建筑结构

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1、了解荷载的类型熟悉均布荷载的概念及计算掌握非均布荷载的合力计算方法了解荷载的传递路径熟悉建筑结构计算简图的概念能够画出简单结构的计算简图了解建筑结构的常见类型第4章建筑结构计算简图1第一节荷载的分类与传递结构上的荷载从何而来？有哪些类型和形式？不同的荷载其性质有何差异？又怎样计算它们？它们在结构中是如何传递的？如此等等，面对这些问题，一是不可回避；二是在结构受力分析和设计时，荷载的确定是前提。2一、荷载的分类在结构上所施加力并让结构来承担的就是荷载。比如结构自身所固有的重量，即重力，就称为重力荷载；吹到结构上的风力就称为风荷

2、载；飘落在屋顶上雪的重量就是雪荷载。如此等等，这说明力和荷载是本质相同的两种不同的称谓。3作用在结构上的荷载，可谓是种类繁多，形式多样。例如，结构自重、水压力、土压力、风荷载、雪荷载、地震荷载以及人群重量等。这些荷载，有的比较恒定，有的灵活多变。比如，结构的自重和风荷载两者的差异性就很大,自重大致恒定不变，而风荷载却时有时无，有大有小。因此，有必要对荷载进行分类描述。4建筑工程中常遇到的荷载，根据其不同特征，主要有以下分类：1)按荷载分布情况分——集中荷载和分布荷载2)按荷载作用时间分——永久荷载和可变荷载3)按荷载作用性质分——静力

3、荷载和动力荷载5(1)集中荷载当荷载的作用范围很小，此时可以认为荷载全部集中作用在一点上，即称之为集中荷载或集中力。集中荷载的单位一般用N或kN。6图4.1吊车梁上的荷载7图4.2主梁上的荷载82)分布荷载顾名思义，分布荷载是指力在构件内部或表面上连续分布和作用。分布荷载的大小用分布集度来表示，意为力的连续分布的密集程度。分布荷载可分为以下3种：①体分布荷载②面分布荷载③线分布荷载9图4.3板上的面荷载图4.4梁上的线荷载10图4.5挡土墙的受力分析11(1)永久荷载(恒载)这类荷载具有三定性：作用时间长久，位置固定，数值不变，故又

4、称为恒载。例如，结构自身的重力荷载(自重)，以及建筑构造层(楼面、顶棚、装饰面层等)的重力荷载，均属于永久荷载。图4.9(a)是建筑物承受荷载示意图，图4.9(b)是结构荷载简图。其中标①者为构件自重，梁的自重为均布荷载，而柱的自重为集中荷载。12图4.9施加在建筑物上的荷载13图4.10楼面活荷载14(2)可变荷载(活载)这类荷载经常变化，具有三变性：作用时间短暂、位置不定(在一定范围内可以随意变动，任意分布)，数值可变(数值随时间变化，时有时无，时大时小、有时成群密集，有时无影无踪)。故又称为活载。15静力荷载是逐渐增加的荷载，简

5、称静载。其大小和位置变化，不会引起显著的结构振动；反之，若荷载作用在结构上会引起显著的结构振动，则称之为动力荷载，简称动载。结构的自重及其他恒载，是典型的静力荷载；而动力设备(如吊车)所产生的荷载以及地震荷载等，则是动力荷载。16二、荷载的传递路径结构的主要功能之一就是能够抵抗并传递荷载。而结构又是由许多构件联结而成，因此，讨论作用在结构上的荷载是如何沿构件传递的(即荷载传递的路径)，是很有必要的。因为承受荷载的构件是重要的承重构件，是破坏不得的。171)竖向荷载传递先举一个简单例子。图4.14(a)为一根梁两端搁在墙上，这一结构是

6、由梁和墙这两种构件联结而成。图4.14竖向荷载传递举例18再举一稍微复杂的例子，如图4.15(a)所示。这是由墙支撑的两层梁的情况，而且上部结构都搁置在一根大跨梁之上。设上梁所加的两荷载皆为P1，自重为P2；上层的两边墙体的自重均为P3；中梁所加的两荷载都是P4，自重为P5；下层两边墙体的自重均为P6；最底部的大跨梁的自重为P7，并假设结构和荷载都是对称的。19图4.15竖向荷载传递分析20图4.16荷载与结构的关系212)水平荷载传递作用在建筑结构上的不仅有竖向荷载，还有水平荷载，比如风荷载就是最常见的水平荷载。如何识别水平

7、荷载的传递路径呢？下面举一例加以说明。22如图4.17(a)所示的标志牌，该结构由上下两根横梁、中间3根加劲杆、左右两根立柱所组成。当标志牌受到风荷载作用时，请分析水平荷载的传递路径。23图4.17水平荷载传递路径分析24更重要的是，竖向荷载和水平荷载对结构的影响是完全不一样的。首先，从荷载的传递路径来看，竖向荷载传递是从上到下，简单明了；而水平荷载传递就显得“拐弯抹角”。其次，如果把建筑物视为竖立的悬臂梁，如图4.18所示。25图4.18竖向荷载和水平荷载作用下的结构变形示意图(a)重力荷载；(b)水平均布荷载；(c)水平倒

8、三角形荷载26第二节建筑结构的计算简图结构的计算简图有三大要素：一是结构上的荷载，二是约束(如支座、结点等)的简化，三是计算长度的确定。其实，在此之前所遇到的都是已经简化了的结构计算简图，并以此计算结构的