
高教社建筑结构原理及设计第四版教学课件2.2 构件及其受力状态.pptx
17页第第2 2章章 建筑结构的受力建筑结构的受力 重要重要的新概念的新概念:结构构的基本构件及其受力状的基本构件及其受力状态2.2 构件及其受力状态 2.2.1承重构件、非承重构件非承重构件是指主要承受自重的构件承重构件按其功能可分为三大类:用于围护和分隔的承重构件,如板、墙等;用于跨越空间的承重构件,如梁、桁架等;用于竖向支承的承重构件,如柱、墙等有时也采用拱、空间结构等构件承重构件按受力情况划分基本构件1.板厚度远远小于平面尺寸长度与宽度的水平承重构件称为板例如,屋面板、楼面板、基础板、楼梯板等板主要用于承受板面荷载,板的截面:平板(常用)、多孔板、槽形板、T形板、折板和各种曲面的壳板等,与荷载、跨度、支承条件和建筑设计要求有关板的平面形状与建筑设计要求有关,有正方形板、长方形板(矩形板,常用)、圆形板、三角形板等截面高度与宽度尺寸较小、长度尺寸相对较大的构件称为梁,如楼盖梁、屋盖梁、吊车梁、墙梁等通常,梁的跨度与截面高度之比l0/h5跨高比l0/h5的称为深梁,其力学性能和计算方法与通常的梁不同2.梁梁通常水平搁置,主要承受垂直于长轴方向的荷载有时为了满足使用要求也有斜向搁置的截面形式,有矩形梁、T形梁、倒T形梁、L形梁、I形梁、十字形梁(或称花篮梁)、箱形梁等,根据建筑设计、受力的需要以及材料确定。
柱主要承受竖向荷载,大部分情况下也承受横向荷载(垂直于柱的轴线)柱是建筑结构中的重要承重构件,柱的破坏将导致建筑物倒塌截面的两边尺寸较小、高度尺寸相对较大的构件称为柱如,框架柱、厂房排架柱等3.柱按截面形式分,有正方形柱、矩形柱、圆形柱、T形柱十字形柱和I形柱等竖向尺寸高度和截面的长度均较大,截面厚度相对较小的构件称为墙4.墙由上弦杆、下弦杆和腹杆组成的平面或空间承重构件称为桁架使用于屋盖中时,通常称作屋架在屋面荷载作用下,桁架杆件主要承受轴心拉力或压力,属于简单受力,能充分地发挥材料的强度,但制作较梁复杂桁架按外形分,有三角形桁架、梯形桁架、折线形桁架、平行弦桁架、拱形桁架等(图)目前钢桁架用得较多,荷载不大时可用轻型钢桁架墙承受平行于墙面竖向荷载和垂直于墙面的或平行于墙面的水平荷载5.桁架2.2.2 构件的受力状态构件中的内力通过力学分析得到,有轴心力N(拉力或压力)弯矩M、剪力V和扭矩T建筑结构都是由各种构件组成的体系,构件的设计是一项重要的内容因而,对构件进行合理设计首先必须明确构件的受力状态要理解:按截面受力状态区分,有受弯构件、受压构件(包括轴心受压构件和偏心受压构件)、受拉构件(包轴心受拉构件和偏心受拉构件)、受扭构件等等。
各类构件截面处于不同的受力状态,有时是简单受力,更常见的是复合受力,即截面上同时存在有几种内力例如,钢筋混凝土框架结构中各种受力状态的构件有(图)由于构件的承载能力与所用材料的受力性能(强度、变形性质,应力一直变关系等密切相关,所以,图中同时画出了材料的基本性能示意图框架梁,楼盖中的板、梁均承受弯矩M和剪力V的共同作用,称为受弯构件柱子以承受轴心压力N为主,同时受到弯矩M和剪力V的作用,称为偏心受压构件轴心受压构件很少见当建筑物较高时,顶部的柱子有可能承受拉力N,同时又受到弯矩M和剪力V的作用,称为偏心受拉构件轴心受拉构件较少见框架的边梁、挑檐梁、雨篷梁等要承受扭矩T和弯矩M、剪力V的共同作用,称为受扭构件当按理想桁架计算内力时,屋架中的下弦杆承受轴心拉力N,属于轴心受拉构件上弦杆承受轴心压力,属于轴心受压构件腹杆承受轴心拉力或轴心压力能分析又如,剪力墙结构中,墙肢各截面的轴心力N一般为压力,有时为拉力,同时都兼受弯矩M和剪力V,属于偏心受压构件或偏心受拉构件剪力墙结构中的连梁虽然属于受弯构件,但由于它的跨度与截面高度之比l0/h较大,属于深梁,受剪作用比较显著当按理想桁架计算内力时,屋架中的下弦杆承受轴心拉力N,属于轴心受拉构件。
上弦杆承受轴心压力,属于轴心受压构件腹杆承受轴心拉力或轴心压力砌体房屋结构中各种受力状态的构件有(图)图中同时画出材料的应力应变图过梁和墙梁实际上是由下方的托梁与上方一定范围内的墙体组成的组合构件墙梁承受弯矩M、剪力V,属于受弯构件托梁承受弯矩M、剪力V和轴力N,属于偏心受拉构件过梁跨度小,为了计算方便可以认为是受弯构件墙、柱等在竖向荷载下承受轴心压力N、弯矩M,属于偏心受压构件墙在其长度方向水平荷载的作用下主要受剪梁端下的墙体则呈局部受压状态对钢结构建筑结构构件的受力状态,也可以作类似的分析结构构件中还有受冲切和局部受压等受力状态例如柱子下方的钢筋混凝土独立基础,在整向荷载作用下可能发生受冲切破坏;柱子下方或梁端下方的砌体墙上承受的局部压力受冲切受力状态局部受压受力状态总之,构件的受力状态有:轴拉、偏心受拉,轴压、偏心受压,受弯,受剪,受扭,冲切,局部受压,等等无论构件属于何种受力状态,其截面形状、尺寸通常是由起控制作用的截面的内力所决定的所谓控制截面指关构件的最不利内力截面或尺寸最小的截面,例如梁的跨中截面和支座截面设计时要确定控制截面并以控制截面的内力进行截面设计计算、实施构造措施。
综合上述分析,对结构的认识应是从整体结构到构件、再到构件截面、材料然而,为了掌握结构设计的基本概念以及设计计算原理,学习的次序应该是其逆过程下一章学习各种材料的基本性能正确分析结构构件的受力状态是构件设计的基本功之一,务必重视。












