結(jié)構(gòu)概念和體系第1章(編輯修改稿)
2025-05-26 05:12 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 裝修 ，已很少用作結(jié)構(gòu)構(gòu)件了 。 The Effects of Material on Structure (一 ) 充分發(fā)揮材料特性 The Effects of Material on Structure (二 ) 選用合理的截面 形狀 及結(jié)構(gòu)形式 用離心法生產(chǎn)的管柱作電線桿 ， 無(wú)論抗彎 、 抗剪或抗扭都比較合理 ， 光潔的表面既美觀又耐久 ， 基本上不用維護(hù) 。 大一些的構(gòu)件，例如拱形桁架，由于桁架外形與彎矩圖相似，可使上、下弦桿內(nèi)力沿全長(zhǎng)幾乎處處相同，使用等截面的弦桿比較經(jīng)濟(jì)合理，在滿跨荷載作用下腹桿內(nèi)力幾乎為零。 2 2 22 11 1 1 The Effects of Material on Structure (二 ) 選用合理的截面形狀及結(jié)構(gòu)形式 平行弦桁架中 內(nèi)力最大的桿件是支座斜腹桿 ， 若采用鋼結(jié)構(gòu) ， 則應(yīng)采用下斜式腹桿 ， 此時(shí)支座斜腹桿為拉桿 (見(jiàn)圖 )。 如果是鋼筋混凝土平行弦桁架 ， 由于混凝土抗壓很好 ， 應(yīng)采用上斜式腹桿 ， 此時(shí)支座斜腹桿為壓桿 。 這里只用簡(jiǎn)單的幾個(gè)例子說(shuō)明截面形狀和結(jié)構(gòu)形式的重要性 ， 工程中的例子還很多很多 ， 大家應(yīng)在日常生活中注意觀察 。 The Effects of Material on Structure (三 )采用組合結(jié)構(gòu) ( Composite Structure ) ； ； 、壓型鋼板和現(xiàn)澆混凝土板組成的組合樓蓋； ； 凝土邊拱 (或框架 )； 。 鋼筋混凝土梁 鋼拉桿 木上弦 a)鋼木屋架 鋼拉桿 鋼拉桿 b)帶拉桿的三角形拱 栓釘 壓型鋼板 壓型鋼板 工字鋼 c)組合結(jié)構(gòu)樓板 組合結(jié)構(gòu) q M M/2 M/2 R The Effects of Material on Structure (三 )采用組合結(jié)構(gòu) ( Composite Structure ) 偏心鉸 以三鉸拱屋架為例 ，上弦不僅是三鉸拱的壓桿 ，同時(shí)承受非節(jié)點(diǎn)作用的屋面荷載 ， 因此 ， 斜梁要承受較大的彎矩 。 如果 在節(jié)點(diǎn)構(gòu)造上稍作處理 ， 做成偏心節(jié)點(diǎn) ，則可大大減小跨中彎矩(如右圖所示 )， 甚至可減小一半 。 這僅是一個(gè)小例子 ， 可見(jiàn)在組合結(jié)構(gòu)方面還有許多潛力 ， 有待深入研究 。 結(jié)構(gòu)構(gòu)件間應(yīng)該怎樣合理結(jié)合 ？ The Effects of Material on Structure (四 )利用三向應(yīng)力狀態(tài) ( Triaxial Stress State )提高材料的強(qiáng)度和延性 a. 網(wǎng)狀配筋砌體 。 b. 螺 旋 鋼 箍 柱 ( Spiral Reinforced columns ) 。 （ ConcreteFilled Steel Tubular )。 d. 后張預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力筋錨頭附近 ， 設(shè)橫向鋼筋網(wǎng)或螺旋鋼筋 。 e. 抗震結(jié)構(gòu)梁 、 柱節(jié)點(diǎn)附近要加密鋼箍 。 應(yīng)當(dāng)指出 ， 三向受壓狀態(tài)提高的是材料的抗壓強(qiáng)度 ， 因此 ， 對(duì)偏心受壓或長(zhǎng)細(xì)比較大構(gòu)件不適用 ，因?yàn)榇藭r(shí)構(gòu)件破壞往往是由穩(wěn)定或抗拉強(qiáng)度控制 。 a)網(wǎng)狀配筋砌體 b)螺旋箍筋柱 c)鋼管混凝土 d)提高預(yù)應(yīng)力筋錨頭下的局壓強(qiáng)度 鋼管 混凝土 混凝土受壓破壞是由于受壓時(shí)的橫向變形超過(guò)了材料的拉伸極限變形而引起的破壞 。 如果對(duì)橫向變形提供一些側(cè)向約束 ，將大大提高材料的抗壓強(qiáng)度 。 材料在三向受壓狀態(tài) (Triaxial Stress State )下不僅強(qiáng)度提高 ， 而且其抵抗變形的能力也大大提高 ，利用這種特性可大大改善結(jié)構(gòu)的承載能力（ Carrying capacity） 和提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件的延性 (Ductility )。 鋼管混凝土 受壓試件 破壞形態(tài) 雖然鋼管局部變形很大，剖開(kāi)鋼管可以看到內(nèi)部混凝土基本沒(méi)有破碎，可見(jiàn)三向應(yīng)力狀態(tài)下混凝土材料的延性大大提高 。 The Effects of Material on Structure (四 )利用三向受壓應(yīng)力狀態(tài) ( Triaxial Stress State ) 提高材料的強(qiáng)度和延性( Strength and Ductility ) 關(guān)于構(gòu)件尺度的概念 (The Concepts of Members’ Dimension ) 第一章 一些重要的結(jié)構(gòu)概念 (Some Important Concepts of Structure) 基本受力狀態(tài) (The Basic Mechanical States) 材料對(duì)結(jié)構(gòu)的影響 (The Effects of Material on Structure ) 關(guān)于構(gòu)件尺度的概念e Concepts of Members’Dimension 構(gòu)件受力后的變形 (The Deformations of Member after Loading ) 預(yù)應(yīng)力的概念 (The Concepts of Prestress ) The Concepts of Member’s Dimension 微縮景觀 請(qǐng)問(wèn) ， 如果把麻雀放大到大象那么大 ， 它還能飛起來(lái)嗎 ？ 很明顯 ， 答案是否定的 。 因?yàn)?隨著尺度增加 ， 麻雀的體重 (或體積 )將隨尺度的三次方增加 ， 而麻雀賴以起飛的翅膀面積只隨尺度的平方增加 。 自重增加遠(yuǎn)比翅膀面積增加快得多 ， 放大后的麻雀肯定飛不起來(lái) 。 巨型景觀 如果想把實(shí)際工程按比例放大，建一個(gè)“巨型景觀” ，行嗎？ The Concepts of Member’s Dimension 我們?cè)賮?lái)分析簡(jiǎn)支梁在 自重作用下 的情況 。若將此梁放大十倍 ， 再比較一下這兩根梁的內(nèi)力和變形 。 現(xiàn)以下角標(biāo) 1和 10分別表示原簡(jiǎn)支梁和放大十倍后的簡(jiǎn)支梁 。 L b h 結(jié)構(gòu)尺度的影響 The Concepts of Member’s Dimension 現(xiàn)分別以下角標(biāo) 1和 10代表原梁和放大 10倍后的梁 矩形截面梁 b10=10b1； h10=10h1 ； L10=10L1 自重線荷載 g10 =b10 h10γ=100g1
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