若S＝R，则构件处于即将破坏的边缘状态，称为极限状态。
（P2）
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。
承载能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），在反复荷载作用下的构件或连接发生疲劳破坏等。
正常使用极限状态是指结构在正常使用条件下“不能”产生过大的变形，过早产生裂缝，和过大的振幅。
问题：
1.有一高层建筑，在风荷载作用之下，产生较大位移，对这个高层建筑的位移进行控制，是刚度控制还是强度控制？
刚度控制
2.承载能力极限状态是什么控制？
强度控制
3.正常使用极限状态是什么控制？
刚度控制
4.结构设计是按那种极限状态设计的？
正常使用状态
5.那种极限状态要求高？
正常使用状态
三、掌握杆件的受力形式
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。
实际结构中的构件往往是几种受力形式的组合，如梁承受弯曲与剪力；柱子受到压力与弯矩等。
例题：
独立柱顶受集中力如图所示：
问题：
该结构的基本受力形式有哪些？
答案：
剪切、弯曲、压缩
四、材料强度的基本概念
材料有抗拉强度、抗压强度、抗剪强度等
五、杆件稳定的基本概念
具有临界的性质，因此称为临界力。
两端铰接的压杆Pij，临界力的计算公式为：
临界力Pij的大小与下列因素有关：
强调一句话：
临界力指的就是柱子能够承受的外力的极限值大小。
想想影响能够承受的外力大小的因素会有那些？
结合实践及公式
（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；
（3）压杆的长度l：
长度大，Pij小，易失稳；
（4）压杆的支承情况：
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：
为压杆的计算长度
当柱的一端固定一端自由时，l0=2l;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，这里λ=l0/i，称作长细比。
i由截面形状和尺寸来确定。
所以，长细比λ是影响临界力的综合因素。
当构件长细比过大时，引入小于1的系数反映其降低的程度。
2011年真题
某受压杆件，在支座不同、其他条件相同的情况下，其临界力最小的支座方式是（ ）。
A.两端铰支
B.一端固定，一端铰支
C.两端固定
D.一端固定，一端自由
【正确答案】D
【答案解析】参见教材P3。
【2005年真题】受压构件，两端铰支，其临界力为50kN，若将构件改为两端固定，则其临界力为（ ）kN。
A.50 B.100
C.150 D.200
【正确答案】D
【答案解析】考核的是不同支座情况下的临界力计算公式。
受压杆件稳定的临界力公式，有效长度问题。
【2007年真题】同一长度的压杆，截面积及材料均相同，仅两端支承条件不同，则（ ）杆的临界力最小。
A.两端铰支
B.一端固定，一端自由
C.一端固定，一端铰支
D.两端固定
【正确答案】B
【答案解析】参见教材P3。
（2007年真题）结构正常使用的极限状态包括控制（ ）。
A.变形
B.倾覆
C.振幅
D.裂缝
E.保温
【正确答案】ACD
1A411012熟悉建筑结构工程的适用性
一、建筑结构的适用性
限制过大变形的要求即为刚度要求。
梁的变形主要是弯矩所引起的，叫弯曲变形。
悬臂梁端部的最大位移为：
影响位移因素有：
（1）荷载;
（2）材料性能：
与材料的弹性模量E成反比；
（3）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
（4）构件的跨度：
与跨度l的n次方成正比，此因素影响最大。
【2006年真题】关于简支梁变形大小的影响因素，下列表述正确的是（ ）。
A.跨度越大，变形越大
B.截面的惯性矩越大，变形越大
C.截面积越大，变形越小
D.材料弹性模量越大，变形越大
E.外荷载越大，变形越大
【正确答案】AE
1A411013熟悉建筑结构工程的耐久性
一、建筑结构耐久性的含义
结构耐久性是指结构在规定的工作环境中，在预期的使用年限内，在正常维护条件下不需进行大修就能完成预定功能的能力。
二、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
纪念性建筑和特别重要的建筑结构
三、混凝土结构耐久性的环境类别
环境类别
名称
腐蚀机理
I
一般环境
保护层混凝土碳化引起钢筋锈蚀
Ⅱ
冻融环境
反复冻融导致混凝土损伤
Ⅲ
海洋氯化物环境
氯盐引起钢筋锈蚀
Ⅳ
除冰盐等其他氯化物环境
氯盐引起钢筋锈蚀
V
化学腐蚀环境
硫酸盐等化学物质对混凝土的腐蚀
注：
一般环境系指无冻融、氯化物和其他化学腐蚀物质作用。
四、混凝土结构环境作用等级
A轻微
B轻度
C中度
D严重
E非常严重
F极端严重
一般环境
Ⅰ—A
Ⅰ—B
Ⅰ—C
冻融环境
Ⅱ—C
Ⅱ—D
Ⅱ—E
海洋氯化物环境
Ⅲ—C
Ⅲ—D
Ⅲ—E
Ⅲ—F
除冰盐等其他氯化物环境
Ⅳ—C
Ⅳ—D
Ⅳ—E
化学腐蚀环境
Ⅴ—C
Ⅴ—D
Ⅴ—E
当结构构件受到多种环境类别共同作用时，应分别满足每种环境类别单独作用下的耐久性要求。
五、混凝土结构耐久性的要求
1.混凝土最低强度等级
结构构件的混凝土强度等级应同时满足耐久性和承载能力的要求，故《混凝土结构耐久性设计规范》（GB/T50476）中对配筋混凝土结构满足耐久性要求的混凝土最低强度等级作出相应规定，见表1A411013—4。
2.一般环境中混凝土材料与钢筋最小保护层
一般环境中的配筋混凝土结构构件，其普通钢筋的保护层最小厚度与相应的混凝土强度等级、最大水胶比应符合表1A411013—5的要求。
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1A411013—5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。
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
C25
C25
Ⅰ—B
C35
C30
C25
Ⅰ—C
C40
C35
C30
Ⅱ—C
C35、C45
C30、C45
C30、C40
Ⅱ—D
C40
C35
C35
Ⅱ—E
C45
C40
C40
Ⅲ—C、Ⅳ—C、Ⅴ—C、Ⅲ—D、Ⅳ—D
C45
C40
C40
Ⅴ—D、Ⅲ—E、Ⅳ—E
C50
C45
C45
Ⅴ—E、Ⅲ—F
C55
C50
C50
注：
预应力混凝土构件的混凝土最低强度等级不应低于C40。
一般环境中混凝土材料与钢筋最小保护层厚度表1A411013—5
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
Ⅰ—B
C35
≥C40
0.50
0.45
30
25
C30
≥C35
0.55
0.50
25
20
C25
≥C30
0.60
0.55
25
20
Ⅰ—C
C40
C45
≥C50
0.45
0.40
0.36
40
35
30
C35
C40
≥C45
0.50
0.45
0.40
35
30
25
C30
C35
≥C40
0.55
0.50
0.45
30
25
20
梁、柱等条形构件
Ⅰ—A
C30
≥C35
0.55
0.50
25
20
C25
≥C30
0.60
0.55
25
20
≥C25
0.60
20
Ⅰ—B
C35
≥C40
0.50
0.45
35
30
C30
≥C35
0.55
0.50
30
25
C25
≥C30
0.60
0.55
30
25
Ⅰ—C
C40
C45
≥C50
0.45
0.40
0.36
45
40
35
C35
C40
≥C45
0.50
0.45
0.40
40
35
30
C30
C35
≥C40
0.55
0.50
0.45
35
30
25
注：
1.I—A环境中使用年限低于100年的板、墙，当混凝土骨料最大公称粒径不大于15mm时，保护层最小厚度可降为15mm，但最大水胶比不应大于0.55；
2.年平均气温大于20℃且平均温度大于75%的环境，除I—A环境中的板、墙构件外，混凝土最低强度等级应比表中规定提高一级，或将保护层最小厚度增大5mm；
3.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；有混凝土垫层时，可按表1A411013—5确定；
4.处于流动水中或同事受水中泥沙冲刷的构件，其保护层厚度宜增加10～20mm；
5.预制构件的保护层厚度可比表中规定减少5mm；
6.当胶凝材料中粉煤灰和矿渣等渗量小于20%时，表中水胶比低于0.45的，可适当增加。
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；当低两个等级时，混凝土保护层厚度应增加10mm。
具有连续密封套管的后张预应力钢筋、其混凝土保护层厚度可与普通钢筋相同且不应小于孔道直径的1/2；否则应比普通钢筋增加10mm。
先张法构件中预应力钢筋在全预应力状态下的保护层厚度可与普通钢筋相同，否则应比普通钢筋增加10mm。
直径大于16mm的热轧预应力钢筋保护层厚度可与普通钢筋相同。
1A411020 建筑结构平衡的技术
1A411021掌握结构平衡的条件
一、力的基本性质（P7）
（1）力的作用效果
促使或限制物体运动状态的改变，称力的运动效果；促使物体发生变形或破坏，称力的变形效果。
（2）力的三要素
力的大小、力的方向和力的作用点的位置称力的三要素。
（3）作用与反作用原理
力是物体之间的作用，其作用力与反作用力总是大小相等，方向相反，沿同一作用线相互作用于两个物体。
（4）力的合成与分解
（5）约束与约束反力
工程结构是由很多杆件组成的一个整体，其中每一个杆件的运动都要受到相连杆件、节点或支座的限制或称约束。
约束杆件对被约束杆件的反作用力，称约束反力。
二、平面力系的平衡条件及其应用
（一）物体的平衡状态
物体相对于地球处于静止状态和等速直线运动状态，力学上把这两种状态都称为平衡状态。
（二）平衡条件
物体在许多力的共同作用下处于平衡状态时，这些力（称为力系）之间必须满足一定的条件，这个条件称为力系的平衡条件。
1.二力的平衡条件
作用于同一物体上的两个力大小相等，方向相反，作用线相重合，这就是二力的平衡条件。
（利用平衡条件求未知力）
一个物体，重量为W，通过两条绳索AC和BC吊着，计算AC、BC拉力的步骤为：
首先取隔离体，做出隔离体受力图；然后在列平衡方程，ΣX=0，ΣY=0，求未知力T1、T2。
见下图
（四）静定桁架的内力计算
1.桁架的计算简图
用截面法计算桁架轴力
截面法是求桁架杆内力的另一种方法，见下图。
首先，求支座反力XA、YB、YA；然后在桁架中作一截面，截断三个杆件，出现三个未知力：
N1、N2、N3。
可利用ΣX=0，ΣY=0和ΣX=0求出N1、N2、N3。
2011年单选第8题
图示人字梯放置在光滑（忽略摩擦）地面上，顶端人体重量为P。
关于绳子拉力与梯子和地面的夹角口、绳子位置h的关系的说法，正确的是（ ）。
A.α、h越大，绳子拉力越大
B.α、h越小，绳子拉力越大
C.α越大、h越小，绳子拉力越大
D.α越小、h越大，绳子拉力越大
【正确答案】D
【答案解析】
例题：
如图所示重量为W=600N的物体由两根绳索悬吊，绳索AC的拉力是（ ）。
A.500N B.600N C.700N D.800N
【正确答案】B
【答案解析】解题过程:
∑Y＝0NBC·sin45°＝600N
∴NBC＝600N／sin45°
∑X＝0NAC＝NBC·cos45°＝
=cos45°×600N／sin45°＝600N
结论：
平面汇交力系是平面力系的特殊力系，平衡条件只有两个，考生还应该掌握平面力系的平衡条件和应用，平面力系的平衡条件是∑Y＝0∑X＝0∑M＝0
杆件结构可以分为静定结构和超静定结构两类。
可以用静定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、
下图为一简支梁。
两受弯后，上不受压，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，ΣX=0，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ΣX0=0，可求得M=YA·α。
梁的截面上有两种内力，即弯矩M和剪力V。
2.剪力图和弯矩图
见下图。
找出悬臂梁上各截面的内力变化规律，可取距A点为X的任意截面进行分析。
首先取隔离体，根据ΣY=0，剪力V（X）=P；ΣM=0，弯矩M（X）=-P·X。
不同荷载下、不同支座梁的剪力图和弯矩图，见下图。
弯矩：
以下侧受拉为正，上侧受拉负；
剪力:
以顺时针为正，逆时针为负。
1A411022掌握防止结构倾覆的技术要求
二、防止构件（或机械）倾覆的技术要求
M抗≥（1.2-1.5）M
1A411023熟悉结构抗震的构造要求
一、地震的震级及烈度
（假想建筑物远离震中，这样地震荷载对于需要抗震的房屋作用的是水平荷载）
1.成因：
地震的成因有三种：
火山地震、塌陷地震和构造地震
房屋结构抗震主要是研究构造地震。
例题：
房屋构造抗震主要是研究（ ）
A.山地震 B.塌陷地震
C.构造地震 D.断裂地震
【正确答案】C
【答案解析】参见教材P11。
2.地震震级：
震级是指一次地震时的能量大小，用标准地震仪在距震中100Km处记录的以微米为单位的最大水平地面位移的对数值。
一次地震只有一个震级。
地震发生后，各地区的影响程度不同，通常用地震烈度（地震的破坏性程度）来描述。
世界上多数国家采用的是12个等级划分的烈度表。
M>5的地震，统称为破坏性地震；M>7的地震为强烈地震或大震；M>8的地震称为特大地震。
3.地震的烈度
地震烈度是指某一地区的地面及建筑物遭受一次地震影响的强弱程度。
基本烈度大体为在设计基准期超越概率为10%的地震烈度。
二、抗震设防
1.抗震设防的基本思想
现行抗震设计规范适用于抗震设防烈度为6、7、8、9度地区建筑工程的抗震设计、隔震、消能减震设计。
抗震设防是以现有的科技水平和经济条件为前提的。
以北京地区为例，抗震设防烈度为8度，超越8度的概率为10%左右。
“小震不坏、中震可修、大震不倒”
2.建筑抗震设防分类
建筑物的抗震设计根据其使用功能的重要性分为甲类、乙类、丙类、丁类四个抗震设防类别。
大量的建筑物属于丙类。
三、抗震构造措施
1.多层砌体房屋的抗震构造措施：
（1）设置钢筋混凝土构造柱，减少墙身的破坏，并改善其抗震性能，提高延性。
（2）设置钢筋混凝土圈梁与构造柱连接起来，增强了房屋的整体性，改善了房屋的抗震性能，提高了抗震能力。
（3）加强墙体的连接，楼板和梁应有足够的支承长度和可靠连接。
（4）加强楼梯间的整体性等。
2.框架结构构造措施
框架结构震害的严重部位多发生在框架梁柱节点和填充墙处；
重要结论：
地震是水平荷载，水平荷载作用下，建筑结构位移最大的地方，也是其受震害最严重的地方。
①建筑结构在地震水平荷载作用下，四个角部位移最大，四个角受地震破坏最大，所以角部一定要设柱子；
②柱子的柱顶位移最大，所以破坏最大；
③柱子中间加横梁，这里就是刚度突变点，地震荷载作用下，破坏最大。
所以，一般是柱的震害重于梁，柱顶的震害重于柱底，角柱的震害重于内柱，短柱的震害重于一般柱。
为此采取了一系列措施，把框架设计成延性框架，遵守强柱、强节点、强锚固，避免短柱、加强角柱，框架沿高度不宜突变，避免出现薄弱层，控制最小配筋率，限制配筋最小直径等原则。
构造上采取受力筋锚固适当加长，节点处箍筋适当加密等措施。
3.设置必要的防震缝
2012年考试真题（多选23）
23.加强多层砌体结构房屋抵抗地震力的构造措施有（ ）。
A.提高砌体材料的强度
B.增大楼面结构厚度
C.设置钢筋混凝土构造柱
D.加强楼梯间的整体性
E.设置钢筋混凝土圈梁并与构造柱连接起来
【正确答案】CDE
【答案解析】参见教材P13。
【2010年真题】关于非抗震设计的框架结构，不同部位震害程度的说法，正确的有（ ）。
A.柱的震害轻于梁
B.柱顶震害轻于柱底
C.角柱的震害重于内柱
D.短柱的震害重于一般柱
E.填充墙处是震害发生的严重部位之一
【正确答案】CDE
【答案解析】参见教材P13。
1A411024熟悉荷载对结构的影响
一荷载的分类
（一）按随时间的变异分类
1.永久作用（永久荷载或恒载）：
在设计基准期内，其值不随时间变化；或其变化可以忽略不计。
如结构自重、土压力、预加应力、混凝土收缩、基础沉降、焊接变形等。
2.可变作用（可变荷载或活荷载）：
在设计基准期内，其值随时间变化。
如安装荷载、屋面与楼面活荷载、雪荷载、风荷载、吊车荷载、积灰荷载等。
3.偶然作用（偶然荷载、特殊荷载）：
在设计基准期内可能出现，也可能不出现，而一旦出现其值很大，且持续时间较短。
例如爆炸力、撞击力、雪崩、严重腐蚀、地震、台风等。
（二）按结构的反应分类
1.静态作用或静力作用：
不使结构或结构构件产生加速度或所产生的加速度可以忽略不计，如结构自重、住宅与办公楼的楼面活荷载、雪荷载等。
2.动态作用或动力作用：
使结构或结构构件产生不可忽略的加速度，例如地震作用、吊车设备振动、高空坠物冲击作用等。
（三）按荷载作用面大小分类
l.均布面荷载Q
建筑物楼面或墙面上分布的荷载，如铺设的木地板、地砖、花岗石、大理石面层等重量引起的荷载。
（房间内码放等高的水泥）均布面荷载Q值的计算，用材料单位体积重度γ乘以面层材料的厚度d,即Q=γ·d=KN/m3·m=KN/m2
2.线荷载
建筑物原有的楼面或层面上的各种面荷载传到梁上或条形基础上时可简化为单位长度上的分布荷载称为线荷载q。
3.集中荷载
当在建筑物原有的楼面或屋面承受一定重量的柱子，放置或悬挂较重物品（如洗衣机、冰箱、空调机、吊灯等）时，其作用面积很小，可简化为作用于某一点的集中荷载。
（四）按荷载作用方向分类
1.垂直荷载：
如结构自重、雪荷载等；
2.水平荷载：
如风荷载、水平地震作用等。
（五）施工和检修荷载
检修荷载包括检修人员和所携带检修工具的重量。
一般为集中荷载。
二、荷载对结构的影响
（一）永久荷载对结构的影响
永久荷载会引起结构的徐变，致使结构变形和裂缝加大，引起结构的内力重新分布。
（五）装修对结构的影响及对策
1.装修时不能改变原来的建筑使用功能，如若必要改变时，应该取得原设计单位的许可；
2.在进行楼面和屋面装修时，新的装修构造做法产生的荷载值不能超过原有建筑装修构造做法的荷载值。
如若超过，应对楼盖和屋盖结构的承载能力进行分析计算，控制在允许的范围之内。
3.在装修施工中，不允许在原有承重结构构件上开洞凿孔，降低结构构件的承载能力。
如果实在
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