靠状态;

　　若S

　　若S=R 则构件处于即将破坏的缘状态，称为极限状态。

　　很明显，S>R是不可靠的，R比S超出很多是不经济的。我国的设计就是基于极限状态的设计。

　　推广到一般情况，如果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。

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