【正文】 久作用、可變作用和偶然作用。 3. 直接作用：荷載屬于直接作用。即在這一規(guī)定的時(shí)期內(nèi)，房屋建筑在正常設(shè)計(jì)、正常施工和正常使用維護(hù)下不需要進(jìn)行大修就能按其預(yù)定的目的使用。承受很大拉力的懸索的端部通過(guò)錨碇固定在地基中，個(gè)別也有固定在剛性梁的端部者，稱(chēng)為自錨式懸索橋。為了避免在車(chē)輛駛過(guò)時(shí)，橋面隨著懸索一起變形，現(xiàn)代懸索橋一般均設(shè)有剛性梁（又稱(chēng)加勁梁）。懸索橋的主要缺點(diǎn)是剛度小，在荷載作用下容易產(chǎn)生較大的撓度和振動(dòng)，需注意采取相應(yīng)的措施。懸索橋由懸索、索塔、錨碇、吊桿、橋面系等部分組成。為了減少施工的困難 ,又將全部殼片改為同樣的曲革 ,使每一個(gè)殼片都相當(dāng)于假想半徑為 76米的圓球表面的一部分。整個(gè)建筑群的入口在南端 ,有寬 97米的大臺(tái)階。第一組殼片在地段西側(cè) ,四對(duì)殼片成串排列 ,三對(duì)朝北 ,一對(duì)朝南 ,內(nèi)部是大音樂(lè)廳。 （ 1）旋轉(zhuǎn)曲面：平面曲線(xiàn)繞豎軸旋轉(zhuǎn)形成的曲面 （ 2）平移曲面：一豎向曲線(xiàn)（母線(xiàn)）沿另一曲線(xiàn)（導(dǎo)線(xiàn)）平行移動(dòng)時(shí)所形成的曲面 （ a） 橢圓拋物面 （ b） 雙曲拋物面 （ 3）直紋曲面：一段直線(xiàn)的兩端沿兩條固定的曲線(xiàn)移動(dòng)所形成的曲面 （ a）單柱曲面 （ b）劈錐曲面 國(guó)家?jiàn)W林匹克體育中心體育館（左）、游泳館（右）（ 1989） Gymnasium (left) and Natatorium (right) of the National Olympic Sports Center(1989) 國(guó)家?jiàn)W林匹克體育中心體育館采用斜拉索人字形網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。 4）折板結(jié)構(gòu) （ a）單跨排架結(jié)構(gòu) （ b）等高排架 （ c）不等高排架 （ d）鋸齒形排架結(jié)構(gòu) (a)無(wú)鉸剛架 (b)雙鉸剛架 (c)三鉸剛架 (d)雙跨剛架 ?剛架的橫梁和立柱整體澆筑在一起，交接處形成剛結(jié)點(diǎn)，該處需要較大截面，因而剛架一般為變截面。 （見(jiàn)附圖） 2. 其他型式的結(jié)構(gòu) 1） 薄殼結(jié)構(gòu) ：一種以受壓為主的空間受力體系。 （見(jiàn)附圖） 2）剛架結(jié)構(gòu)：由梁柱和一的結(jié)構(gòu)構(gòu)件組成的結(jié)構(gòu)。 芝加哥西爾斯大廈 (Sears Tower)是世界第二美國(guó)第一高樓 ， 僅次于吉隆坡石油大廈雙塔 ，110層 443米 ， 建成于 1974年 。其樓層分租給世界各國(guó) 800多個(gè)廠商，還設(shè)有為這些單位服務(wù)的貿(mào)易中心、情報(bào)中心和研究中心，在底層大廳及 4 78兩層高空門(mén)廳中，有種類(lèi)齊全的商業(yè)性服務(wù)行業(yè)。它是由 5幢建筑物組成的綜合體。 ? 框筒：由加密柱并加強(qiáng)梁的剛度而形成的整體受力體系。 混合結(jié)構(gòu) 剪力墻結(jié)構(gòu) 框架結(jié)構(gòu) 排架結(jié)構(gòu) 二、建筑結(jié)構(gòu)選型 （一）多層和高層房屋結(jié)構(gòu) 1. 混合結(jié)構(gòu)體系： 豎向承重構(gòu)件采用砌體結(jié)構(gòu)，水平承重構(gòu)件采用鋼筋混凝土梁板結(jié)構(gòu) 。 （見(jiàn)附圖） 4. 剪力墻結(jié)構(gòu)： 縱、橫布置的成片鋼筋混凝土墻體稱(chēng)為剪力墻。如工業(yè)廠房框架柱或排架柱、高層建筑的底層柱等。對(duì)于薄壁鋼管，中間填實(shí)混凝土以后，大大提高了側(cè)向穩(wěn)定性。是我國(guó)目前最高的鋼－－ 混凝土組合結(jié)構(gòu)， 58層以下采用鋼骨混凝土柱。 優(yōu)點(diǎn)：鋼－混凝土組合梁截面中混凝土主要受壓，鋼梁受拉，充分利用材料。 （以深圳帝王大廈為例） （ 3） 鋼管混凝土結(jié)構(gòu)：在封閉的薄壁鋼管中澆注混凝土形成的組合結(jié)構(gòu)，一般用作受壓構(gòu)件。 ?缺點(diǎn)： 易燃、易腐蝕。 ?缺點(diǎn)： 鋼材易腐蝕，耐火性差，成本高。 ? 缺點(diǎn)：自重大，施工砌筑進(jìn)度慢，整體性差。 2. 砌體結(jié)構(gòu)： 由塊材及砂漿砌筑而成的結(jié)構(gòu)。 第三節(jié) 建筑結(jié)構(gòu)的分類(lèi)和結(jié)構(gòu)選型 一、建筑結(jié)構(gòu)的分類(lèi) 二、建筑結(jié)構(gòu)選型 （一） 按材料分類(lèi) 1. 混凝土結(jié)構(gòu)： 素混凝土結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。 ： 結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的任何一部分在預(yù)計(jì)的荷載作用下必須安全可靠。 ? 建筑結(jié)構(gòu)： 建筑物的空間承重骨架系統(tǒng)。 ? 建筑物： 人們社會(huì)生活和生產(chǎn)的環(huán)境，如住宅、廠房。 ? 構(gòu)筑物： 一般不直接進(jìn)入其間進(jìn)行生活和生產(chǎn)的空間。 ? 建筑結(jié)構(gòu)的功能： (1) 滿(mǎn)足使用和審美要求 —— 選擇合適的結(jié)構(gòu)型式； (2) 抵御自然界的各種作用 —— 選擇結(jié)構(gòu)的材料和結(jié)構(gòu)體系。 ： 使用期間不發(fā)生過(guò)大的變形 、裂縫和損壞等。 ? 適用范圍：廣泛用于一般工業(yè)與民用建筑及多種特種結(jié)構(gòu)（水塔、水池、煙囪等）中。 ? 適用范圍：主要用于居住建筑和多層民用房屋（如辦公樓、教學(xué)樓、旅館等）中。 一、建筑結(jié)構(gòu)的分類(lèi) 3. 鋼結(jié)構(gòu)： 以鋼材為主的結(jié)構(gòu)。 4. 木結(jié)構(gòu)： 以木材為主的結(jié)構(gòu)。 5. 鋼－混凝土組合結(jié)構(gòu)： 結(jié)構(gòu)構(gòu)件用型鋼和混凝土組成，或型鋼、鋼筋和混凝土組成。 （以日本東京中央?yún)^(qū)高層住宅為例） 鋼－混凝土組合梁板結(jié)構(gòu) 鋼－混凝土組合梁板結(jié)構(gòu)，梁下部用鋼梁，上部用混凝土（一般采用壓型鋼板－混凝土組合板）?；炷涟鍏⑴c組合梁工作，提高鋼梁的豎向和側(cè)向剛度。 日本東京中央?yún)^(qū)高層住宅 （ a）標(biāo)準(zhǔn)層平面 （ b）梁柱接頭 該住宅地上 33層，高 米，采用鋼管混凝土柱、鋼骨混凝土梁結(jié)構(gòu)，是鋼－混凝土組合結(jié)構(gòu)的一個(gè)成功范例。鋼管混凝土柱承載能力很高，重量輕，耐疲勞，耐沖擊。 （二）按受力和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分類(lèi) 1. 混合結(jié)構(gòu)： 樓、屋蓋一般采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件，墻體和基礎(chǔ)采用砌體結(jié)構(gòu)。剪力墻和鋼筋混凝土樓、屋蓋整體連接形成剪力墻結(jié)構(gòu)。 （ 見(jiàn)教材 ） 2. 框架結(jié)構(gòu)體系： （ 見(jiàn)附圖 ） 1）分類(lèi)：橫向框架承重、縱向框架承重和縱橫向混合承重。（ 紐約世界貿(mào)易中心 －鋼結(jié)構(gòu)框筒結(jié)構(gòu)） ? 框架－筒體：周邊稀柱框架和核心筒組成。其主樓呈雙塔形，塔柱邊寬 。樓中共有電梯 104部，地下有可供停車(chē) 2022輛的車(chē)庫(kù)，并有地鐵在此經(jīng)過(guò)設(shè)站。 結(jié)構(gòu)體系為模數(shù)化的束筒結(jié)構(gòu) ， 由九個(gè)單筒組成 ， 每個(gè)筒體平面為邊長(zhǎng) 正邊形 ， 沿高度分段截?cái)?。用于中小型單層廠房。形式：旋轉(zhuǎn)曲面、平移曲面、直紋曲面 （見(jiàn)附圖） 2） 網(wǎng)架結(jié)構(gòu) ：由平面桁架發(fā)展起來(lái)的一種空間受力體系。橫梁一般為人字形，整個(gè)剛架呈“門(mén)”形，故稱(chēng)為門(mén)式剛架。 （ a）平板網(wǎng)架 （ b）曲面網(wǎng)架 悉尼歌劇院建筑總面積 88258平方米 ,包括一個(gè)有 2690座的大音樂(lè)廳 ,一個(gè)有 1547座的歌劇廳 ,一個(gè)可容 500多人的劇場(chǎng)和一個(gè)小音樂(lè)廳。第二組在地段東側(cè) ,與第一組大致平行 ,形式相同而規(guī)模略小 ,內(nèi)部是歌劇廳。車(chē)輛入口和停車(chē)場(chǎng)設(shè)在大臺(tái)階下面。為研究和設(shè)計(jì)這些殼片的結(jié)構(gòu) ,用去 8年時(shí)間 ,施工也費(fèi)時(shí) 3年多。懸索橋的主要承重構(gòu)件是懸索，它主要承受拉力，一般用抗拉強(qiáng)度高的鋼材（鋼絲、鋼絞線(xiàn)、鋼纜等）制作。 懸索的截面只承受拉力。橋面鋪在剛性梁上，剛性梁吊在懸索上。 香港青馬大橋 主跨1377米， 1997年 世界最大跨懸索橋 日本明石海峽大橋，主跨 1990米， 1998年 第二章 建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) 和設(shè)計(jì)方法 第一節(jié) 設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期和設(shè)計(jì)使用年限 第二節(jié) 結(jié)構(gòu)的功能要求、作用和抗力 第三節(jié) 結(jié)構(gòu)的可靠度理論和 極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法 第一節(jié) 設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期和設(shè)計(jì)使用年限 一、設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期 ? 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)取用統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)時(shí)所采用的時(shí)間參數(shù)。 ? 設(shè)計(jì)使用年限對(duì)特別重要的建筑物為 100年，一般的建筑物與構(gòu)筑物為 50年，易于替換的結(jié)構(gòu)構(gòu)件為25年，臨時(shí)性的建筑物為 5年。 4. 間接作用：除荷載以外的引起結(jié)構(gòu)外加變形或約束變形的原因。 按荷載作用的空間位置的變異性分類(lèi)： 固定作用和自由作用。 第三節(jié) 結(jié)構(gòu)的可靠度理論和極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法 一、結(jié)構(gòu)的可靠性和可靠度 （一） 結(jié)構(gòu)的可靠性定義 ：能力 （二） 結(jié)構(gòu)的可靠度定義 ：概率 二、可靠度理論 （一） 隨機(jī)變量的分析和處理 隨機(jī)事件定義：一個(gè)事件可能有多種結(jié)果，事先不能肯定哪一種結(jié)果一定發(fā)生，但事后有唯一結(jié)果。 （ 3）頻遇值： 在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)荷載達(dá)到或超過(guò)該值的總時(shí)間與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期的比值小于 。 （二）鋼筋的冷拔 1. 加工方法：在常溫下將鋼筋拔過(guò)比其自身直徑還小的硬質(zhì)合金拔絲模拉伸至屈服； 2. 力學(xué)性質(zhì)：經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，再次拉伸或壓縮時(shí)，其屈服強(qiáng)度將增大，但塑 性降低。 ； RRB400,強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為 400 N/mm178。 當(dāng)裂縫間混凝土的拉應(yīng)力無(wú)法達(dá)到抗拉強(qiáng)度時(shí)，裂縫間距基本穩(wěn)定，隨外力的增大，裂縫寬度加大。 （二）保護(hù)層厚度和鋼筋間凈距 （三）縱向鋼筋 （ 1）受力鋼筋；（ 2）架立鋼筋 （四）箍筋和彎起鋼筋 第二節(jié) 受彎構(gòu)件正截面性能的試驗(yàn)研究 一、梁受力的三個(gè)階段 （一）三階段的劃分原則： ?第 Ⅰ 階段： 彎矩從零到受拉區(qū)邊緣即 將開(kāi)裂，結(jié)束時(shí)稱(chēng)為 Ⅰ a階段，其標(biāo)志為受拉區(qū) 邊緣混凝土達(dá)到其抗拉強(qiáng)度（或其極限拉伸應(yīng)變 ） ； ?第 Ⅱ 階段： 彎矩從開(kāi)裂彎矩到受拉鋼筋即將屈服，結(jié)束時(shí)稱(chēng)為 Ⅱ a階段，其標(biāo)志為縱向受拉鋼筋應(yīng)力達(dá)到 屈服強(qiáng)度； ?第 Ⅲ 階段： 彎矩從屈服彎矩到受壓區(qū)邊緣混凝土即將壓碎，結(jié)束時(shí)稱(chēng)為 Ⅲ a階段，其標(biāo)志為受壓區(qū)邊緣混凝土達(dá)到其非均勻受壓時(shí)的極限壓應(yīng)變。 （五）界限破壞： 受拉鋼筋屈服的同時(shí)，受壓區(qū)混凝土壓碎； 是適筋與超筋的界限。 （三）截面校核 ?基本步驟：校核配筋率；根據(jù)公式計(jì)算 ?，若 ? ? ?b則直接帶入公式計(jì)算 Mu；若 ? ?b則取 ?＝ ?b帶入公式計(jì)算 Mu。 （四）截面復(fù)核 ?已知 b h， fc、 fy、 f?y、 As和 A?s ，求 M ?求解步驟： （ 1）由公式（ 5－ 10a）求解相對(duì)受壓區(qū)高度 ? ； （ 2）若 2a?s/h0 ≤ ? ≤ ?b ，則由公式（ 5－ 10b）求 解 M； （ 3）若 ? ≤ 2a?s/h0 ，則由公式（ 5－ 12）求解 M； （ 4）若 ? ≥ ?b ，則將 ?＝ ?b代入公式（ 5－ 10b） 求解 M 。破壞屬于脆性，通過(guò)受剪承載力計(jì)算防止發(fā)生該破壞。 a ?＝ a/h0 （三）斜壓破壞 ? 配置腹筋過(guò)量， ?1，或腹板寬度很小的 T形梁和工字形梁中，裂縫一般首先在梁腹部出現(xiàn)，然后向上下延伸，這些平行裂縫將梁分割成斜向“短柱”，最后混凝土“短柱”被壓碎而破壞。 第六節(jié) 受彎構(gòu)件斜截面的 受剪承載力計(jì)算 一、計(jì)算公式和適用條件 （一）矩形、 T形和 I形截面的一般受彎構(gòu)件，當(dāng)僅配置箍筋時(shí)： V≤Vcs= +(Asv/s)h0 （二）集中荷載作用下的獨(dú)立梁，當(dāng)僅配置箍筋時(shí)： V≤ Vcs=（ (?+1))ftbh0+fyv(Asv/s)h0 （三）配置有箍筋和彎起鋼筋時(shí)： 彎起鋼筋的作用：見(jiàn)下圖 受剪承載力： V≤ Vcs +Vsb = +(Asv/s)h0 +Vsb Vsb= ?s v（四）公式適用條件 上限－最小截面尺寸：防止斜壓破壞，公式 5－ 2 5－ 24。 箍筋配置：構(gòu)造配箍情況；最小配箍率，公式 5－ 25。 2. 截?cái)嗟姆椒ǎ?若截?cái)嗄掣摻睿瑒t只能在離開(kāi)該根鋼筋充分利用截面或不需要截面一段距離后截?cái)啵?如圖 5 所示。 見(jiàn)圖 1 第六章 鋼筋混凝土受壓構(gòu)件 恒載的范圍影部分為相應(yīng)的柱承受框架結(jié)構(gòu)平面布置，陰中間柱角柱邊柱（一） 材料選擇： 混凝土： 選擇強(qiáng)度等級(jí)較高的混凝土， C20~C50。 （三） 縱向鋼筋： 鋼筋直徑及間距、布置、配筋率等。若鋼筋的屈服應(yīng)變小于混凝土破壞時(shí)的應(yīng)變，則鋼筋首先達(dá)到屈服應(yīng)變，隨后鋼筋的應(yīng)力保持為屈服應(yīng)力不變，直到混凝土破壞；若鋼筋的屈服應(yīng)變大于混凝土破壞時(shí)的應(yīng)變，則混凝土破壞時(shí)鋼筋未屈服。 （二）正截面承載力計(jì)算公式 Nu= ? (fcA+f ?yA?s ) 短柱的試驗(yàn)研究 三、軸心受壓螺旋式箍筋柱的正截面 受壓承載力計(jì)算 （一）試驗(yàn)研究分析 螺旋式箍筋柱的受力特點(diǎn)：