【正文】 en close to its rupture point. The material property called stiffness is considered with the requirement of streng th. Stiffness is different from strength in that it directly involves how much a structure strains or de flects under load. A material that is very strong but lacking in stiffness will deform too much to be 6 of value in resisting the forces applied. Economy of a building structure refers to more than just the cost of the materials used. Construction economy is a plicated subject involving raw materials, fabrication, erection, and maintenance. Design and construction labor costs and the costs of energy consumption must be considered. Speed of construction and the cost of money (interest) are also factors. In most design situations, more than one structural material requires consideration. Competi tire alternatives almost always exist, and the choice is seldom obvious. Apart from these three primary requirements, several other factors are worthy of emphasis. F irst, the structure or structural system must relate to the building39。 )(b 動(dòng)荷載 以這 種 方式抵抗結(jié)構(gòu)加速度 引起的 慣性力是結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)問題的一個(gè)最重要的區(qū)別特征。 如果一簡(jiǎn)支梁承受一靜荷載 p ，如圖 )(a 所示，則它的彎矩、剪力及撓曲形狀直接依賴于給定的荷載，而且可根據(jù)所建立的 力的平衡原理用 p 求出。第一個(gè)不同點(diǎn)，根據(jù)定義 ，動(dòng)力問題具有隨時(shí)間而變化的 特性 。 這樣 ，確定分析能導(dǎo)出相應(yīng)于規(guī)定荷載 下 的位移 — 時(shí)間過程 ； 結(jié)構(gòu)的其他確定反應(yīng)，如應(yīng)力、應(yīng)變、內(nèi)力等等，通常作為分析的次要方面，可從前面所建立的位移模式求得。在任何給定的情況下，選取哪種方法，將取決于荷載是如何規(guī)定的。然而，在線性結(jié)構(gòu)分析中，更為方便的是區(qū)分施加荷載中的靜力和動(dòng)力分量，然后分別計(jì)算對(duì)每種荷載的反應(yīng)，最后將兩個(gè)反應(yīng)分量疊加得出總效應(yīng)，當(dāng)進(jìn)行這樣處理時(shí)， 靜力的和動(dòng)力的分析方法在性質(zhì)上是根本不同的。這樣，除非規(guī)范條 例 控制，工程師必須估算出結(jié)構(gòu)精確分析 與 結(jié)構(gòu)中可能節(jié)省的費(fèi)用相比，是否合算。 實(shí)際荷載狀態(tài)也是很難確定的和很難客觀表達(dá)的，為了分析，必須 把它 簡(jiǎn)化。 這樣，結(jié)構(gòu)框架系統(tǒng)可分解成板和樓蓋梁，樓蓋梁是由立柱支撐的交叉梁系，立柱將荷載傳到基礎(chǔ)。 但是， 彈性理論可用來(lái)確定延性結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的安全近似值（塑性下限逼近法），在鋼筋混凝土設(shè)計(jì)中通常采用這種方法。 二．結(jié)構(gòu)模型以及分析與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)系 結(jié)構(gòu)分析是確定在給定荷載下結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生的力和變形以便使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)得合理 ， 并能檢查現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的安全狀況。彈性太大的輕質(zhì)樓蓋系統(tǒng)可能給居住者很不舒服的感覺。對(duì)任何一個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，可以一步一步地 按順序 進(jìn)行，而對(duì)所有系統(tǒng)的設(shè)計(jì)則采用并行方式來(lái)完成。所規(guī)定的防火等級(jí)將取決于一系列因素，它包括建筑空間的占有和使用；建筑物的尺寸及建筑物的位置 。 第二，結(jié)構(gòu)必須防火 。首先， 結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)體系必須和建筑物的功能相 關(guān) 而不應(yīng)該與建筑風(fēng)格相矛盾。設(shè)計(jì)和施工中人工費(fèi)及能源消耗的費(fèi)用 也要考慮 。剛度不同于強(qiáng)度，因?yàn)樗婕昂奢d作用下結(jié)構(gòu)應(yīng)變的大小和變形的程度 。 在建筑結(jié)構(gòu)中至少三項(xiàng)內(nèi)容 存在 ：穩(wěn)定性 強(qiáng)度和剛度 經(jīng)濟(jì)性 在上述三項(xiàng)要求中， 很明顯維持建筑物形狀的穩(wěn)定性要求是首選 。不幸的是在一些情況下，它不能被忽視 ， 它是存在的。如能巧妙地設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)，則可建立或加強(qiáng)建筑空間與建筑平面之間的格調(diào)與節(jié)奏。 1 結(jié)構(gòu)分析 一．建筑結(jié)構(gòu) 就工程的實(shí)質(zhì)而言，建筑結(jié)構(gòu)可定義為：以保持形狀和穩(wěn)定為目的的各個(gè)基本構(gòu)件的組合體。它與建筑風(fēng)格是不可分割的，在不同程度上是一種建筑風(fēng)格的體現(xiàn)。它可能既局限又開放。藝術(shù)家有時(shí)可以不必考慮科學(xué)就能畫出圖形，但建筑師卻不行。實(shí)際上，通常都提供一個(gè)安全系數(shù) 為了 在預(yù)計(jì)的荷載作用下， 給定 材料的應(yīng)力不會(huì)接近破壞應(yīng)力，被稱為剛度的材料 特性，需與強(qiáng)度要求一起考慮。建筑經(jīng)濟(jì)是一個(gè)復(fù)雜的問題，其中包括原材料、制作、安裝和維修。 除了這三種最基本要求之外，其他幾種因素也值得重視。 簡(jiǎn)單地說 ，結(jié)構(gòu)必須具 有 維護(hù)空間的功能。用于那些構(gòu)件的結(jié)構(gòu)材料 2 必須自身具有防火性或者用耐火材料。很顯然，各種建筑系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)必須相互協(xié)調(diào)。在風(fēng)荷載作用下晃動(dòng)得很厲害的高層框架雖然沒有危害， 但仍然不適宜居住。外觀的安全性也許比真實(shí)表達(dá)建筑結(jié)構(gòu)更重要，因?yàn)闆]有受過訓(xùn)練的人是不能分清真實(shí)的和感覺中的安全。結(jié)構(gòu)的倒塌通常在遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出材料彈性范圍，超出臨界點(diǎn)后才會(huì)發(fā)生，因而建立在材料非彈性狀態(tài)基礎(chǔ)上的極限強(qiáng)度理論是合理確定結(jié)構(gòu)安全性所必需的。由于這種原因，分析人員工作的一個(gè)重要部分是 將 實(shí)際結(jié)構(gòu)和荷載狀態(tài)簡(jiǎn)化成一個(gè) 容易 合理分析的模型?，F(xiàn)代的矩陣 — 計(jì)算機(jī)法可以分析整個(gè)系統(tǒng)從而革新了結(jié)構(gòu)分析，這樣可對(duì) 荷載作用下結(jié)構(gòu)的性能作出更可靠的預(yù)測(cè)。分析得越客觀，產(chǎn)生的信心越大，所取得安全系數(shù)（或忽略的因素） 會(huì) 越小。對(duì)此，靜荷載可以被看作僅僅是動(dòng)荷載的一種特殊形式。 兩種基本不同的方法 可以計(jì)算動(dòng)荷載下的結(jié)構(gòu)反應(yīng) ：確定的和非確定的。 一般來(lái)說，動(dòng)荷載下的結(jié)構(gòu)反應(yīng)主要是用結(jié)構(gòu)的位移來(lái)表示的。 結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)問題在兩個(gè)重要的方面不同于它的靜荷載問題。 然而 ，靜力問題和動(dòng)力問題還有 一個(gè) 更重要的區(qū)別，如圖 1 所示。 P )(a )(tP 慣性力 )(b 圖 1 動(dòng)荷載與靜荷載的區(qū)別 : )(a 靜荷載 。如果運(yùn)動(dòng)是 非常 慢，以致 于 慣性力可以忽略不計(jì)，那么 即使荷載和反應(yīng)可能隨時(shí)間變化，對(duì)任何所需瞬時(shí) 的 分析 ，仍可用靜力結(jié)構(gòu)分析的方法來(lái)解決。s work is the si mplification of the actual structure and loading conditions to a model which is susceptible to ration al analysis. Thus, a structural framing system is deposed into a slab and floor beams which in turn fra 8 me into girders carried by columns which transmit the loads to the foundations. Since traditional structural analysis has been unable to