二级建筑师讲义之建筑结构与结构选型(一)

　　第六章 建筑结构与结构选型

　　第一节 概 述

　　一、建筑结构的总概念

　　(一)建筑结构的定义

　　建筑物用来形成一定空间及造型，并具有抵御人为和自然界施加于建筑物的各种作用力，使建筑物得以安全使用的骨架，即称为结构。

　　(二)建筑结构的组成

　　建筑结构一般都是由以下结构构件组成的。

　　1.水平构件

　　用以承受竖向荷载的构件。一般有：

　　(1)板，包括平板、曲面板、斜板。

　　(2)梁，包括直梁、曲梁、斜梁。

　　(3)桁架、网架等。

　　2.竖向构件

　　用以支承水平构件或承担水平荷载的构件。一般有：

　　(1)柱;

　　(2)墙体;

　　(3)框架。

　　3.墓础

　　用以将建筑物所承受的所有荷载传至地基上。

　　(三)建筑结构的类型

　　1.按组成建筑结构的主要建筑材料划分

　　(1)钢筋混凝土结构;

　　(2)砌体结构：砖砌体，石砌体，小型砌块，大型砌块、多孔砖砌体等;

　　(3)钢结构;

　　(4)木结构;

　　(5)塑料结构;

　　(6)薄膜充气结构。

　　2.按组成建筑结构的主体结构型式划分

　　(1)墙体结构，以墙体作为支承水平构件及承担水平力的结构;

　　(2)框架结构;

　　(3)框架―剪力墙(抗震墙);

　　(4)筒体结构;

　　(5)桁架结构;

　　(6)拱型结构;

　　(7)网架结构;

　　(8)空间薄壁结构(包括薄壳、折板、幕式结构);

　　(9)钢索结构(悬索结构);

　　(10)薄膜结构。

　　3.按组成建筑结构的体型划分

　　(1)单层结构(多用于单层厂房、食堂、影剧场、仓库等);

　　(2)多层结构(2-6层);

　　(3)高层结构(一般为7层以上);

　　(4)大跨度结构(跨度在40―50m以上)。

　　此外尚可按建筑结构的受力特点划分为：平面结构体系与空间结构体系两大类。

　　二、建筑结构基本构件与结构设计

　　组成结构体系的单元体称为基本构件。按受力特征来划分主要有以下三类：轴心受力陶件、偏心受力构件和受弯构件。

　　按其主要受力性质常常又划分为：拉杆、压杆和受弯构件。

　　(一)轴心受力构件

　　当构件所受外力的作用点与构件截面的形心重合时，则构件横截面产生的应力为均匀分布，这种构件称为轴心受力构件。可分为：

　　1.轴心受拉构件

　　构件所受的力，使构件横断面仅产生均匀拉应力时即为轴心受拉构件。常用于桁架的下弦杆及受拉斜腹杆。

　　σ1=F/bh

　　此构件的承载能力为σ1≤[σ]

　　式中 [σ]――材料的允许应力。

　　这种构件最能充分发挥材料的强度。

　　2.轴心受压构件

　　外力以压力的方式作用在构件的轴心处，使构件产生均匀压应力时，即为轴心受压构件。

　　其截面应力为：σ1=F/bh

　　但轴心受压构件的实际承载力是由稳定性控制，稳定系数Ψ≤1，故其承载力的表达式为：

　　σ2=F/Ψbh≤[σ] (6-3)

　　这是因为受压构件承载时，截面应力尚未达到材料的强度设计值前就会因弯折而失去 承载能力，这种现象称为丧失稳定性。上式中的Ψ值即为按稳定考虑的承载力与强度承 载力的比值，称为稳定系数。

　　由此可见相同材料的拉杆与压杆受同样的荷载F作用时，拉杆所需的截面尺寸要比 压杆小。

　　拉杆所需截面为： A1=F/[σ]

　　压杆所需截面为： A2=F/Ψ[σ]

　　式中 [σ]――材料的强度设计值(即允许应力)。

　　Ψ<1，故 A2> A1

　　Ψ值与杆件的长细比λ有关，λ=l0/i;

　　式中 l0――杆件计算长度;

　　i――截面的回转半径，i= ;

　　I――截面的惯性矩，矩形截面时：I= bh3 ， A=b*h

　　所以 i= = = h=0.289h

　　λ越大，Ψ越小。则实际承载力越小。

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