结构平衡的条件与防止结构倾覆的技术要求
第3讲 1A411020建筑结构平衡的技术(一)(2013年新版)
1A411020建筑结构平衡的技术1A411021结构平衡的条件一、力的基本性质平面力系的平衡条件是∑X=0，∑Y=0和∑M=0。
2011年真题8（简单）二力杆：只有轴力的杆称二力杆。
1A411022防止结构倾覆的技术要求一、力偶、力矩的特性二、防止构件(或机械)倾覆的技术要求倾抗）～（M M 5.12.11A411023结构抗震的构造要求一、地震的震级及烈度地震的成因有三种：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。
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。
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。
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：（在砌体房屋墙体的规定部位，按构造配筋，并按先砌墙后浇灌混凝土柱的施工顺序制成的混凝土柱，通常称为混凝土构造柱，简称构造柱）(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。
（延性，物理术语，是指材料的结构、构件或构件的某个截面从屈服开始到达最大承载能力或到达以后而承载能力还没有明显下降期间的变形能力。
）(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。
（砌体结构房屋中，在砌体内沿水平方向设置封闭的钢筋砼梁，以提高房屋空间刚度、增加建筑物的整体性、提高砖石砌体的抗剪、抗拉强度，防止由于地基不均匀沉降、地震或其他较大振动荷载对房屋的破坏。
船舶防倾措施
船舶防倾措施
船舶防倾措施是保证船只在航行过程中稳定安全的重要措施。
船舶倾覆是指船只在强风大浪等恶劣海况下，由于船体失去平衡而倾覆的现象。
为了防止这种情况的发生，船舶在设计和航行过程中都需要采取一系列的防倾措施。
船舶的设计非常重要。
船体的结构、稳定性和配重都需要合理设计，以确保船只能够在各种海况下保持平衡。
船体的宽度、高度和舷宽比等参数都需要根据船只的用途和航行区域来进行科学调整。
此外，船舶的船型也需要合理选择，以提高船只的稳定性和抗倾覆能力。
船舶在航行过程中需要严格遵守各项安全规定。
船员需要经过专业培训，掌握船舶的操作技能和安全知识。
船舶需要按照规定的载重限制进行装载，以避免超载导致船只失去平衡。
在恶劣海况下，船舶需要及时采取措施，如减速航行、调整航向等，以保持船只的稳定性。
船舶还可以通过安装一些辅助设备来增强防倾能力。
例如，可以安装防倾块和防倾杆来增加船只的稳定性。
在船舶的货舱内，可以设置防倾隔舱，以防止货物的移动导致船只失去平衡。
船舶的航行计划也非常重要。
船舶需要根据天气预报和海况情况，合理安排航行路线和时间。
在恶劣海况下，船舶可以选择避风港或者改变航行速度和航向，以减少倾覆的风险。
船舶防倾措施是保证船只平稳航行的关键。
通过合理的设计、严格的操作和安装辅助设备，可以有效提高船舶的防倾能力。
船舶防倾措施的重要性不可忽视，它关系到船员和乘客的生命安全，也关系到船舶的安全运行。
因此，船舶防倾措施的完善和落实是航海事业发展的重要保障。
塔式起重机的倾覆原因及预防措施（2）
塔式起重机的倾覆原因及预防措施（2）塔式起重机的倾覆原因及预防措施三、基础及附墙作业过程中常见的事故防范措施1.常见问题：①基础地耐力不符合塔机规定要求，不采用打桩或灌注桩措施而盲目施工，导致塔机安装后基础沉降幅度大，垂直度倾斜超过规范而发生事故。
①基础钢筋短缺或混凝土浇筑不密实及养护期未到混凝土强度等级不够，而安装塔机导致事故发生。
③因工程结构需要，塔机附墙距离不符合出厂使用说明书的要求，吊车学校附着杆超长。
在作业过程中无专项方案及计算，或附着杆采用质量不符合国家标准的.劣材制作。
焊接作业时，焊缝虚焊、假焊、咬肉导致焊缝撕裂或杆件折段而发生事故。
2.防范措施及方法：严格按照说明书要求制作基础，地耐力要符合基础要求。
基础钢筋严格按照说明书要求，不得随意增大或减小。
浇筑时混凝土等级不低于c35，浇筑结束后要蓄水养护做好试压块（7d及28d 两组），做好沉降观测点，待试压混凝土强度达到95%以上再进行整机安装。
安装后要定期对塔机垂直进行观测记录。
超长附墙受力要有厂方设计或单位技术工程师进行验算并送交上级主管部门审批，采用合格原材料制作。
在焊接过程中要派持证焊工进行作业，焊接要严格按照附墙方案要求进行焊接。
为了杜绝塔机重大事故的发生，除了上述几点机械施工操作要求以外，通过长期的施工时间，我们还从人的管理方面作如下几点建议：1.组织一支业务素质高，技术力量强，操作经验丰富的拆装专业队伍，精通拆装机械工作的全过程，熟练掌握本工种专业技术。
2.现场总指挥要责任心强、安全意识高，并懂得机电一体化的专业技术，懂塔机的构造原理、性能及使用方法，熟练拆装过程，掌握吊装技术，并有一定的现场指挥、组织才能及处理突发事故的应变才能。
3.专业队伍必须由具备工程师以上职称的负责人和机械、电气工程师或机电技师及相关专业人员组成管理班子，配备持证机操工、安装工、修理工、电工、辅助工，有相关部门培训后发给资质证书。
所有作业人员要持证上岗。
结构的抗倾覆验算
结构的抗倾覆验算以结构的抗倾覆验算为题，我们将探讨结构抗倾覆设计的关键要素和计算方法。
结构的抗倾覆能力是指在地震或风灾等外力作用下，结构能够保持稳定，不发生倾覆的能力。
为了确保建筑物的安全性，必须对结构的抗倾覆能力进行合理评估和验算。
一、结构的抗倾覆设计要素1.1 基础设计：结构的抗倾覆能力与基础设计密切相关。
基础设计应充分考虑土壤的稳定性和承载力，采用合适的基础形式和尺寸，确保结构与地基之间的良好连接，从而提高结构的抗倾覆能力。
1.2 结构平面形式：结构平面形式对结构的抗倾覆能力有重要影响。
例如，在抗倾覆设计中，采用对称结构和刚性结构可以提高结构的整体稳定性，并降低结构的倾覆风险。
1.3 结构材料：结构材料的选择也对结构的抗倾覆能力产生影响。
高强度材料和耐久性好的材料能够提高结构的整体稳定性和抗倾覆能力。
1.4 结构水平刚度：结构的水平刚度也是结构抗倾覆设计的关键要素之一。
增加结构的水平刚度可以提高结构的抗倾覆能力，减小结构的倾覆风险。
二、结构抗倾覆验算方法2.1 静力验算：静力验算是一种常用的结构抗倾覆验算方法。
该方法通过计算结构受力平衡的条件，确定结构的抗倾覆稳定性。
2.2 地震反应谱法：地震反应谱法是一种常用的结构抗倾覆验算方法。
该方法通过将地震动作用转化为结构的响应谱，计算结构在地震作用下的抗倾覆能力。
2.3 数值模拟方法：数值模拟方法是一种较为精确的结构抗倾覆验算方法。
通过建立结构的有限元模型，采用数值分析软件进行计算，可以得到结构在不同工况下的抗倾覆能力。
三、结构抗倾覆验算的相关标准3.1 GB 50011-2010《建筑抗震设计规范》：该标准规定了结构抗倾覆设计的基本要求和验算方法，包括静力验算和地震反应谱法。
3.2 GB 50009-2012《建筑结构荷载规范》：该标准规定了结构的设计荷载及其组合，为结构抗倾覆验算提供了基础数据。
3.3 JGJ 3-2010《钢结构工程施工质量验收规范》：该规范规定了钢结构抗倾覆验算的具体要求和验收标准。
建筑结构平衡、防止结构倾覆、抗震构造要求
建筑结构平衡、防止结构倾覆的技术、抗震的构造要求一、建筑结构平衡的技术作用力与反作用力、约束反力、二力平衡条件、平面汇交力系的平衡条件（∑∑==0,0Y X ，∑=0M ）静定桁架的内力计算：1、节点法二力杆：只有轴力（作用于杆件两端并沿轴线，拉力和压力）的杆。
杆件结构：静定结构（用静力平衡条件确定全部反力和内力）、超静定结构2、截面法（内力、剪力图和弯矩图）二、防止结构倾覆的技术（抵抗倾覆的力矩≧（1.2——1.5）引起倾覆的力矩）力矩（使物体绕某点转动）=力×力臂（转动中心：力矩中心）力矩平衡（物体绕该点没有转动）方程：∑=0M （顺时针力矩之和=逆时针力矩之和） 力偶（大小相等、方向相反、作用线平行）矩：力偶的一个力×力偶臂力的平移：从该点平移到另一点，必须附加一个力偶（作用效果才会相同）三、抗震的构造要求地震：火山、坍塌地震，构造地震（地壳运动）震源：岩层断裂、错动的部位震中：震源正上方的地方位置震源深度：震中至震源的垂直距离（浅源地震：5——40km ，危害最大）震中区：震中附近地面震中距：地面某处至震中的水平距离震级（M ）：地震本身强度（里氏震级）地震烈度：某地区的影响程度（12等级烈度表）（震中距、震级、震源深浅、地震传播介质、表土性质、建筑物的动力特性、施工质量等）M<2：无感地震（微震，感觉不到），M=2-5（有感地震）M>5（破坏性地震）M>7（强烈地震，大震）M>8（特大地震）基本烈度：该地区今后一定时间内，在一般场地条件下可能遭遇的最大地震烈度，大体为在设计基准期超越概率为10%的地震烈度（如：超越8度的概率为10%）抗震设防烈度：（按国家规定的权限批准审定作为）一个地区抗震设防的地震烈度，现有抗震设计规范适用于抗震设防烈度为6、7、8、9度的地区。
抗震设防基本思想和原则：小震不坏，中震可修，大震不倒。
（抗震设防目标）概念设计：基本设计原则和设计思想，进行建筑和结构总体布置并确定细部构造的过程。
一级房建知识点整理
1A410000 建设工程技术（一）1A410000 建筑工程技术1A411000 建筑结构与构造1A411010 建筑结构工程的可靠性（目）1A411011 建筑结构工程的安全性（条）【考点内容小结】知识点二：两种极限状态（荷载效应：是在荷载作用下结构或构件产生的内力变形和裂缝的总称。
抵抗能力是指结构或构件抵抗荷载效应的能力，它与截面的大小、截面的形状、材料的性质和分布有关。
）①.结构构件或连接因强度超过而破坏；②.结构或其一部分作为刚体失去平衡（倾覆、滑移）；③.反复荷载作用下的疲劳破坏。
（2）.正常使用：（结构或构件的适用性）①.构件在正常使用条件下发生过度变形；②.构件过早产生裂缝或发展过宽；③.在动力荷载作用下结构或构件产生过大的振幅。
知识点三：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。
知识点四：材料的强度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。
根据外力作用方式不同，材料有抗拉强度、抗压强度、抗剪强度等钢材（屈服、极限强度）。
在相同条件下，材料的强度高，则结构杆件的承载力也高P2知识点五：临界力（影响因素、计算）1.临界力的计算公式：2.临界力的影响因素：压杆的支承情况、材料性质、截面形状与大小、杆件的计算长度。
3.计算长度L0与支座的关系：（1）当柱的一端固定一端自由时，L0=2L，L为杆件的实际长度；（2）两端固定时，L0=0.5L；（3）一端固定一端铰支时，L0=0.7L；（4）两端铰支时，L0=L。
（长细比是影响临界力的综合因素）1A411012 建筑结构工程的适用性知识点一：杆件刚度结构杆件在规定的荷载作用下，虽有足够的强度，但其变形也不能过大，如果变形超过了允许的范围，会影响正常的使用。
限制过大变形的要求即为刚度要求，或称为正常使用下的极限状态要求。
建筑结构与构造
一、建筑结构工程的可靠性1、可靠性2、两种极限状态我国的设计就是基于极限状态的设计1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；在反复荷载下构件或连接发生疲劳破坏。
2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。
3、结构工程适用性限制变形过大的要求即为刚度要求，或称为正常使用下的极限状态要求1）悬臂梁端部的最大位移公式f=ql4/8EI四因素影响构件的位移：荷载、材料性能、杆件截面、杆件跨度。
2）混凝土结构的裂缝控制裂缝控制4、结构工程耐久性1）耐久性的定义2）结构的使用年限临时性建筑-------5年易于替换的结构构件-----25年普通房屋和构筑物---------50年3）混凝土结构耐久性的环境类别按照混凝土结构所处环境对钢筋和混凝土材料腐蚀机理分类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 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4）混凝土结构耐久性的要求（1）混凝土最低强度等级50年普通建筑，对应的环境类别I—A、I—B、I—C，所用的混凝土最低强度等级分别为C25、C30、C35。
（2）一般环境中混凝土材料和钢筋最小保护层土强度等级可低于标准要求，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，强度等级不应低于C25和C20；50年普通建筑，对应的环境类别I—A、I—B、I—C，所对应的钢筋最小保护层厚度为20mm、25mm、40mm；当采用的混凝土强度比标准值低一个等级时，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。
20建筑结构平衡的技术
二、防止结构倾覆的技术要求引起倾覆的力矩M倾应小于抵抗倾覆的力矩M抗。
为了安全，可取M抗≥（1.2～1.5）M倾。
三、结构抗震的构造要求地震的成因有三种：火山地震、塌陷地震、构造地震。
房屋抗震研究以构造地震为主。
1.地震的震级及烈度一次地震只有一个震级；但不同地区烈度不同，距离震中越远，烈度越小。
基本烈度大体为在设计基准期超越概率为10%的地震烈度。
2.抗震概念我国规范抗震设防的基本思想和原则是“三个水准”为抗震设防目标。
简单地说就是“小震不坏、中震可修、大震不倒”。
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、丁类四个类别。
大量的建筑物属于丙类。
抗震概念设计要考虑以下因素：有利的场地、形状力求简单、规则、合理的抗震结构体系、整体性，并使结构和连接部位具有较好的延性、材料性能、可靠的连接。
3.抗震构造措施（1）多层砌体房屋的抗震构造措施多层砌体房层的破坏部位主要是墙身，构件柱、圈梁与构造柱连接起来、加强墙体的连接、加强楼梯间的整体性等。
（2）框架结构构造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）设置必要的防震缝四、荷载对建筑结构的影响1.荷载的分类永久作用（恒荷载）、可变作用（活荷载）、偶然作用；静荷载、动荷载；均布荷载、集中荷载等。
注意：家具设施属于活荷载，人群属于静荷载。
2.荷载对建筑结构的影响特殊注意：建筑边侧不得堆土（如上海某工程的坍塌事故）。
3.装饰装修的注意事项三不一问原则：不加——不能过度增加荷载，不超过范围改变建筑物的基本功能；不减——不能减损结构；不动——不擅自改变影响建筑物整体使用功能的配套设施。
如果有特殊要求，当涉及主体和承重结构改动或增加荷载时，必须由原结构设计单位或具备相应资质（不低于原设计单位资质）的设计单位核查有关原始资料，对既有建筑结构的安全性进行核验、确认；其他报请有关部门批准。
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结构平衡的条件与防止结构倾覆的技术要求
一、力的基本性质1．力的三要素力的大小、力的方向和力的作用点的位置称为力的三要素。
2．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，即称为约束。
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1．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。
2．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。
(2)平面汇交力系的平衡条件：一个物体上的作用力系，作用线都在同一平面内，且汇交于一点，这种力系称为平面汇交力系。
平面汇交力系的平衡条件是∑X=0和∑Y=0。
(3)一般平面力系的平衡条件还要加上力矩的平衡，所以平面力系的平衡条件是∑X=0、∑Y=0和∑M=0。
3．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，作出隔离体受力图；然后再列平衡方程，∑X=0、∑Y=0，求未知力T1、T2，如图1—2、图1—3所示．4．静定桁架的内力计算(1)桁架的计算简图如图1-4所示。
首先对桁架的受力图进行如下假设：1)桁架的节点是铰接；2)每个杆件的轴线是直线，并通过铰的中心；3)荷载及支座反力都作用在节点上。
(2)用节点法计算桁架轴力：先用静力平衡方程式求支座反力XA、YA、YB，再截取节点A为隔离体作为平衡对象，利用∑X=0和∑Y=0求杆1和杆2的未知力。
(3)用截面法计算桁架轴力：截面法是求桁架杆件内力的另一种方法，如图1-5所示。
首先，求支座反力YA、YB、XA；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∑X=0、∑Y=0和∑MG=0，求出N1、N2、N3。
5．用截面法计算单跨静定梁的内力(1)梁在荷载作用下的内力：图1-6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=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∑M0=0，可求得M=YAa。
梁的截面上有两种内力，即弯矩M和剪力V。
(2)剪力图和弯矩图如图1—7所示，找出悬臂梁上各截面的内力变化规。