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第六章 建筑结构与结构选型
第一节 概 述
一、建筑结构的总概念
(一)建筑结构的定义
建筑物用来形成一定空间及造型，并具有抵御人为和自然界施加于建筑物的各种作用力，使建筑物得以安全使用的骨架，即称为结构。
(二)建筑结构的组成
建筑结构一般都是由以下结构构件组成的。
1.水平构件
用以承受竖向荷载的构件。一般有：
(1)板，包括平板、曲面板、斜板。
(2)梁，包括直梁、曲梁、斜梁。
(3)桁架、网架等。
2.竖向构件
用以支承水平构件或承担水平荷载的构件。一般有：
(1)柱;
(2)墙体;
(3)框架。
3.墓础
用以将建筑物所承受的所有荷载传至地基上。
(三)建筑结构的类型
1.按组成建筑结构的主要建筑材料划分
(1)钢筋混凝土结构;
(2)砌体结构：砖砌体，石砌体，小型砌块，大型砌块、多孔砖砌体等;
(3)钢结构;
(4)木结构;
(5)塑料结构;
(6)薄膜充气结构。
2.按组成建筑结构的主体结构型式划分
(1)墙体结构，以墙体作为支承水平构件及承担水平力的结构;
(2)框架结构;
(3)框架―剪力墙(抗震墙);
(4)筒体结构;
(5)桁架结构;
(6)拱型结构;
(7)网架结构;
(8)空间薄壁结构(包括薄壳、折板、幕式结构);
(9)钢索结构(悬索结构);
(10)薄膜结构。
3.按组成建筑结构的体型划分
(1)单层结构(多用于单层厂房、食堂、影剧场、仓库等);
(2)多层结构(2-6层);
(3)高层结构(一般为7层以上);
(4)大跨度结构(跨度在40―50m以上)。
此外尚可按建筑结构的受力特点划分为：平面结构体系与空间结构体系两大类。
二、建筑结构基本构件与结构设计
组成结构体系的单元体称为基本构件。按受力特征来划分主要有以下三类：轴心受力陶件、偏心受力构件和受弯构件。
按其主要受力性质常常又划分为：拉杆、压杆和受弯构件。
(一)轴心受力构件
当构件所受外力的作用点与构件截面的形心重合时，则构件横截面产生的应力为均匀分布，这种构件称为轴心受力构件。可分为：
1.轴心受拉构件
构件所受的力，使构件横断面仅产生均匀拉应力时即为轴心受拉构件。常用于桁架的下弦杆及受拉斜腹杆。
σ1=F/bh
此构件的承载能力为σ1≤[σ]
式中 [σ]――材料的允许应力。
这种构件最能充分发挥材料的强度。
2.轴心受压构件
外力以压力的方式作用在构件的轴心处，使构件产生均匀压应力时，即为轴心受压构件。
其截面应力为：σ1=F/bh
但轴心受压构件的实际承载力是由稳定性控制，稳定系数Ψ≤1，故其承载力的表达式为：
σ2=F/Ψbh≤[σ] (6-3)
这是因为受压构件承载时，截面应力尚未达到材料的强度设计值前就会因弯折而失去 承载能力，这种现象称为丧失稳定性。上式中的Ψ值即为按稳定考虑的承载力与强度承 载力的比值，称为稳定系数。
由此可见相同材料的拉杆与压杆受同样的荷载F作用时，拉杆所需的截面尺寸要比 压杆小。
拉杆所需截面为： A1=F/[σ]
压杆所需截面为： A2=F/Ψ[σ]
式中 [σ]――材料的强度设计值(即允许应力)。
Ψ<1，故 A2> A1
Ψ值与杆件的长细比λ有关，λ=l0/i;
式中 l0――杆件计算长度;
i――截面的回转半径，i= ;
I――截面的惯性矩，矩形截面时：I= bh3 ， A=b*h
所以 i= = = h=0.289h
λ越大，Ψ越小。则实际承载力越小。