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一、概述 (一)建筑工程结构荷载 1. 荷载的概念及分类 (1)、荷载按随时间变化可分为: 永久荷载如建筑结构自重、构造层自重及不均匀下沉产生的作用。 可变荷载:活荷载、雪荷载、风荷载、吊车荷载 偶然荷载:爆炸力、撞击力、雪崩、大地震等。 (2)、荷载按作用位置可分为: 固定荷载:自重、雪荷载等。 可移动荷载:楼上的人群、家具、设备等。 (3)、荷载按分布情况可分为:集中荷载,分布荷载。 (4)荷载按结构类型分:静力荷载、动力荷载 2、荷载的表示方法 荷载是用荷载简图表示,即把一个构件抽象成一条粗实线,把构件上受的荷载,抽象成一个或多个箭杆,并标出其值大小、方向及作用点位置。 集中荷载:抽象成一个箭杆或几个箭杆; 均布荷载:抽象成一排等高的箭杆线; 非均布的荷载:可抽象成一排不等高的箭杆线。 以上 内容,可以用图表表示如下 荷载:直接施加在结构上,并使结构内部产生内应力。如自重、雪荷载、活荷载及风载力。 沉降作用(不均匀) 作用:又称间接荷载。 温差作用 地震作用(地震荷载) 永久荷载(恒载)自重、不均匀下沉。 荷载 可变荷载:施工荷载、活荷载、风雪荷载、温差作用。 偶然荷载:爆炸力、撞击力、雪崩、大地震。 分类: 1) 固定、移动 2) 集中、分布(均布、非均布) 3) 静力荷载:不使结构产生加速度:自重、活荷载、稳定风压。 动力荷载:使结构产生不可忽略的加速度:地震、设备震动、脉动风载。 (二)结构构件的强度、刚度和稳定性 1.强度要求:一定荷载作用下不破坏;(强度也即抵抗破坏的能力) 2.刚度要求:一定荷载作用下不不易变形;(刚度也即抵抗变形的能力) 3.稳定性要求:一定荷载作用下不失稳;(稳定性也即失稳的能力) (三)建筑工程结构构件的基本变形和受力分析 1. 建筑工程结构构件的基本变形 (1)、轴向拉(压)变形 (2)、剪切 (3)、扭转 (4)、弯曲 2. 建筑构件的基本变形受力分析 决定构件在受力状态下能否安全工作的主要因素有三方面: l 作用在构件上力的大小; l 构件的横截面面积(又称载面积)的大小; l 构件本身材料的力学性能(材质)的好坏。 (1)、轴向拉(压)构件杆件 受拉(压)构件的内力(轴力)。 受拉(压)构件的内应力。 作用在杆件单位横截面积上的内力大小称之为内应力。 内应力可用公式表示:σ=n/a n——内力合力; a——受力杆件截面面积; σ——内应力(n/mm2)。 把拉力产生的应力称之为拉应力。 相反,如果对杆件施加轴向压力,截面上产生的应力为压应力。 在拉(压)外力作用下,只要杆件内产生最大应力σmax,小于拉(压)容许强度指标 杆件就不会破坏,就是安全的。 2、剪切构件受力状态 与截面平行的内力我们称之为剪力,剪力用q表示。 剪力q与轴向拉力n一样,都是断面上的内力。所不同的是,n内力的方向与截面是垂直的。而q内力与截面是平行的。 我们把单位截面上的剪力称之为剪应力,用τ表示。剪应力的单位,是n/mm2或(mpa)(兆帕斯卡) 剪应力可用公式表示:τ=q/a 要保证构件有足够的抗剪强度,必须满足:小于容许抗剪强度指标。 3、受弯构件(梁)的受力状态 外力垂直杆件轴线。在这种外力作用下,杆件的轴线变成曲线,横截面也发生了绕横轴线的转动,我们把杆件的这种变形称之为弯曲。以弯曲变形为主的杆件被称为梁。 |
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