【正文】 oads and shapes of the structure(s) must be adequate. Indeed, afactor of safety is usually provided so that under the anticipated loads, a given material is not stressed to a level even 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。另一方面。 )(b 動荷載 以這 種 方式抵抗結構加速度 引起的 慣性力是結構動力學問題的一個最重要的區(qū)別特征。于是，在圖 )(b 中梁的彎矩和剪力不僅要平衡外荷載，而且要平衡由于梁的加速度所引起的慣性力。 如果一簡支梁承受一靜荷載 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，而且可根據所建立的 力的平衡原理用 p 求出。因此，動力分析顯然要比靜力分析更復雜且更花費時間。第一個不同點，根據定義 ，動力問題具有隨時間而變化的 特性 。由于這時位移隨時間的變化是不確定的，因而，其他的反 應，如應力、內力等，必須用特定的非確定分析方法直接計算，而不是由所得位移來計算。 這樣 ，確定分析能導出相應于規(guī)定荷載 下 的位移 — 時間過程 ； 結構的其他確定反應，如應力、應變、內力等等，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。另一種情況，如果荷載隨時間的變化不是完全已知的，但可從統計方面來進行定義，這種荷載則稱為隨機動荷載，而非確定分析對應于隨機動荷載下的反應分析。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。同樣，在動荷載下的結構反應，即所產生的撓度和應力，也是隨時間而改變的或動的。然而，在線性結構分析中，更為方便的是區(qū)分施加荷載中的靜力和動力分量，然后分別計算對每種荷載的反應，最后將兩個反應分量疊加得出總效應，當進行這樣處理時， 靜力的和動力的分析方法在性質上是根本不同的。從某種意義上講，這個目的可以認為是，把通常只適用于靜荷載的結構分析標準方法加以推廣，使之也可以在動荷載的分析中加以應用。這樣，除非規(guī)范條 例 控制，工程師必須估算出結構精確分析 與 結構中可能節(jié)省的費用相比，是否合算。 同樣，連續(xù)梁有時簡化為簡支梁，剛性節(jié)點簡化為鉸接點，填充墻 可以忽略 ，把剪力墻當成梁；在決定如何建立一個 比較客觀，同時又簡單的結構模型 ，分析人員必須記住每個理想化 模型 都 會 使 結果有更多的可能 。 實際荷載狀態(tài)也是很難確定的和很難客觀表達的，為了分析，必須 把它 簡化。同樣， 常用 的方法不能處理三維框架系統，因此 通過 平面結構組合系統建立整個結構的 3 模型，分別加以分析。 這樣，結構框架系統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。 仔細地觀察所有結構都是三維構件的組 合體，對其進行精確的分析，甚至在理想狀態(tài)下，也是一個 很難 的工作，即使 專門從事這個的人員 也 很難做到 。 但是， 彈性理論可用來確定延性結構強度的安全近似值（塑性下限逼近法），在鋼筋混凝土設計中通常采用這種方法。這樣做能確定構件的尺寸以及所需要的鋼筋， 為了 a）承受設計荷載而不出 現損壞或過大變形（正常使用或工作狀態(tài)）； b)防止在規(guī)定的超載施加到結構上以前倒塌（安全或極限狀態(tài)） 由于通常在工作荷載作用下，結構處于彈性狀態(tài)， 建立在彈性假設基礎上 的結構理論就適用于正常狀態(tài)。 二．結構模型以及分析與結構設計的關系 結構分析是確定在給定荷載下結構中產生的力和變形以便使結構設計得合理 ， 并能檢查現有結構的安全狀況。 有時建筑 師 必須有意采取積極措施來增加建筑結構外表的強度和堅固性。彈性太大的輕質樓蓋系統可能給居住者很不舒服的感覺。 第四，結構在心理上及外觀上必須給人一種安全感。對任何一個系統的設計，可以一步一步地 按順序 進行，而對所有系統的設計則采用并行方式來完成。它不應與給排水管道，通風系統或人的活動空間相矛盾（這是最重要的 ） 。所規(guī)定的防火等級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 。建筑規(guī)范詳細規(guī)定了建筑物的某些 部位 抵抗熱量而不倒 塌 的時間。 第二，結構必須防火 。劇院必須是較大跨度、中間沒有障礙的結構，而高檔商店卻不是這樣。首先， 結構或結構體系必須和建筑物的功能相 關 而不應該與建筑風格相矛盾。對大多數設計情況，不僅僅 只 考慮一種建筑材料 ， 經常存在一些有競爭性的選擇，而具體應選擇哪種并不明顯。設計和施工中人工費及能源消耗的費用 也要考慮 。 建筑結構的經濟性指的不僅僅是所用材料的費用。剛度不同于強度，因為它涉及荷載作用下結構應變的大小和變形的程度 。 強度的要求意味著 材料的選擇要能抵抗荷載和變形引起的應力 。 在建筑結構中至少三項內容 存在 ：穩(wěn)定性 強度和剛度 經濟性 在上述三項要求中， 很明顯維持建筑物形狀的穩(wěn)定性要求是首選 。物理學和數學的原 理及工具為區(qū)分在結構上的合理 與 不合理的形式提供了依據。不幸的是在一些情況下，它不能被忽視 ， 它是存在的。它能產生和諧體或對照體。如能巧妙地設計建筑結構，則可建立或加強建筑空間與建筑平面之間的格調與節(jié)奏。 從建筑學的角度來講，建筑結構 要做的更多 。 1 結構分析 一．建筑結構 就工程的實質而言，建筑結構可定義為：以保持形狀和穩(wěn)定為目的的各個基本構件的組合體。其基本目的是抵抗作用在建筑物上的各種荷載并把它傳到地基。它與建筑風格是不可分割的，在不同程度上是一種建筑風格的體現。它在直觀上可以是顯性的或隱性的。它可能既局限又開放。 結構設計還必須 維持 建筑風格。藝術家有時可以不必考慮科學就能畫出圖形，但建筑師卻不行。一座不穩(wěn)定的建筑結構意味著有不平衡的力或失去平衡狀態(tài)， 并且 會 導致建筑結構整體或 部分 產生加速度。實際上，通常都提供一個安全系數 為了 在預計的荷載作用下， 給定 材料的應力不會接近破壞應