【文章內(nèi)容簡介】 3）表中 μ Z變化為從 0． 62至 3． 12，當(dāng)離地面 5～ lOm 高， B類時， μ Z=1． 0。 3．風(fēng)荷載體型系數(shù) μ S 風(fēng)速只是代表在自由氣流中各點(diǎn)的風(fēng)速。氣流以不同形式在房屋表面繞過，房屋對氣流形成某種干擾，因此房屋設(shè)計時不能直接以自由氣流的風(fēng)速作為結(jié)構(gòu)荷載。 風(fēng)壓在建筑物各表面上的分布是不均勻的，設(shè)計上取其平均值采用。 一般地，在房屋的迎風(fēng)墻面上，墻面受正風(fēng)壓（壓力）；在背風(fēng)墻面上受負(fù)風(fēng)壓（吸 力）；在側(cè)墻面上受負(fù)風(fēng)壓；在屋面上，因屋面形狀的不同，風(fēng)壓可表現(xiàn)為正風(fēng)壓 或負(fù)風(fēng)壓。 《荷載規(guī)范》規(guī)定的房屋風(fēng)荷載體型系數(shù)可按表 110 采用。 注： ① 表圖中符號 → 表示風(fēng)向； +表示壓力； — 表示吸力。 2表中的系數(shù)未考慮鄰近建筑群體的影響。 表 119中未列入的房屋類別，詳見《荷載規(guī)范》。 4．風(fēng)振系數(shù) β Z 《荷載規(guī)范》規(guī)定，對于基本自振周期 T1大于 0． 25s 的工程結(jié)構(gòu)，如房屋、屋蓋及各種高聳結(jié)構(gòu)，以及高度大于 30m且高寬比大于 1． 5的高柔建筑，均應(yīng)考慮風(fēng)壓脈動對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生順風(fēng)向風(fēng)振的影響。 順風(fēng)向風(fēng)振系數(shù)值大于 1。其值與脈動增大系數(shù)、脈動影響系數(shù)、振型系數(shù)有關(guān)。其值計算詳見《荷載規(guī)范》的規(guī)定。 常用材料和構(gòu)件自重 六、 常用材料和構(gòu)件自重 常用材料和構(gòu)件自重見表 1— 11。 表 111 注： ① 以上 材料自重單位，自第 1～ 44項(xiàng)為 kN／ m3，第 45~69 項(xiàng)為 kN／㎡。 ② 以上常用材料自重中，應(yīng)熟記下列材料自重值： 鋼筋混凝土 25kN／ m3； 鋼 78． 5kN／ m3； 磚砌體 18~20kN／ m3； 木材（由于樹種和含水率不同差別較大，可以榆、松、水曲柳為例） 7kN／ m3； 建筑結(jié)構(gòu)基本概念 第二章 建筑結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)選型 第一節(jié) 建筑結(jié)構(gòu)基本概念 一、建筑結(jié)構(gòu)的定義 建筑物用來形成一定空間及造型，并具有抵御人為和自然界 施加于建筑物的各種作用力，使建筑物得以安全使用的骨架，即稱為結(jié)構(gòu)。 二、建筑結(jié)構(gòu)的組成 建筑結(jié)構(gòu)一般都是由以下結(jié)構(gòu)構(gòu)件組成的； 1．水平構(gòu)件 用以承受豎向荷載的構(gòu)件。一般有： （ 1）板，包括平板、曲面板、斜板； （ 2）梁，直梁、曲梁、斜梁； （ 3）桁架、網(wǎng)架等。 2．豎向構(gòu)件 用以支承水平構(gòu)件或承擔(dān)水平荷載的構(gòu)件。一般有： （ 1）柱； （ 2）墻體； （ 3）框架。 3．基礎(chǔ) 是上部建筑物與地基相聯(lián)系的部分，用以將建筑物所承受的所有荷載傳至地基上。 三、建筑結(jié)構(gòu)的分類 1．按組成建筑結(jié)構(gòu)的主要建筑材料劃分 （ 1）鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)； （ 2）砌體結(jié)構(gòu)：磚砌體，石砌體，小型砌塊，大型砌塊，多孔磚砌體等； （ 3）鋼結(jié)構(gòu)； （ 4）木結(jié)構(gòu)； （ 5）塑料結(jié) 構(gòu)； （ 6）薄膜充氣結(jié)構(gòu) o 2．按組成建筑結(jié)構(gòu)的主體結(jié)構(gòu)形式劃分 （ 1）墻體結(jié)構(gòu)：以墻體作為支承水平構(gòu)件及承擔(dān)水平力的結(jié)構(gòu)； （ 2）框架結(jié)構(gòu)； （ 3）框架 剪力墻（抗震墻）； （ 4）筒體結(jié)構(gòu)； （ 5）桁架結(jié)構(gòu)； （ 6）拱形結(jié)構(gòu)； （ 7）網(wǎng)架結(jié)構(gòu)； （ 8）空間薄壁結(jié)構(gòu)（包括：薄殼、折板、幕式結(jié)構(gòu)）； （ 9）鋼索結(jié)構(gòu)（懸索結(jié)構(gòu)）； （ 10）薄膜結(jié)構(gòu)。 3．按組成建筑結(jié)構(gòu)的體形劃分 （ 1）單層結(jié)構(gòu)（多用 于單層廠房、食堂、影劇場、倉庫等）； （ 2）多層結(jié)構(gòu)（ 2— 6層）； （ 3）高層結(jié)構(gòu)（一般為 7層以上）； （ 4）大跨度結(jié)構(gòu)（跨度在 40— 50m 以上）。 （ 1）平面結(jié)構(gòu)體系 （ 2）空間結(jié)構(gòu)體系。 軸心受拉構(gòu)件 第二節(jié) 建筑結(jié)構(gòu)基本構(gòu)件設(shè)計 基本構(gòu)件是組成結(jié)構(gòu)體系的單元。按受力特征來劃分主要有以下三類：軸心受力構(gòu)件、偏心受力構(gòu)件和受彎構(gòu)件。 （一）軸心受力構(gòu)件 當(dāng)構(gòu)件所受外力的作用點(diǎn)與構(gòu)件截面的形心重合時，則構(gòu)件橫截面產(chǎn)生 的應(yīng)力為均勻 分布，這種構(gòu)件稱為軸心受力構(gòu)件?？煞譃椋? 1．軸心受拉構(gòu)件 如圖 21所示構(gòu)件，外力 F使構(gòu)件橫斷面僅產(chǎn)生均勻拉應(yīng)力時即為軸心受拉構(gòu)件。常用于桁架的下弦桿及受拉斜腹桿。 圖 21 如圖構(gòu)件內(nèi)的應(yīng)力 （ 21） 此構(gòu)件的承載能力為 ? 1≤[?] [?] — 材料的允許應(yīng)力。這種構(gòu)件最能充分發(fā)揮材料的強(qiáng)度。 軸心受壓構(gòu)件 2． 軸心受壓構(gòu)件 圖 22 外力以壓力的方式作用在構(gòu)件的軸心處，使構(gòu)件產(chǎn)生均勻壓應(yīng)力時，即為軸心受壓構(gòu)件。 其截面應(yīng)力為： （ 22） 軸心受壓構(gòu)件截面應(yīng)力 ? 1尚未達(dá)到材 料的強(qiáng)度設(shè)計值 [?] 前就會因彎折而失去承載能力這種現(xiàn)象稱為喪失穩(wěn)定性。因此其際承載力是由穩(wěn)定性控制，穩(wěn)定系數(shù) υ1 ，故其承載力的表達(dá)式為： （ 23） 式（ 23）中的 υ 即為按穩(wěn)定考慮構(gòu)件臨界應(yīng)力時的承載力與強(qiáng)度承載力的比值，稱為穩(wěn)定系數(shù)。由此可見相同材料的拉桿與壓桿受同樣的荷 載 F作用時，拉桿所需的截面尺寸要比壓桿小。 拉桿所需截面為： 壓桿所需截面為： [?] — 材料的強(qiáng)度設(shè)計值 (即允許應(yīng)力 )。 υ1 ，故 A2A1 υ 值與桿件的長細(xì)比 λ 有關(guān)； λ=l 0/i l0— 桿件計算長度， i—— 截面的回轉(zhuǎn)半徑； λ 越大， υ 越小。則實(shí)際承載力越小。 一般提高壓桿承載力的措施為： (1)選用有較大 i值的截面 ，即面積分布盡量遠(yuǎn)離中和軸； (2)改變柱端固接條件或增設(shè)中間支承以改變桿件計算長度 l0。 2020 年一級注冊建筑師 建筑結(jié)構(gòu)要點(diǎn)總結(jié) 第 5 講講義 靜力學(xué)基本知識一 靜力學(xué)基本知識 力的概念： 使物體的運(yùn)動狀態(tài)發(fā)生改變或者變形的作用。 靜力學(xué)三大公理 公理 1 力的平行四邊形定則 作用于物體上同一點(diǎn)的兩個力可以合成一個合力，此合力仍作用于這一點(diǎn)，其力矢由此二力為鄰邊所作平行四邊形的對角線來決定。 靜力學(xué)基本知識二 公理 2 二力平衡公理 作用于剛體上的兩個力平衡的充分必要條件是：兩個力的大小相等、方向相反、作用線相同， 簡稱等值、反向、共線。 公理 3 加減平衡力系公理 在任意力系中加上、或減去任何平衡力系，并不影響原力系對剛體的作用效果。 力偶大小相等、方向相反、作用線平行但不重合的兩個力稱為力偶。 力對點(diǎn)之距矩：定點(diǎn)到力的作用線的距離乘以力的大小。 應(yīng)力：內(nèi)力的集度稱為應(yīng)力。 兩作用線的垂直距離稱為力偶臂。它對剛體只有轉(zhuǎn)動效應(yīng)，沒有平動效應(yīng)。 偏心受力構(gòu)件 二、偏心受力構(gòu)件 偏心受力構(gòu)件分為兩種：偏心受拉和偏心受壓構(gòu)件。 1．偏心受拉構(gòu)件 偏心受拉構(gòu)件又稱拉彎構(gòu)件，如圖 23示，拉力 F 作用點(diǎn)與構(gòu)件的軸心偏離，使構(gòu)件產(chǎn)生既受拉又受彎。偏心受拉構(gòu)件截面應(yīng)力是由兩種應(yīng)力疊加的，其邊沿應(yīng)力公式為： 圖 23 偏心受拉構(gòu)件 （ 24） 構(gòu)件的承載能力應(yīng)滿足 ? max≤[?] ? max— 邊沿最大拉應(yīng)力； ? min— 邊沿最小拉應(yīng)力； W—— 截面抵抗矩。 由（ 24）可見在受同樣的外拉力時，偏心受拉構(gòu)件應(yīng)力要比軸心受拉構(gòu)件，增大許多，因此在結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)盡量避免出現(xiàn)這種構(gòu)件。 2．偏心受壓構(gòu)件 如圖 24 所示，構(gòu)件承受的壓力作用點(diǎn)與構(gòu)件的軸心偏離，構(gòu)件既受壓又受彎，這樣的構(gòu)件稱為偏心受壓構(gòu)件（亦稱壓彎構(gòu)件）。常見于屋架的上弦桿、框架結(jié)構(gòu)柱 ，磚墻及磚垛等。 圖 24 偏心受壓構(gòu)件 截面產(chǎn)生的邊沿應(yīng)力公式為： （ 25） ? max— 邊沿最大壓應(yīng)力； ? min— 邊沿最小壓應(yīng)力。 由式（ 25）知，在受同樣的壓力 F時，由于偏心，截面內(nèi)受壓一側(cè)的壓應(yīng)力增加，而且當(dāng)偏心引起的彎矩 M距較大時，截面內(nèi)除壓應(yīng)力外將產(chǎn)生一部分拉應(yīng)力。若壓力作用點(diǎn)在構(gòu)件截面的兩個方向上均有偏心，則稱為雙向偏心構(gòu)件。 2020 年一級注冊建筑師 建筑結(jié)構(gòu)要點(diǎn)總結(jié) 第 6 講講義 簡支梁 三、受彎構(gòu)件 水平構(gòu)件在跨間承受荷載，構(gòu)件發(fā)生彎曲且產(chǎn)生彎矩和剪力，從而使構(gòu)件截面內(nèi)產(chǎn)生彎曲應(yīng)力和剪應(yīng)力。這種構(gòu)件即稱為受彎構(gòu)件。 這是結(jié)構(gòu)設(shè)計中最常見的單跨梁和多跨梁就屬于受彎構(gòu)件。 （ 1）簡支梁在不同荷載作用下的彎矩圖及剪力圖見圖 25 圖 25簡支梁在不同荷載作用下的彎矩及剪力 (2)多跨連續(xù)梁在均布荷載作用下的彎矩和剪力見圖 26。 圖 26多跨連續(xù)梁在均布荷載作用下的彎矩和剪力 梁截面內(nèi)的應(yīng)力分布 （ 3）梁截面內(nèi)的應(yīng)力分布 1）彎曲應(yīng)力（圖 108） （ 26） 2）邊沿最大應(yīng)力： （ 27） 式中 y— 距中和軸的距離； +? max— 邊沿最大拉應(yīng)力； — ? max— 邊沿最大壓應(yīng)力。 彎曲應(yīng)力沿截面高度為三角形分布，中和軸處應(yīng)力為零；順時針彎曲時中和軸以上為壓應(yīng)力，中和軸以下為拉應(yīng)力；逆時針彎曲時，中和軸以上為拉應(yīng)力，以下為壓應(yīng)力。見圖 27. 圖 27彎曲壓力分布 2)剪應(yīng)力 剪應(yīng)力在截面上的分布也是不均勻的，其分布規(guī)律如圖 28。 圖 28剪應(yīng)力分布 平均剪應(yīng)力： （ 28） 截面上的剪應(yīng)力 （ 29） I—— 截面慣性矩； S—— 計算點(diǎn)以上截面對中和軸的面積矩； b—— 界面寬度。 剪應(yīng)力沿截面分布具有如下特征：剪應(yīng)力在梁高方向的分布是中和軸處最大，以近拋物線的形狀分布，在截面邊沿處剪應(yīng)力為零。沿梁長度方向，支座處剪力最大，剪應(yīng)力也最大；截面的抗剪主要靠腹板（即梁的截面中部）。 受彎構(gòu)件的變形、設(shè)計要點(diǎn) （ 4）受彎構(gòu)件的變形 受彎構(gòu)件在荷載作用下要產(chǎn)生彎曲，于是將產(chǎn)生彎曲變形，使梁產(chǎn)生撓度。 1）梁的撓度跨中最大。 2）撓度的大小與正彎矩成正比。 3）跨度相同、荷載相同時，簡支梁的撓度比連續(xù)梁、二端固定或一端固定一端簡支的梁要大。 4）撓度的大小與梁的 EI成反比。 （ 5）受彎構(gòu)件的設(shè)計要點(diǎn) 1）要滿足 彎曲應(yīng)力不超過材料的強(qiáng)度設(shè)計值。即最大彎矩處的最大彎曲應(yīng)力必須小于強(qiáng)度設(shè)計值。 （ 210） 2）梁內(nèi)最大剪力的斷面平均剪應(yīng)力不超過材料抗剪的設(shè)計值。 3）梁的最大撓度值不得超過規(guī)范規(guī)定的數(shù)值。 幾種基本構(gòu)件的比較 四、幾種基本構(gòu)件的比 較 上述幾種基本構(gòu)件的合理應(yīng)用，就能取得合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計。 1．軸心受拉構(gòu)件是受力最好的構(gòu)件 （ 1）最能充分發(fā)揮材料性能。因在外力作用下，沿構(gòu)件全長及截面的內(nèi)力及應(yīng)力都是均勻分布。 （ 2）在承受相同的荷載下，與受壓和受彎構(gòu)件相比所需的斷面最小。 （ 3）只有具有最多數(shù)量的軸拉構(gòu)件和較少軸壓和受彎構(gòu)件組成的結(jié)構(gòu)體系才是最省材料和經(jīng)濟(jì)合理的體系。 2．軸壓構(gòu)件 承載力受穩(wěn)定的影響，故應(yīng)避免長桿受壓，設(shè)計時要特別注意側(cè)向穩(wěn)定。 3．偏心受壓構(gòu)件 在相同截面下，因受偏心彎矩的影響，其承載力將隨偏心距的加大而大為減小。而 且也要考慮側(cè)向穩(wěn)定的影響。 4．受彎構(gòu)件 （ 1）構(gòu)件內(nèi)的內(nèi)力不均勻分布，因此不能充分發(fā)揮材料的作用。 （ 2）還存在變形能否滿足要求的問題，有時雖已滿足強(qiáng)度要求，變形不能滿足時，則應(yīng)按變形要求增大構(gòu)件斷面尺寸。 2020 年一級注冊建筑師 建筑結(jié)構(gòu)要點(diǎn)總結(jié) 第 7 講講義 砌體結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)、布置方案 第三節(jié) 多層與高層建筑結(jié)構(gòu)體系 10層及 10層以上或高度超過 28m為高層建筑。 一、多層砌體結(jié)構(gòu) （一）概述 在同一房屋結(jié)構(gòu)體系中，采用兩種或兩種以上不同材料組成承重結(jié)構(gòu)體系的房屋，稱為混合 結(jié)構(gòu)房屋。磚砌體結(jié)構(gòu)是指由鋼筋混凝土樓（屋）蓋和磚墻承重的結(jié)構(gòu)體系（亦稱磚混結(jié)構(gòu)）。砌體結(jié)構(gòu)一般是指采用鋼筋混凝土樓（屋）蓋和用磚或其他塊體（如：混凝土砌塊）砌筑的承重墻組成的結(jié)構(gòu)體系。木樓（屋）蓋與磚墻承重的結(jié)構(gòu)體系，稱為磚木結(jié)構(gòu)。 （二）砌體結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)和應(yīng)用范圍 1．主要優(yōu)點(diǎn) （ 1）主要承重結(jié)構(gòu)（承重墻）是用磚（或其他塊體）砌筑而成的，這種材料任何地區(qū)都有，便于就地取材。常用的墻體材料有： a．燒結(jié)普通磚：黏土磚、煤矸石磚、頁巖磚、煤矸石頁巖磚； b．燒結(jié)多孔磚：黏土多孔磚（ P 型、 M