混凝土结构设计的一般原则和方法
混凝土结构设计复习重点
混凝土结构（中册）复习(河南工业大学)第九章预应力混凝土构件一、概述：1、何为预应力混凝土？何为预应力混凝土构件？答：结构构件受外荷载作用前，预先对由外荷载产生的混凝土受拉区施加压力，由此产生的预压应力可以减小或抵消外荷载所引起的混凝土拉应力。
预应力混凝土构件：用人工方法预先使构件截面中产生预压应力的混凝土构件。
2、预应力混凝土构件可以延缓混凝土构件的开裂，提高构件的抗裂度和刚度，高强度钢筋和高强度混凝土的应用，可取的节约钢筋、减轻构件自重的效果，克服了钢筋混凝土的主要缺点。
3、那些结构物宜优先采用预应力混凝土？答：下列结构物宜优先采用预应力混凝土：（1）要求裂缝控制等级较高的结构；（2）大跨度或受力很大、承受动荷载的构件；（3）对构件的刚度和变形控制要求较高的结构构件。
4、与钢筋混凝土构件相比，预应力混凝土构件有何优缺点？答：与钢筋混凝土构件相比：优点：预应力构件可以采用高强混凝土和高强钢筋，强度高，刚度大，截面尺寸相对小自重轻，易于做建造大跨度和承受重型荷载的构件；预应力混凝土构件是在构件承载前，对混凝土受拉区施加预应力，提高构件的抗裂性能和刚度，扩大了钢筋混凝土构件的适用范围；缺点：如施工工序多，工艺和构造较复杂，要求高，需要张拉设备和场地，设计和计算也比普通钢筋混凝土复杂，此外预应力混凝土构件开裂荷载与破坏荷载比较接近，其延性较差。
5、预应力混凝土构件分为哪几类？答：根据预加应力值大小对构件截面裂缝控制程度的不同，预应力混凝土构件分为全预应力和部分预应力两类。
全预应力混凝土：在使用荷载作用下，不允许截面上混凝土出现拉应力的构件。
相当于裂缝控制等级为一级。
部分预应力混凝土：在使用荷载作用下，允许出现裂纹，但最大裂缝宽度不超过允许值的构件，大致相当于裂缝控制等级为三级。
6、张拉预应力钢筋的方法有哪些？各有何特点？答：有先张法和后张法。
（1）先张法：在浇灌混凝土前张拉钢筋的方法。
特点：生产工艺比较简单，质量较易保证，不需要永久性锚具；需要台座，第一次投资费用较大；适合工厂化成批生产中、小型预应力构件。
混凝土结构设计原理 重点
混凝土结构设计原理基本知识点：1.钢筋与混凝土两种材料能够有效地结合在一起而共同工作，主要基于下述三个条件：①钢筋与混凝土之间存在着粘结力，使两者能结合在一起。
在外荷载作用下，结构中的钢筋与混凝土协调变形，共同工作。
因此，粘结力是这两种不同性质的材料能够共同工作的基础。
②钢筋与混凝土两种材料的温度线膨胀系数很接近。
所以，钢筋与混凝土之间不致因温度变化产生较大的相对变形而使粘结力遭到破坏。
③钢筋埋置于混凝土中，混凝土对钢筋起到了保护和固定作用，使钢筋不容易发生锈蚀，且使其受压时不易失稳，在遭受火灾时不致因钢筋很快软化而导致结构整体破坏。
2.混凝土结构的特点。
优点：①耐久性好；②耐火性好；③整体性好；④可模性；⑤就地取材；⑥节约钢材。
缺点：①自重大；②抗裂性差；③需用模板。
3.混凝土结构按其构成的形式可分为实体结构和组合结构两大类。
4.碳素钢通常可分为低碳钢（含碳量少于0.25%）、中碳钢（含碳量0.25%~0.6%）和高碳钢（含碳量0.6%~1.4%）。
5.预应力筋宜采用预应力钢丝、钢绞线和预应力螺纹钢筋。
6.钢筋除了有两个强度指标（屈服强度和极限强度）外，还有两个塑性指标：延伸率和冷弯性能。
这连个指标反映了钢筋的塑性性能和变形能力。
7.冷拉只能提高钢筋的抗拉屈服强度，其抗压屈服强度将降低。
8.冷拔可同时提高钢筋的抗拉和抗压强度。
9.混凝土结构对钢筋性能的要求：①适当的强度和曲强比；②足够的塑性；③可焊性；④耐久性和耐火性；⑤与混凝土具有良好的粘结。
10.标准试件取边长150mm的立方体。
11.素混凝土结构的强度等级不应低于C15。
钢筋混凝土结构的混凝土强度等级不应低于C20；采用强度等级400MPa及以上的钢筋时混凝土强度等级不应低于C25。
承受重复荷载的钢筋混凝土构件，混凝土强度等级不应低于C30。
预应力混凝土结构的混凝土强度等级不宜低于C40，且不应低于C30。
12.采用150mm*150mm*300mm的棱柱体作为标准试件。
钢筋混凝土结构设计计算基本原则
第二节 结构按概率极限状态设计的基本概念
钢筋砼结构设计采用以概率理论为基础的极限状态设计法。
设计时主要考虑的两个变量：
荷载效应（ S ） ：荷载在结构构件上引起的内力和变形。
如弯矩M、轴力N、剪力V、扭矩T、挠度 f、裂缝宽度 w 等。
结构抗力（ R ）：结构构件的抵抗荷载效应的能力。如受
弯承载力Mu、受剪承载力Vu、容许挠度[f]、容许裂缝宽度[w]。
第一节 结构设计的极限状态
一．结构的极限状态的定义 结构或结构的一部分超过某一特定状态就不能满足设 计规定的某一功能要求，此特定状态称为该功能的极限状 态。一旦超过这种状态，结构就进入失效状态。 二．结构极限状态的分类 根据功能要求，国际上通常把极限状态分为两大类： 承载能力极限状态：超过这一极限状态时结构将发生 破坏、倒塌或失稳等现象。 正常使用极限状态：超过这一极限状态时结构将出现 过大的变形，开裂或过宽的裂缝，钢筋严重锈蚀，混凝土 腐蚀、风化、剥落等现象。
二、结构的极限状态的分类
（二）正常使用极限状态
超过该极限状态，结构就不满足预定的适用性和耐久性要求。
产生过大的变形，影响正常使用和外观；
（不安全感、不能正常使用等）
产生过宽的裂缝，对耐久性有影响或者产生人们心理上不能接
受的感觉；
（钢筋锈蚀、不安全感、漏水等）
产生过大的振动影响使用。
二、 结构的极限状态的分类
（一）承载能力极限状态
承载能力极限状态时关于安全性功能要求的，所以满 足承载能力极限状态的要求，是结构设计的首要任务，因 为这关系到结构能否安全的问题，一旦失效，后果严重， 所以应具有较高的可靠度水平。
规范规定，所有结构构件均应进行承载力计算，必要 时尚应进行结构的抗倾、抗滑、抗浮验算；对需要抗震设 防的结构，尚应进行结构的抗震承载力计算。
混凝土结构复习资料
混凝土结构复习资料1.厂房屋盖结构有有檩体系、无檩体系两种类型。
2.厂房横向排架是由屋架、横向柱列、基础组成。
3.厂房纵向排架是由纵向柱列、基础、连系梁、吊车梁、柱间支撑组成。
4.屋架之间的支承包括屋架上弦横向水平支撑、屋架下弦横向水平支撑、屋架垂直支承与水平系杆。
5.钢筋混凝土排架结构单层厂房设伸缩缝的原则：室内最大间距为100m，室外最大间距为70m时，需设置伸缩缝。
6.柱间支承按其位置可分为上柱柱间支承和下柱柱间支承。
7.单厂排架内力组合的目的是寻找计算截面的最不利的内力。
8.钢筋混凝土单层厂房排架的类型有等高排架、不等高排架两种。
9.等高排架在任意荷载作用下的内力计算方法是剪力分配法。
不等高排架内力计算则采用力法。
10.在我国，多层建筑一般指10层以下或高度低于28m的房屋。
其常用的两种结构形式是砌体结构和框架结构。
11.从承重方案来看，框架结构的布置一般有三种形式，即横向、纵向和纵横向。
12.用D值法计算水平荷载作用下的多层框架时，若某层柱的上层柱变高，则该层柱反弯点向上移；若上层横梁线刚度增大，则该层柱的反弯点向上移。
13.框架结构的内力组合首先应考虑荷载组合，当活荷载不太大时，可采用满布荷载法。
14.在竖向荷载作用下，框架内力近似计算法有分层法、力矩分配法。
在采用分层法计算时，应注意除底层柱外，柱线刚度和传递系数要折减。
15.在水平荷载作用下，框架内力和侧移近似计算方法有D值法、反弯点法。
这两种方法只要确定柱的剪力，反弯点位置就不难求解。
16.框架结构梁柱设计除应满足计算要求外，还应满足强柱弱梁。
17.在水平荷载作用下，框架层数越多，梁柱线刚度越大。
则柱的反弯点位置越接近柱高中点。
18.在水平荷载作用下的框架侧移可以近似地认为是由梁柱的弯曲变形和柱的轴向变形。
19.框架梁端的弯矩调幅只对竖向荷载作用下的内力进行。
20.多层框架结构柱下基础有单独基础、条形基础、片笩基础以及十字形基础等多种形式。
混凝土结构设计题库答案 Word 文档(详细版)
第十章混凝土结构设计的一般原则和方法1、建筑结构分为上部结构和下部结构，上部结构有水平结构体系和竖向结构结构体系组成，常把竖向结构结构体系称为抗侧力结构体系，水平结构体系指梁板，竖向结构结构体系指柱或墙。
2、房屋的结构类型按结构材料不同分为砌体结构、混凝土结构、钢结构、组合结构和混合结构等类型；按竖向结构体系不同分为排架结构、框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构和筒体结构等类型。
3、工程建设一定要遵循先勘察后设计、先设计后施工的程序。
4、建筑结构设计的一般原则是安全、适用、耐久和经济合理。
5、建筑结构设计主要有哪些原则？答：①详细阅读和领会地质勘察报告，把建筑场地的水文、地质等资料作为设计依据。
②把国家、地方和行业的现行设计法规、标准、规范和规程等作为设计的依据，切实遵守有关规定，特别是“强制性条文”的规定。
③采用高性能的结构材料、先进的科学技术、先进的设计计算方法和施工方法。
④结合工程的具体情况，尽可能采用并正确选择标准图。
⑤以优先采用有利于建筑行业的装配式结构和装配式整体式结构。
⑥与其他工种的设计，诸如建筑设计、给水排水设计、电气设计、空气调节和通风设计等互相协调配合。
P2-P36、使结构产生内力或变形的原因称为作用，分为直接作用和间接作用；荷载是直接作用，混凝土的收缩、温度变化、基础的差异沉降、地震是间接作用。
7、结构上的作用使结构产生内力（弯矩、剪力、轴力、扭矩）、变形、裂缝统称为作用效应。
8、结构自重属于永久荷载，又称恒荷载；楼面活荷载、吊车荷载、风荷载、雪荷载、积灰荷载属于可变荷载，又称活荷载；爆炸力、撞击力属于偶然荷载。
9、结构设计基准期为50年。
10、不同荷载的实际取值称为荷载代表值，分为标准值、组合值、频遇值、准永久值四种；对永久荷载应采用标准值作为代表值，对可变荷载应采用标准值、组合值、频遇值、准永久值作为代表值。
11、永久荷载标准值可按结构构件的设计尺寸与材料单位体积的自重计算确定，可变荷载标准值可按统计值取上限或根据经验确定。
房屋建筑混凝土结构设计期末复习指导
《房屋建筑混凝土结构设计》期末复习指导第一部分课程考核的具体内容和要求第1 章混凝土结构的设计流程和分析方法【考核知识点】1.混凝土结构的形式；2.结构设计的程序、内容和依据；3.混凝土建筑结构的分析方法。
【考核要求】1.了解多层建筑混凝土结构的主要形式及特点。
2.理解混凝土结构方案设计的主要内容，掌握建筑高度、结构高度、结构计算高度、上部结构的嵌固部位、建筑层与结构层、建筑标高与结构标高、基础埋置深度等基本概念。
3.理解结构分析与计算相关内容，掌握结构验算准则、主要设计指标及其控制方法。
4.理解混凝土建筑结构分析的基本原则、分析模型、各种分析方法及分析软件。
5.掌握结构施工图的内容及深度。
第2 章混凝土楼盖、楼梯及雨篷【考核知识点】1.单向板肋梁楼盖的结构组成、结构布置及承重方案选择；2.单向板肋梁楼盖按弹性理论的设计计算；3.单向板肋梁楼盖考虑塑性内力重分布的设计计算；4.塑性铰、塑性内力重分布和弯矩调幅；5.单跨双向板和多跨双向板按弹性理论的设计计算和构造要求；6.其他形式楼盖的设计计算方法；7.楼梯的组成、布置及设计计算；8.雨篷的设计计算。
【考核要求】1.了解单向板肋梁楼盖的结构组成、结构布置及承重方案的选择，掌握其传力模式。
2.掌握单向板肋梁楼盖按弹性理论的设计计算，理解活荷载不利布置原则。
3.理解塑性铰和塑性内力重分布现象，掌握考虑塑性内力重分布的设计计算方法。
4.掌握双向板按弹性理论的设计计算方法及构造措施。
5.了解其他形式楼盖的设计计算方法。
6.了解楼梯和雨篷的结构类型，掌握其典型构件的设计计算方法。
第3 章多层建筑框架结构【考核知识点】1.框架结构的组成和布置；2.框架结构的内力分析；3.框架结构的荷载组合、内力组合和水平位移验算；4.框架结构的构件设计及构造。
【考核要求】1.了解框架结构的特点和适用范围。
2.了解框架结构的布置原则和方法。
3.理解梁、柱截面尺寸及框架计算简图的确定方法。
新版《混凝土结构设计规范》
条文说明：
本规范用于新建、扩建、改建的一般混凝土房屋结构和 构筑物的设计，及部分防灾s设u 计的原则。随着技术发展，无 粘结预应力混凝土结构应用日渐广泛，本次修订纳入了相关 的内容。
对采用陶粒、浮石、煤矸石等为骨料的轻骨料混凝土结 构，应按有关标准进行设计。设计下列结构时，尚应符合专 门标准的有关规定：
不能解决混凝土结构设计的所有问题，更不能代替设计者创造
性的思维。设计者应根据规范的要求，结合工程的实际情况具
体应用，并努力实现技术创新和进步。
新增内容
1.0.3 本规范依据现行国家标准《工程结构可靠性设 计统一标准》GB 50153及《建筑结构可靠度设计统一 标准》GB50068的原则制定。本规范是对混凝土结构 设计提出的基本要求。混凝土结构的设计除应符合本 规范外，尚应符合国家现行有关标准的规定。
structure 通过灌浆或与混凝土的直接接触使预应力筋与混凝土之间
相互粘结的预应力混凝土结构。
2.1.17 结构缝 structural joint 根据结构功能需求而采取设计措施分割混凝土结构的间隔。 2.1.18 混凝土保护层 concrete cover 结构构件中钢筋外边缘至构件表面范围用于保护钢筋的混凝土，简 称保护层。 2.1.19 锚固长度 anchorage length 受力钢筋端部依靠其表面与混凝土的粘结作用或端部弯钩、锚头对 混凝土的挤压作用而达到设计所需应力的长度。 2.1.20 钢筋连接 splice of reinforcement 通过绑扎搭接、机械连接、焊接等方法实现钢筋之间内力传递的构 造形式。
concrete structure 混凝土浇筑并达到规定强度后，通过张拉预应力筋并在结构上 锚固而建立预 加应力的混凝土结构。 2.1.15 无粘结预应力混凝土结构 unbonded prestressed concrete
混凝土结构设计原理复习重点(1到11章)
混凝土结构设计基本原理复习重点第 1 章绪论1.钢筋与混凝土为什么能共同工作：（1）钢筋与混凝土间有着良好的粘结力，使两者能可靠地结合成一个整体，在荷载作用下能够很好地共同变形，完成其结构功能。
（2）钢筋与混凝土的温度线膨胀系数也较为接近，因此，当温度变化时，不致产生较大的温度应力而破坏两者之间的粘结。
（3）包围在钢筋外面的混凝土，起着保护钢筋免遭锈蚀的作用，保证了钢筋与混凝土的共同作用。
1、混凝土的主要优点：1)材料利用合理2 )可模性好3)耐久性和耐火性较好4)现浇混凝土结构的整体性好5)刚度大、阻尼大6)易于就地取材2、混凝土的主要缺点：1)自重大2)抗裂性差3 )承载力有限4)施工复杂、施工周期较长5 )修复、加固、补强较困难建筑结构的功能包括安全性、适用性和耐久性三个方面作用的分类：按时间的变异，分为永久作用、可变作用、偶然作用结构的极限状态：承载力极限状态和正常使用极限状态结构的目标可靠度指标与结构的安全等级和破坏形式有关。
荷载的标准值小于荷载设计值；材料强度的标准值大于材料强度的设计值第2章钢筋与混凝土材料物理力学性能一、混凝土立方体抗压强度（f cu,k）：用150mm×150mm×150mm的立方体试件作为标准试件，在温度为（20±3）℃，相对湿度在90%以上的潮湿空气中养护28d，按照标准试验方法加压到破坏，所测得的具有95%保证率的抗压强度。
（f cu,k为确定混凝土强度等级的依据）1.强度轴心抗压强度（f c）：由150mm×150mm×300mm的棱柱体标准试件经标准养护后用标准试验方法测得的。
（f ck=0.67 f cu,k）轴心抗拉强度（f t）：相当于f cu,k的1/8～1/17, f cu,k越大，这个比值越低。
复合应力下的强度：三向受压时，可以使轴心抗压强度与轴心受压变形能力都得到提高。
双向受力时，（双向受压：一向抗压强度随另一向压应力的增加而增加；双向受拉：混凝土的抗拉强度与单向受拉的基本一样；一向受拉一向受压：混凝土的抗拉强度随另一向压应力的增加而降低，混凝土的抗压强度随另一向拉应力的增加而降低）受力变形：（弹性模量：通过曲线上的原点O引切线，此切线的斜率即为弹性模量。
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10.2.2 荷载的分类
按空间位置的变异性，荷载可分为固定荷载（设备、 水箱等）和移动荷载（人群、吊车、车辆等）。
按结构对荷载的反应性质，荷载分为静力荷载（结 构自重、楼面活荷载、雪荷载等）和动力荷载（设 备振动、吊车荷载、风荷载、车辆刹车、撞击力、 爆炸力、地震作用等）。
设计基准期：由于确定可变荷载的标准值涉及到时 域问题，《建筑结构荷载规范》统一采用一般结构 的设计使用年限50年作为规定荷载最大值的时域， 称其为设计基准期，但它不等同于建筑结构真正的 使用寿命。
10.1.2 建筑结构设计的阶段和内容
工程建设的三个环节：勘察、设计、施工。 工程设计三1.3 建筑结构设计的一般原则
结构设计一般原则：安全、适用、耐久和经济合理 结构应满足的功能性 ：安全性、适用性、耐久性。 安全性：指建筑结构承载能力的可靠性，即建筑结构应能承受正
常施工和使用时的各种荷载和变形，在地震、爆炸等发生时和 发生后保持整体稳定性。 适用性：要求结构在正常使用过程中不产生影响使用的过大变形 以及过宽的裂缝等。 耐久性：要求在正常维护条件下结构不发生严重风化、腐蚀、脱 落、碳化，钢筋不发生锈蚀等。
§ 10.2 建筑结构荷载
10.2.1 结构上的作用与荷载 作用的概念：使结构产生内力或变形的原因称为“作
或其变化与平均值相比可以忽略不计，或其变化是单调的并 能趋于限值的荷载。如：自身重力、土压力、预应力，又称 之为恒荷载。 2.可变荷载 在结构设计基准期内其值随时间而变化，其变 化与平均值不可忽略的荷载。如：楼面活荷载、风荷载、雪 荷载、吊车荷载，又称之为活荷载。 3.偶然荷载 在结构设计基准期内不一定出现，但一旦出现 其值很大且作用时间很短的荷载。如：爆炸力、撞击力、地 震作用。
安全等级 破坏后的影响程度
一级
很严重
二级
严重
三级
不严重
建筑物的类型 重要的建筑物 一般的建筑物 次要的建筑物
2. 结构的设计使用年限
结构的设计使用年限是指设计规定的结构或结构构 件不需要进行大修即可按达到其预定功能的使用时 期。
设计年限可按《建筑结构可靠度设计统一标准》确 定，也可经过主管部门的批准按业主的要求确定。 一般建筑结构的设计使用年限为50年。
注意：区别建筑物设计使用年限与建筑物的使用寿命。
二者有关系，但不等同。超过设计使用年限的结构 不是不能继续使用，而是其可靠度降低了，需要维 修和加固。
3. 建筑结构的功能
◆ 安全性 ◎ 如（M≤Mu） ◎ 结构在预定的使用期间内（一般为50年），应能承
受在正常施工、正常使用情况下可能出现的各种荷载、 外加变形（如超静定结构的支座不均匀沉降）、约束 变形（如温度和收缩变形受到约束时）等的作用。 ◎ 在偶然事件（如地震、爆炸、地震）发生时和发生 后，结构应能保持整体稳定性，不应发生倒塌或连续 破坏而造成生命财产的严重损失。
c.偶然荷载按结构的使用特点确定其代表值。
10.2.3 荷载代表值
可变荷载的组合值：指两种或两种以上可变荷载同 时作用时，其组合后的荷载效应在设计基准期内的 超越概率能与荷载单独作用时相应超越概率趋于一 致的荷载值。
可变荷载的准永久值：指在设计基准期内其超越的 总时间约为设计基准期一半的荷载。
第10章 混凝土结构设计的一般原则和方法 ------按近似概率理论极限状态设计法
§ 10.1 建筑结构设计的一般原则
10.1 .1 建筑结构的组成和类型 ■建筑结构是建筑物的受力主体，以室外地面为界，
分上部结构和下部结构（地下室和基础）。 上部结构分：水平结构体系和竖向结构体系（抗侧 力结构体系） ■结构类型： 按材料分：砌体、砼、钢结构、组合结构和混合结构 按竖向结构体系分：排架、框架、剪力墙、框--剪和 筒体结构。
可变荷载的频遇值：指在设计基准期内其超越的总 时间为规定的较小比率，或超越频率为规定频率的 荷载值（区别可变荷载的准永久值和频遇值P4）。
10.2.4竖向荷载；10.2.5风荷载；自学
§10.3 结构的功能要求和极限状态
10.3.1 结构的功能要求 1.结构的安全等级（在设计中用结构的重要性系数来体现）
用” ◎直接作用：荷载 ◎间接作用：混凝土的收缩、温度变化、基础的差异
沉降、地震等 结构上的作用使结构产生的内力（如弯矩、剪力、轴
向力、扭矩等）、变形、裂缝等统称为作用效应或 荷载效应。
10.2.2 荷载的分类
按作用时间的长短和性质，荷载分为三类： 1.永久荷载 在结构设计使用年限内，其值不随时间而变化，
10.2.3 荷载代表值
荷载代表值有四种：标准值、组合值、频遇值、 准永久值；其中标准值是基本代表值，其它 代表值可在其基础上乘以相应的系数得到。
标准值：将荷载视为随机变量，采用数理统计 的方法加以处理而得到的具有一定概率的最 大荷载值。即在结构设计基准期内（50年） 可能出现的最大荷载值。
10.2.3 荷载代表值
《建筑结构荷载规范》GB50009—2012规定： a.永久荷载（结构自重）标准值：可根据结构的设计尺寸和材
料的重力密度确定。以其标准值作为代表值。
b.可变荷载标准值：常与时间有关，是一个随机过程，原则上 用统计分布来描述，在有足够统计资料的条件下，是由设 计使用年限内根据其最大荷载的统计分布按一定保证率取 其上限分位值。在无充分统计资料时，可根据已有的工程 实践经验，分析判断后确定一个协议值为其标准值。可变 荷载应根据不同的设计要求采用标准值、组合值、频遇值、 准永久值作为其代表值。
3. 建筑结构的功能
◆ 适用性 如 （f ≤[ f ]） ◎ 结构在正常使用期间，具有良好的工作性能。如不
发生影响正常使用的过大的变形（挠度、侧移）、 振动（频率、振幅），或产生让使用者感到不安的 过大的裂缝宽度。 ◆ 耐久性 如（wmax≤[ wmax]） ◎ 结构在正常使用和正常维护条件下，应具有足够的 耐久性。即在各种因素的影响下（混凝土碳化、钢 筋锈蚀），结构的承载力和刚度不应随时间有过大 的降低，而导致结构在其预定使用期间内丧失安全 性和适用性，降低使用寿命。