二級建筑師講義之建筑結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)選型(二)

　　一般提高壓桿承載力的措施為：

　　(1)選用有較大i值的截面，即面積分布盡量遠離中和軸;

　　(2)改變柱端固接條件或增設(shè)中間支承以改變桿件計算長度l0。

　　(二)偏心受力構(gòu)件的分類

　　即分為偏心受拉和偏心受壓構(gòu)件。

　　1.偏心受拉構(gòu)件

　　(1)定義：構(gòu)件承受的拉力作用點與構(gòu)件的軸心偏離，使構(gòu)件既受拉又受彎時，即為

　　偏心受拉構(gòu)件(亦稱拉彎構(gòu)件)。常見于屋架下弦有節(jié)間荷載時。

　　(2)構(gòu)件的受力狀態(tài)。

　　截面產(chǎn)生的應(yīng)力是由兩種應(yīng)力疊加的，其邊沿應(yīng)力公式為：

　　= = = ( )

　　構(gòu)件的承載能力應(yīng)滿足σmax≤[σ]

　　式中 σmax――邊沿最大拉應(yīng)力;

　　σmin――邊沿最小拉應(yīng)力;

　　W――截面抵抗矩。

　　由上式可見，在受同樣的外拉力時，偏心受拉構(gòu)件，其應(yīng)力耍比軸心受拉構(gòu)件增大許 多，因此在結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)盡量避免出現(xiàn)這種構(gòu)件。

　　2.偏心受壓構(gòu)件

　　(1)定義：構(gòu)件承受的壓力作用點與構(gòu)件的軸心偏離，使構(gòu)件既受壓又受彎時即為偏 心受壓構(gòu)件(亦稱壓彎構(gòu)件)。常見于屋架的上弦桿、框架結(jié)構(gòu)柱、磚墻及磚垛等。

　　(2)構(gòu)件的受力狀態(tài)

　　截面產(chǎn)生的邊沿應(yīng)力公式為：

　　= == ( )

　　式中 σmax一――邊沿最大壓應(yīng)力;

　　σmin――邊沿最小壓應(yīng)力。

　　由上式可見，在受同樣的壓力F時，當(dāng)作用點與截面軸心偏離時，截面內(nèi)的壓應(yīng)力增加甚多，而且當(dāng)偏心距較大時截面內(nèi)除壓應(yīng)力外將產(chǎn)生一部分拉應(yīng)力。

　　在實踐中尚有雙向偏心構(gòu)件。

　　(三)受彎構(gòu)件

　　1.定義

　　當(dāng)一水平構(gòu)件在跨間承受荷載，使其產(chǎn)生彎曲，構(gòu)件將產(chǎn)生彎矩和剪力，截面內(nèi)將產(chǎn)生彎曲應(yīng)力和剪應(yīng)力。這種構(gòu)件即稱為受彎構(gòu)件。這是結(jié)構(gòu)設(shè)計中最常見的構(gòu)件。

　　2.受彎構(gòu)件的受力狀態(tài)

　　(1)簡支梁在不同荷載作用下的彎矩df及剪力y，見圖6-6。

　　(2)多跨連續(xù)梁在均布荷載作用下的彎矩和剪力，見圖6-7。

　　在跨度范圍內(nèi)彎矩和剪力都是變化的。

　　(3)粱截面內(nèi)的應(yīng)力分布

　　1)彎曲應(yīng)力(圖6-8)

　　σ= (6-6)

　　邊沿最大應(yīng)力：

　?、劢孛娴目辜糁饕扛拱?即粱的截面中部)。

　　(4)受彎構(gòu)件的變形

　　受彎構(gòu)件在荷載作用下要產(chǎn)生彎曲，于是將產(chǎn)生彎曲變形，使梁產(chǎn)生撓度。

　　1)梁的撓度跨中最大。

　　2)撓度的大小與正彎矩成正比。

　　3)跨度相同、荷載相同時，簡支梁的撓度比連續(xù)梁、二端固定或一端固定、一端簡支的梁要大。

　　4)撓度的大小與梁的EI成反比。

　　(5)受彎構(gòu)件的設(shè)計要點

　　1)要滿足彎曲應(yīng)力不超過材料的強度設(shè)計值。即最大彎矩處的最大彎曲應(yīng)力必須小于強度設(shè)計值。

　　2)梁內(nèi)最大剪力的斷面平均剪應(yīng)力不超過材料抗剪的設(shè)計值。

　　3)梁的最大撓度值不得超過規(guī)范規(guī)定的數(shù)值。

　　(四)幾種基本構(gòu)件的比較

　　上述幾種基本構(gòu)件的合理應(yīng)用，就能取得合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計。

　　1.軸心受拉構(gòu)件是受力最好的構(gòu)件

　　(1)最能充分發(fā)揮材料性能。因在外力作用下，沿構(gòu)件全長及截面的內(nèi)力及應(yīng)力都是均勻分布;

　　(2)在承受相同的荷載下，與受壓和受彎構(gòu)件相比所需的斷面最小;

　　(3)只有具有最多數(shù)量的軸拉構(gòu)件和較少軸壓和受彎構(gòu)件組成的結(jié)構(gòu)體系才是最省材料和經(jīng)濟合理的體系。

　　2.軸壓構(gòu)件

　　承載力受穩(wěn)定的影響，故應(yīng)避免長桿受壓，設(shè)計時要特別注意側(cè)向穩(wěn)定。

　　3.偏心受壓構(gòu)件 .

　　在相同截面下，因受偏心彎矩的影響，其承載力將隨偏心距的加大而大為減小。而且也要考慮側(cè)向穩(wěn)定的影響。

　　4.受彎構(gòu)件

　　(1)構(gòu)件內(nèi)的內(nèi)力不均勻分布，因此不能充分發(fā)揮材料的作用。

　　(2)還存在變形能否滿足要求的問題，有時雖已滿足強度要求，變形不能滿足時，則應(yīng)按變形要求增大構(gòu)件斷而尺寸。

　　習(xí)題：

　　1，按基本構(gòu)件的主要受力性質(zhì)劃分為：拉桿、壓桿和()

　　A 受彎構(gòu)件; B 偏心受壓構(gòu)件; C軸心受拉構(gòu)件; D偏心受拉構(gòu)件

　　2，建筑結(jié)構(gòu)的組成不包括：()

　　A 水平構(gòu)件; B 豎向構(gòu)件; C 基礎(chǔ); D 地基

　　3，提高壓桿的承載力可()

　　A 選用較大截面回轉(zhuǎn)半徑的截面;B 選用較小截面回轉(zhuǎn)半徑的截面;

　　C 選用較大長細比的桿件;D 選用較大計算長度的桿件;

　　4，軸心受拉構(gòu)件內(nèi)力及應(yīng)力()

　　A 分布不均;B 分布均勻;C有時均勻，有時不均;D 不確定

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