specifics

ArchitectureStructure

Wehaveandthearchitectsmustdealwiththespatialaspectofactivity,physical,andsymbolic

,heorshewellwantsto

thinkofevolvingabuildingenvironmentasatotalsystemofinteractingandspaceforming

entsacomplexchallenge,andtomeetitthearchitectwillneedahierarchic

designprocessthatprovidesatleastthreelevelsoffeedbackthinking:schematic,preliminary,and

final.

Suchahierarchyisnecessaryifheorsheistoavoidbeingconfud,atconceptualstagesof

designthinking,bythemyriaddetailissuesthatcandistractattentionfrommorebasic

,wecansaythatanarchitect’sabilitytodistinguishthemorebasicformthe

moredetailedissuesisntialtohissuccessasadesigner.

Theobjectoftheschematicfeedbacklevelistogenerateandevaluateoverallsite-plan,

activity-interaction,thearchitectmustbeabletofocus

ontheinteractionofthebasicattributesofthesitecontext,thespatialorganization,andthe

ansthat,inschematicterms,thearchitectmay

firstconceiveandmodelabuildingdesignasanorganizationalabstractionofesntial

performance-spaceinheorshemayexploretheoverallspace-formimplicationsoftheabstraction.

Asanactualbuildingconfigurationoptionbeginstoemerge,itwillbemodifiedtoinclude

considerationforbasicsiteconditions.

Attheschematicstage,itwouldalsobehelpfulifthedesignercouldvisualizehisorher

optionsforachievingoverallstructuralintegrityandconsidertheconstructivefeasibilityand

swillrequirethatthearchitectand/oraconsultantbeableto

conerallthinkingcan

beeasilyfedbacktoimprovethespace-formscheme.

Atthepreliminarylevel,thearchitect’mphasiswillshifttotheelaborationofhisorher

earchitect’sstructuralneedswillshiftto

stagethetotalstructuralschemeis

developedtoamiddlelevelofspecificitybyfocusingonidentificationanddesignofmajor

subsystemstotheextentthattheirkeygeometric,component,andinteractivepropertiesare

ubsysteminteractionanddesignconflictscanthusbeidentifiedandresolvedin

tantscanplayasignificantpartinthiffort;the

preliminary-leveldecisionsmayalsoresultinfeedbackthatcallsforrefinementorevenmajor

changeinschematicconcepts.

Whenthedesignerandtheclientaresatisfiedwiththefeasibilityofadesignproposalatthe

preliminarylevel,itmeansthatthebasicproblemsofoveralldesignaresolvedanddetailsarenot

usshiftsagain,andthedesignprocessmovesintothefinal

stagetheemphasiswillbeonthedetaileddevelopmentofallsubsystemspecifics.

Heretheroleofspecialistsfromvariousfields,includingstructuralengineering,ismuchlarger,

onsmadeatthislevelmay

r,ifLevelsIandIIarehandled

withinsight,therelationshipbetweentheoveralldecisions,madeattheschematicandpreliminary

levels,andthespecificsofthefinallevelshouldbesuchthatgrossredesignisnotinquestion,

Rather,theentireprocessshouldbeoneofmovinginanevolutionaryfashionfromcreationand

refinement(ormodification)ofthemoregeneralpropertiesofatotal-systemdesignconcept,tothe

fleshingoutofrequisiteelementsanddetails.

Tosummarize:AtLevelI,thearchitectmustfirstestablish,inconceptualterms,theoverall

stage,collaborationwithspecialistscanbe

helpful,lII,thearchitectmustbeabletoidentify

themajorsubsystemrequirementsimpliedbytheschemeandsubstantialtheirinteractivefeasibility

,thepropertiesofmajorsubsystemsneedbe

workedoutonlyinsufficientdepthtoverytheinherentcompatibilityoftheirbasicform-relatedand

llmeanasomewhatmorespecificformofcollaborationwith

lIII,thearchitectandthespecificformofcollaborationwith

specialiststhenthatprovidingforalloftheelementaldesignspecificsrequiredtoproducebiddable

constructiondocuments.

OfcourthissuccesscomesfromthedevelopmentoftheStructuralMaterial.

Concrete

Plainconcreteisformedfromahardenedmixtureofcement,water,fineaggregate,coar

aggregate(crushedstoneorgravel),air,sticmixisplacedand

consolidatedintheformwork,thencuredtofacilitatetheaccelerationofthechemicalhydration

reactionlfthecement/watermix,ishedproducthashigh

compressivestrength,andlowresistancetotension,suchthatitstensilestrengthisapproximately

uently,tensileandshearreinforcementinthetensile

regionsofctionshastobeprovidedtocompensatefortheweaktensionregionsinthereinforced

concreteelement.

Itisthisdeviationinthecompositionofareinforcesconcretectionfromthehomogeneityof

standardwoodorsteelctionsthatrequiresamodifiedapproachtothebasicprinciplesof

componentsoftheheterogeneousreinforcedconcretectionaretobeso

arpossible

becauconcretecaneasilybegivenanydesiredshapebyplacingandcompactingthewetmixture

oftheconstituentingredientsareproperlyproportioned,thefinishedproductbecomesstrong,

durable,and,incombinationwiththereinforcingbars,adaptableforuasmainmembersofany

structuralsystem.

Thetechniquesnecessaryforplacingconcretedependonthetypeofmembertobecast:thatis,

whetheritisacolumn,abean,awall,aslab,olumns,oranextensionof

ms,columns,andwalls,theformsshouldbewell

oiledaftercleaningthem,andthereinforcementshouldbeclearedofrustandotherharmful

dations,

teshouldalwaysbe

placedinhorizontallayerswhicharecompactedbymeansofhighfrequencypower-driven

vibratorsofeithertheimmersionorexternaltype,asthecarequires,unlessitisplacedby

bekeptinmind,however,thatovervibrationcanbeharmfulsinceitcouldcau

gregationoftheaggregateandbleedingoftheconcrete.

Hydrationofthecementtakesplaceintheprenceofmoistureattemperaturesabove50°

isnecessarytomaintainsuchaconditioninorderthatthechemicalhydrationreactioncantake

ngistoorapid,uldresultinreductionofconcrete

strengthduetocrackingaswellasthefailuretoattainfullchemicalhydration.

Itisclearthatalargenumberofparametershavetobedealtwithinproportioningareinforced

concreteelement,suchasgeometricalwidth,depth,areaofreinforcement,steelstrain,concrete

strain,steelstress,uently,trialandadjustmentisnecessaryinthechoiceof

concretections,withassumptionsbadonconditionsatsite,availabilityoftheconstituent

materials,particulardemandsoftheowners,architecturalandheadroomrequirements,the

applicablecodes,andenvironmentalreinforcedconcreteisoftenasite-constructedcomposite,in

contrasttothestandardmill-fabricatedbeamandcolumnctionsinsteelstructures.

Atriaal

ctionhastobeanalyzedtodetermineifitsnominalresistingstrengthisadequatetocarrythe

orethanonetrialisoftennecessarytoarriveattherequiredction,

thefirstdesigninputstepgeneratesintoariesoftrial-and-adjustmentanalys.

Thetrial-and–adjustmentproceduresforthechoiceofaconcretectionleadtothe

verydesignisananalysisonceatrialctionischon.

Theavailabilityofhandbooks,charts,andpersonalcomputersandprogramssupportsthisapproach

asamoreefficient,compact,andspeedyinstructionalmethodcomparedwiththetraditional

approachoftreatingtheanalysisofreinforcedconcreteparatelyfrompuredesign.

ork

Becauearthmovingmethodsandcostschangemorequicklythanthoinanyotherbranch

ofcivilengineering,1935most

ofthemethodsnowinuforcarryingandexcavatingearthwithrubber-tyredequipmentdidnot

rthwasmovedbynarrowrailtrack,nowrelativelyrare,andthemainmethodsof

excavation,withfaceshovel,backacter,ordraglineorgrab,thoughtheyarestillwidelyudare

hisknowledgeofearthmovingequipmentupto

llytheonlyreliable

up-to-dateinformationonexcavators,loadersandtransportisobtainablefromthemakers.

Earthworksorearthmovingmeanscuttingintogroundwhereitssurfaceistoohigh(cuts),

anddumpingtheearthinotherplaceswherethesurfaceistoolow(fills).Toreduceearthworkcosts,

thevolumeofthefillsshouldbeequaltothevolumeofthecutsandwhereverpossiblethecuts

shouldbeplacedneartofillsofequalvolumesoastoreducetransportanddoublehandlingofthefill.

Thisworkofearthworkdesignfallsontheengineerwholaysouttheroadsinceitisthelayoutof

eavailablemapsahd

levels,theengineeringmusttrytoreachasmanydecisionsaspossibleinthedrawingofficeby

itewhenfurtherinformationbecomesavailablehe

canmakechangesinjisctionsandlayout,

willhavehelpedhimtoreachthebestsolutionintheshortesttime.

Thecheapestwayofmovingearthistotakeitdirectlyoutofthecutanddropitasfillwiththe

notalwayspossible,butwhenitcanbedoneitisideal,beingbothquickand

nes,gestradiusisobtainedwiththe

dragline,andthelargesttonnageofearthismovedbythebulldozer,thoughonlyovershort

disadvantagesofthedraglinearethatitmustdigbelowitlf,itcannotdigwithforceinto

compactedmaterial,itcannotdigonsteepslopws,anditsdumpinganddiggingarenotaccurate.

Faceshovelsarebetweenbulldozersanddraglines,havingalargerradiusofactionthan

eanletodigintoaverticalclifffaceinawaywhich

eceofequipment

shouldbeleveloftheirtracksandfordeepdigsincompactmaterialabackacterismostuful,but

itsdumpingradiusisconsiderablylessthanthatofthesameescavatorfittedwithafaceshovel.

Rubber-tyredbowlscrapersareindispensableforfairlyleveldiggingwherethedistanceof

ndigthematerialdeeply(butonly

belowthemlves)toafairlyflatsurface,carryithundredsofmetersifneedbe,thendropitand

ddiggingitisoftenfoundeconomicaltokeepapusher

tractor(wheeledortracked)onthediggingsite,

asthescraperisfull,thepushertractorreturnstothebeginningofthedigtoheoptohelpthenest

scraper.

Bowlscrapersareoftenextremelypowerfulmachines;manymakersbuildscrapersof8cubic

metersstruckcapacity,whichcarry10m³gestlf-propelledscrapersareof19m³

struckcapacity(25m³heaped)andtheyaredrivenbyatractorengineof430hor-powers.

Dumpersareprobablythecommonestrubber-tyredtransportsincetheycanalsoconveniently

shavetheearthcontaineroverthe

frontaxleonlargerubber-tyredwheels,andthecontainertipsforwardsonmosttypes,thoughin

llestdumpershaveacapacity

ofaboutm³,andthelargeststandardtypesareofaboutm³.Specialtypesincludethe

lf-loadingdumperofupto4m³andthearticulatedtypeofaboutm³.Thedistinctionbetween

stipforwardsandthedriversitsbehindthe

ucksareheavy,strengthenedtippinglorries,thedrivertravelsinfrontlftheloadand

theloadisdumpedbehindhim,sotheyaresometimescalledrear-dumptrucks.

ofStructures

Theprincipalscopeofspecificationsistoprovidegeneralprinciplesandcomputational

“safetyfactor”,whichaccordingtomodern

trendsisindependentofthenatureandcombinationofthematerialsud,canusuallybedefinedas

tioisalsoproportionaltotheinveroftheprobability

(risk)offailureofthestructure.

Failurehastobeconsiderednotonlyasoverallcollapofthestructurebutalsoas

unrviceabilityor,eachingofa“limit

state”wretwo

categoriesoflimitstate:

(1)Ultimatelimitsate,whichcorrespondstothehighestvalueoftheload-bearingcapacity.

Examplesincludelocalbucklingorglobalinstabilityofthestructure;failureofsomectionsand

subquenttransformationofthestructureintoamechanism;failurebyfatigue;elasticorplastic

deformationorcreepthatcauasubstantialchangeofthegeometryofthestructure;andnsitivity

ofthestructuretoalternatingloads,tofireandtoexplosions.

(2)Servicelimitstates,es

includeexcessivedeformationsanddisplacementswithoutinstability;earlyorexcessivecracks;

largevibrations;andcorrosion.

Computationalmethodsudtoverifystructureswithrespecttothedifferentsafetyconditions

canbeparatedinto:

(1)Deterministicmethods,inwhichthemainparametersareconsideredasnonrandom

parameters.

(2)Probabilisticmethods,inwhichthemainparametersareconsideredasrandomparameters.

Alternatively,withrespecttothedifferentuoffactorsofsafety,computationalmethodscan

beparatedinto:

(1)Allowablestressmethod,inwhichthestresscomputedundermaximumloadsare

comparedwiththestrengthofthematerialreducedbygivensafetyfactors.

(2)Limitstatesmethod,inwhichthestructuremaybeproportionedonthebasisofits

rength,asdeterminedbyrationalanalysis,shallnotbelessthanthat

requiredtosupportafactoredloadequaltothesumofthefactoredliveloadanddeadload

(ultimatestate).

Thestresscorrespondingtoworking(rvice)conditionswithunfactoredliveanddead

loadsarecomparedwithprescribedvalues(rvicelimitstate).Fromthefourpossible

combinationsofthefirsttwoandcondtwomethods,wecanobtainsomeufulcomputational

lly,twocombinationsprevail:

(1)deterministicmethods,whichmakeuofallowablestress.

(2)Probabilisticmethods,whichmakeuoflimitstates.

Themainadvantageofprobabilisticapproachesisthat,atleastintheory,itispossibleto

scientificallytakeintoaccountallrandomfactorsofsafety,whicharethencombinedtodefinethe

ilisticapproachesdependupon:

(1)Randomdistributionofstrengthofmaterialswithrespecttotheconditionsoffabrication

anderection(scatterofthevaluesofmechanicalpropertiesthroughoutthestructure);

(2)Uncertaintyofthegeometryofthecross-ctionsandofthestructure(faultsand

imperfectionsduetofabricationanderectionofthestructure);

(3)Uncertaintyofthepredictedliveloadsanddeadloadsactingonthestructure;

(4)Uncertaintyrelatedtotheapproximationofthecomputationalmethodud(deviationof

theactualstressfromcomputedstress).

Furthermore,probabilistictheoriesmeanthattheallowableriskcanbebadonveralfactors,

suchas:

(1)Importanceoftheconstructionandgravityofthedamagebyitsfailure;

(2)Numberofhumanliveswhichcanbethreatenedbythisfailure;

(3)Possibilityand/orlikelihoodofrepairingthestructure;

(4)Predictedlifeofthestructure.

Allthefactorsarerelatedtoeconomicandsocialconsiderationssuchas：

(1)Initialcostoftheconstruction;

(2)Amortizationfundsforthedurationoftheconstruction;

(3)Costofphysicalandmaterialdamageduetothefailureoftheconstruction;

(4)Adverimpactonsociety;

(5)Moralandpsychologicalviews.

Thedefinitionofalltheparameters,foragivensafetyfactor,allowsconstructionatthe

r,thedifficultyofcarryingoutacompleteprobabilisticanalysishastobe

hananalysisthelawsofthedistributionoftheliveloadanditsinduced

stress,ofthescatterofmechanicalpropertiesofmaterials,andofthegeometryofthe

rmore,itisdifficulttointerpretthe

interactionbetweenthelawofdistributionofstrengthandthatofstressbecaubothdepend

uponthenatureofthematerial,onthecross-ctionsandupontheloadactingonthestructure.

stistoapplydifferentsafety

factorstothematerialandtotheloads,

condisanapproximateprobabilisticmethodwhichintroducessomesimplifyingassumptions

(mi-probabilisticmethods).

建筑结构

建筑师必须从一种全局的角度出发去处理建筑设计中应该考虑到的实用活动，物质及象

征性的需求。因此，他或他试图将有相互有关的空间形式分体系组成的总体系形成一个建筑

环境。这是一种复杂的挑战，为适应这一挑战，建筑师需要有一个分阶段的设计过程，其至

少要分三个“反馈”考虑阶段：方案阶段，初步设计阶段和施工图设计阶段。

这样的分阶段涉及是必需的，它可使设计者避免受很多细节的困惑，而这些细节往往会

干扰设计者的基本思路。实际上，我们可以说一个成功的建筑设计师应该具备一种从很多细

节中分辨出更为基本的内容的能力。

概念构思阶段的任务时提出和斟酌全局场地规划，活动相互作用及房屋形式方案。为实

现这些，建筑师必须注意场地各部分的基本使用，空间组织，并应用象征手法确定其具体形

式。这就要求建筑师首先按照基本功能和空间关系对一项建筑设计首先构思并模拟出一个抽

象的建筑物，然后再对这一抽象的总体空间进行深入探究。在开始勾画具体的建筑形似时，

应考虑基本的场所跳进加以修改。

在方案阶段，如果设计者能够形象的预见所作方案的结构整体性，并要考虑施工阶段可

行性及经济性，那将是非常有帮助的。这就要求建筑师或者过问工程是能够从主要分体系之

间的关系而不是从构建细节去构思总体结构方案。这种能够易于反馈以改进空间形式方案。

在初步设计阶段，建筑师的重点工作应是详细化可能成为最终方案的设计，这是建筑师

对结构的要求业转移到做分体系具体方案的粗略设计上。在这一阶段应该完成对结构布置的

中等程度的确定，重点论证和设计主要分体系已确定它们的主要几何尺寸，构件和相互关系。

这样就可以依据全局设计方案，确定并解决各分体系的相互影响以及设计难题。顾问工程师

在这一过程中作用重大，但各细部的考虑还留有选择余地。当然，这些初步设计阶段所作的

决定仍可以反馈回取使方案概念进一步改善，或甚至可能有重大变化。

当设计者和顾问工程师对初始阶段设计方案的可行性满意时，就意味着全部设计的基本

问题已经解决，不会再因细节问题而发生大的变化。这是工作重点将再次转移，进入细部设

计。在这一阶段将重点完善各分体系的细节设计。此时包括结构工程在内的各个领域的专家

的作用将十分突出，应为所有施工的细节都必须设计出来。这一阶段的决定，可能会反馈到

第二阶段并导致一些变化。如果第一阶段和第二阶段的设计做的深入，那么在最初两个阶段

所得到的总体结论和最后阶段的细节的重新设计不再是问题。当然，整个实际过程应该是逐

步发展的过程，从创造和细化（改进）总体设计概念直到做出精确的结构设计和细部构造。

综上所述：在第一阶段，建筑师必须首先用概念的方式来确定基本方案的全部空间形式

的可行性。在第一阶段，专业人员的合作是有意义的，但仅限于行程总的构思方面；在第二

阶段，建筑师应该能够用图形来确定各分体系的需求，并且通过估计关键构件的性能来证明

其相互作用的可行性。也就是说，主要分体系的性能只须做到一定深度，需要验证他们的基

本形式和相互关系是协调一致的。这需要与工程师进行更加详细与明确的合作；在第三阶段，

建筑师和专业人员必须继续合作完成所有构件的设计细节，并制定良好的施工文件。

当然，这些设计的成功来源于建筑材料的发展与革新。

素混凝土是由水泥、水、细骨料、粗骨料（碎石或；卵石）、空气，通常还有其他外加剂

等经过凝固硬化而成。将可塑的混凝土拌合物注入到模板内，并将其捣实，然后进行养护，

以加速水泥与水的水化反应，最后获得硬化的混凝土。其最终制成品具有较高的抗压强度和

较低的抗拉强度。其抗拉强度约为抗压强度的十分之一。因此，截面的受拉区必须配置抗拉

钢筋和抗剪钢筋以增加钢筋混凝土构件中较弱的受拉区的强度。

由于钢筋混凝土截面在均质性上与标准的木材或钢的截面存在着差异，因此，需要对结

构设计的基本原理进行修改。将钢筋混凝土这种非均质截面的两种组成部分按一定比例适当

布置，可以最好的利用这两种材料。这一要求是可以达到的。因混凝土由配料搅拌成湿拌合

物，经过振捣并凝固硬化，可以做成任何一种需要的形状。如果拌制混凝土的各种材料配合

比恰当，则混凝土制成品的强度较高，经久耐用，配置钢筋后，可以作为任何结构体系的主

要构件。

浇筑混凝土所需要的技术取决于即将浇筑的构件类型，诸如：柱、梁、墙、板、基础，

大体积混凝土水坝或者继续延长已浇筑完毕并且已经凝固的混凝土等。对于梁、柱、墙等构

件，当模板清理干净后应该在其上涂油，钢筋表面的锈及其他有害物质也应该被清除干净。

浇筑基础前，应将坑底土夯实并用水浸湿6英寸，以免土壤从新浇的混凝土中吸收水分。一

般情况下，除使用混凝土泵浇筑外，混凝土都应在水平方向分层浇筑，并使用插入式或表面

式高频电动振捣器捣实。必须记住，过分的振捣将导致骨料离析和混凝土泌浆等现象，因而

是有害的。

水泥的水化作用发生在有水分存在，而且气温在50°F以上的条件下。为了保证水泥的

水化作用得以进行，必须具备上述条件。如果干燥过快则会出现表面裂缝，这将有损与混凝

土的强度，同时也会影响到水泥水化作用的充分进行。

设计钢筋混凝土构件时显然需要处理大量的参数，诸如宽度、高度等几何尺寸，配筋的

面积，钢筋的应变和混凝土的应变，钢筋的应力等等。因此，在选择混凝土截面时需要进行

试算并作调整，根据施工现场条件、混凝土原材料的供应情况、业主提出的特殊要求、对建

筑和净空高度的要求、所用的设计规范以及建筑物周围环境条件等最后确定截面。钢筋混凝

土通常是现场浇注的合成材料，它与在工厂中制造的标准的钢结构梁、柱等不同，因此对于

上面所提到的一系列因素必须予以考虑。

对结构体系的各个部位均需选定试算截面并进行验算，以确定该截面的名义强度是否足

以承受所作用的计算荷载。由于经常需要进行多次试算，才能求出所需的截面，因此设计时

第一次采用的数值将导致一系列的试算与调整工作。

选择混凝土截面时，采用试算与调整过程可以使复核与设计结合在一起。因此，当试算

截面选定后，每次设计都是对截面进行复核。手册、图表和微型计算机以及专用程序的使用，

使这种设计方法更为简捷有效，而传统的方法则是把钢筋混凝土的复核与单纯的设计分别进

行处理。

由于和土木工程中任何其他工种的施工方法与费用相比较，土方挖运的施工方法与费用

的变化都要快得多，因此对于有事业心的人来说，土方工程是一个可以大有作为的领域。在

1935年，目前采用的利用轮胎式机械设备进行土方挖运的方法大多数还没有出现。那是大部

分土方是采用窄轨铁路运输，在这目前来说是很少采用的。当时主要的开挖方式是使用正铲、

反铲、拉铲或抓斗等挖土机，尽管这些机械目前仍然在广泛应用，但是它们只不过是目前所

采用的许多方法中的一小部分。因此，一个工程师为了使自己在土方挖运设备方面的知识跟

得上时代的发展，他应当花费一些时间去研究现代的机械。一般说来，有关挖土机、装载机

和运输机械的唯一可靠而又最新的资料可以从制造厂商处获得。

土方工程或土方挖运工程指的是把地表面过高处的土壤挖去（挖方），并把它倾卸到地表

面过低的其他地方（填方）。为了降低土方工程费用，填方量应该等于挖方量，而且挖方地点

应该尽可能靠近土方量相等的填方地点，以减少运输量和填方的二次搬运。土方设计这项工

作落到了从事道路设计的工程师的身上，因为土方工程的设计比其他任何工作更能决定工程

造价是否低廉。根据现有的地图和标高，道路工程师应在设计绘图室中的工作也并不是徒劳

的。它将帮助他在最短的时间内获得最好的方案。

费用最低的运土方法是用同一台机械直接挖方取土并且卸土作为填方。这并不是经常可

以做到的，但是如果能够做到则是很理想的，因为这样做既快捷又省钱。拉铲挖土机。推土

机和正铲挖土机都能做到这点。拉铲挖土机的工作半径最大。推土机所推运的图的数量最多，

只是运输距离很短。拉铲挖土机的缺点是只能挖比它本身低的土，不能施加压力挖入压实的

土壤内，不能在陡坡上挖土，而且挖。卸都不准确。

正铲挖土机介于推土机和拉铲挖土机的之间，其作用半径大于推土机，但小于拉铲挖土

机。正铲挖土机能挖取竖直陡峭的工作面，这种方式对推土机司机来说是危险的，而对拉铲

挖土机则是不可能的。每种机械设备应该进行最适合它的性能的作业。正铲挖土机不能挖比

其停机平面低很多的土，而深挖坚实的土壤时，反铲挖土机最适用，但其卸料半径比起装有

正铲的同一挖土机的卸料半径则要小很多。

在比较平坦的场地开挖，如果用拉铲或正铲挖土机运输距离太远时，则装有轮胎式的斗

式铲运机就是比不可少的。它能在比较平的地面上挖较深的土（但只能挖机械本身下面的土），

需要时可以将土运至几百米远，然后卸土并在卸土的过程中把土大致铲平。在挖掘硬土时，

人们发现在开挖场地经常用一辆助推拖拉机（轮式或履带式），对返回挖土的铲运机进行助推

这种施工方法是经济的。一旦铲运机装满，助推拖拉机就回到开挖的地点去帮助下一台铲运

机。

斗式铲运机通常是功率非常大的机械，许多厂家制造的铲运机铲斗容量为8m³，满载时

可达10m³。最大的自行式铲运机铲斗容量为19立方米（满载时为25m³），由430马力的牵

引发动机驱动。

翻斗机可能是使用最为普遍的轮胎式运输设备，因为它们还可以被用来送混凝土或者其

他建筑材料。翻斗车的车斗位于大橡胶轮胎车轮前轴的上方，尽管铰接式翻斗车的卸料方向

有很多种，但大多数车斗是向前翻转的。，³。特殊型式的翻斗车包括容量为4m³的自装式翻

斗车，m³的铰接式翻斗车。必须记住翻斗车与自卸卡车之间的区别。翻斗车车斗向前倾翻而

司机坐在后方卸载，因此有时被称为后卸卡车。

规范的主要目的是提供一般性的设计原理和计算方法，以便验算结构的安全度。就目前

的趋势而言，安全系数与所使用的材料性质及其组织情况无关，通常把它定义为发生破坏的

条件与结构可预料的最不利的工作条件之比值。这个比值还与结构的破坏概率（危险率）成

反比。

破坏不仅仅指结构的整体破坏，而且还指结构不能正常的使用，或者，用更为确切的话

来说，把破坏看成是结构已经达到不能继续承担其设计荷载的“极限状态”。通常有两种类型

的极限状态，即：

（1）强度极限状态，它相当于结构能够达到的最大承载能力。其例子包括结构的局部屈

曲和整体不稳定性；某此界面失效，随后结构转变为机构；疲劳破坏；引起结构几何形状显

著变化的弹性变形或塑性变形或徐变；结构对交变荷载、火灾和爆炸的敏感性。

（2）使用极限状态，它对应着结构的使用功能和耐久性。器例子包括结构失稳之前的过

大变形和位移；早期开裂或过大的裂缝；较大的振动和腐蚀。

根据不同的安全度条件，可以把结构验算所采用的计算方法分成：

（1）确定性的方法，在这种方法中，把主要参数看作非随机参数。

（2）概率方法，在这种方法中，主要参数被认为是随机参数。

此外，根据安全系数的不同用途，可以把结构的计算方法分为：

（1）容许应力法，在这种方法中，把结构承受最大荷载时计算得到的应力与经过按规定

的安全系数进行折减后的材料强度作比较。

（2）极限状态法，在这种方法中，结构的工作状态是以其最大强度为依据来衡量的。由

理论分析确定的这一最大强度应不小于结构承受计算荷载所算得的强度（极限状态）。计算荷

载等于分别乘以荷载系数的活载与恒载之和。

把对应于不乘以荷载系数的活载和恒载的工作（使用）条件的应力与规定值（使用极限

状态）相比较。根据前两种方法和后两种方法的四种可能组合，我们可以得到一些实用的计

算方法。通常采用下面两种计算方法：

确定性的方法，这种方法采用容许应力。

概率方法，这种方法采用极限状态。

至少在理论上，概率法的主要优点是可以科学的考虑所有随机安全系数，然后将这些随

机安全系数组合成确定的安全系数。概率法取决于：

（1）制作和安装过程中材料强度的随机分布（整个结构的力学性能数值的分散性）；

（2）截面和结构几何尺寸的不确定性（由结构制作和安装造成的误差和缺陷而引起的）；

对作用在结构上的活载和恒载的预测的不确定性；

所采用的近似计算方法有关的不精确性（实际应力与计算应力的偏差）。

此外，概率理论意味着可以基于下面几个因素来确定允许的危险率，例如：

建筑物的重要性和建筑物破坏造成的危害性；

（2）由于建筑物破坏使生活受到威胁的人数；

（3）修复建筑的可能性；

（4）建筑物的预期寿命。

所有这些因素均与经济和社会条件有关，例如：

（1）建筑物的初始建设费；

（2）建筑物使用期限内的折旧费；

（3）由于建筑物破坏而造成的物质和材料损失费；

（4）在社会上造成的不良影响；

（5）精神和心理上的考虑。

就给定的安全系数而论，所有这些参数的确定都是以建筑物的最佳成本为依据的。但是，

应该考虑到进行全概率分析的困难。对于这种分析来说，应该了解活载及其所引起的盈利的

分布规律、材料的力学性能的分散性和截面的结构几何尺寸的分散性。此外，由于强度的分

布规律和应力的分布规律之间的相互关系是困难的。这些实际困难可以采用两种方法来克服。

第一种方法对材料和荷载采用不同的安全系数，而不需要采用概率准则；第二种方法是引入

一些而简化假设的近似概率方法（半概率方法）。