【正文】 力，被稱為剛度的材料 特性，需與強(qiáng)度要求一起考慮。材料如 具有很高的強(qiáng)度 ， 但剛度較低，在外力作用下會(huì)因變形過(guò)大而失 效 。建筑經(jīng)濟(jì)是一個(gè)復(fù)雜的問(wèn)題，其中包括原材料、制作、安裝和維修。 施工的速度和工程成本（利息）也是需要考慮的因素。 除了這三種最基本要求之外，其他幾種因素也值得重視。例如，線性功能要求顯性結(jié)構(gòu)，所以把保齡球場(chǎng)的頂部蓋成圓形是不適合的。 簡(jiǎn)單地說(shuō) ，結(jié)構(gòu)必須具 有 維護(hù)空間的功能。 很顯然，結(jié)構(gòu)體系必須能保持完整 直到內(nèi)部人員安全撤離為止 。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。 第三，結(jié)構(gòu)應(yīng)與建筑物的循環(huán)系統(tǒng)很好地結(jié)合。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)。從空間上來(lái)講，在一座建筑物中所有的構(gòu)件之間都是相互依存的。在風(fēng)荷載作用下晃動(dòng)得很厲害的高層框架雖然沒(méi)有危害， 但仍然不適宜居住。沒(méi)有窗欞的巨大玻璃窗戶是相當(dāng)安全的，但對(duì)居住在 樓房里的人來(lái)說(shuō)，特別是當(dāng)他站在臨街 40 層高樓的大玻璃窗前時(shí)，總會(huì)感到極不安全。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](méi)有受過(guò)訓(xùn)練的人是不能分清真實(shí)的和感覺(jué)中的安全。 在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，必須先從結(jié)構(gòu)的概念開(kāi)始 假設(shè) 一種結(jié)構(gòu)形式，然后再進(jìn)行分析。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?；谶@種原因，在本段中僅僅采用結(jié)構(gòu)的彈性理論。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。因?yàn)閭鹘y(tǒng)的結(jié)構(gòu)分析不能分析板的作用， 所以經(jīng)常理想化成類似于梁的條形系統(tǒng)?，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)。 例如，橋梁結(jié)構(gòu)上的交通荷載主要是動(dòng)力的和隨機(jī)性的，通常理想化成靜態(tài)行駛的標(biāo)準(zhǔn)卡車或分布荷載，以用來(lái)模擬實(shí)際產(chǎn)生的最危險(xiǎn)的荷載狀態(tài)。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。 三．結(jié)構(gòu)動(dòng)力分析的主要目的 本節(jié)的主要目的是：介紹任何給定形式的結(jié)構(gòu)在承受人移動(dòng)荷載時(shí)所產(chǎn)生的應(yīng)力和撓度的分析方法。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。 為了上述目的，“動(dòng)的”這個(gè)詞可以簡(jiǎn)單地被定義為隨時(shí)間而改變的，這樣，動(dòng)荷載就是大小、方向、作用點(diǎn)隨時(shí)間而改變的荷載。 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。如果荷載隨時(shí)間的變化是完全已知的，即使 它是高度變化不定的或者其性質(zhì)是不規(guī)則變化的， 我們將把它稱為非隨機(jī)動(dòng)荷載；而任何特定的結(jié)構(gòu)體系在非隨機(jī)動(dòng)荷載下的 反應(yīng)分析通常定義為確定分析。 一般來(lái)說(shuō)，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。另一 方面 ， 非確定分析提供有關(guān) 4 位移的統(tǒng)計(jì) 信息 ，而這種位移是由統(tǒng)計(jì)定義的荷載所產(chǎn)生的。 結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)問(wèn)題在兩個(gè)重要的方面不同于它的靜荷載問(wèn)題。由于荷載和反應(yīng)隨時(shí)間而變化，顯然動(dòng)力問(wèn)題不像靜力問(wèn)題那樣具有單一的 結(jié)果 ，而必須建立相應(yīng)于反應(yīng)時(shí)程中感興趣的全部時(shí)間的一系列解答。 然而 ，靜力問(wèn)題和動(dòng)力問(wèn)題還有 一個(gè) 更重要的區(qū)別，如圖 1 所示。另一方面，如果荷載 )(tp 是動(dòng)力的，如圖 )(b 所示，則所產(chǎn)生的梁的位移與加速度有 關(guān) ，這些加速度又產(chǎn)生與其反向的慣性力。 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 。一般來(lái)說(shuō)，如果慣性力是結(jié)構(gòu)內(nèi)部彈性力所平衡的 總 荷載中的一個(gè) 很明顯的 部分，則在解題時(shí)必須考慮問(wèn)題的動(dòng)力特性。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 function. It should not be in conf lict in terms of form. For example, a linear function demands a linear structure, and therefore it wo uld be improper to roof a bowling alley with a dome. Similarly, a theater must have large, unobstru ucted spans but a fine restaurant probably should not. Stated simply, the structure must be appropri ate to the function it is to shelter. Second, the structure must be fireresistant. It is obvious that the structural system must be a ble to maintain its integrity at least until the occupants are safely out. Building codes specify the nu mber of hours for which certain parts of a building must resist the heat without collapse. The struct ural materials used for those elements must be inherently fireresistant or be adequately protected by fireproofing materials. The degree of fire resistance to be provided will depend upon a number of items, including the use and occupancy load of the space, its dimensions, and the location of the building. Third, the structure should integrate well with the buildingˊ s circulation systems. It should not be in conflict with the piping systems for water and waste, the ducting systems for air, or (most important) the movement of people. It is obvious that the various building systems must be coordin ated as the design progresses. One can design in a sequential stepbystep manner within any one system, but the design of all of them should move in a parallel manner toward pletion. Spatially, all the various parts of a building are interdependent. Fourth, the structure must be psychologically safe as well as physically safe. A highrise fra me that sways considerably in the wind might not actually be dangerous but may make the building uninhabitable just the same. Lightweight floor systems that are toobouncy can make the users very unfortable. Large glass windows, uninterrupted by dividing mullions, can be quite safe but