建筑荷載及構(gòu)件受力簡述

1、建筑荷載及構(gòu)件受力簡述（一）建筑荷載（二）建筑構(gòu)件受力狀態(tài)（一）、建筑荷載1、荷載的分類（1）、荷載按隨時間變化可分為：永久荷載如建筑結(jié)構(gòu)自重、構(gòu)造層自重及不均勻下沉產(chǎn)生的作用?？勺兒奢d：活荷載、雪荷載、風(fēng)荷載、吊車荷載偶然荷載：爆炸力、撞擊力、雪崩、大地震等。（2）、荷載按移動狀況可分為：靜荷載：自重、雪荷載等。可移動荷載：樓上的人群、家具、設(shè)備等。（3）、荷載按分布情況可分為：集中荷載，分布荷載。2、荷載規(guī)定與表示方法（1）荷載的有關(guān)規(guī)定恒載：一般為構(gòu)件及建筑構(gòu)造層的自重加在結(jié)構(gòu)上的力。這種荷載的確定，是由構(gòu)件自身的體積乘以構(gòu)件所用材料的單位體積重 量而得到。木結(jié)構(gòu)建筑物5-7kN/m2鋼

2、結(jié)構(gòu)建筑物6-8kN/m2鋼筋混凝土和砌體結(jié)構(gòu)建筑物9-11kN/m2、樓面活荷載：住宅、辦公室取1.5kN/m2教室、會議室取2.0kN/m2、雪荷載：雪荷載即作用在建筑物和構(gòu)筑物上的計(jì)算雪壓。、風(fēng)荷載：風(fēng)荷載即作用在建筑物和構(gòu)筑物上的計(jì)算風(fēng)壓。、地震荷載：地震荷載即由地震引起對建筑物的動態(tài)作用。地震荷載與建筑物總重力和地震影響系數(shù)有關(guān)。地震影響系數(shù)又與地震烈度、建筑物自身的自振周期、建筑物所在地的地基軟硬程度有關(guān)。地震烈度與震級的概念不同，震級是指地震發(fā)生時所釋放出來的能量大小，震級最高為8級。地震烈度是指建筑物或構(gòu)筑物在地震 力作用下遭受破壞的程度，我國地震裂度最高為12度。（2）荷載的

3、表示方法荷載是用荷載簡圖表示，即把一個構(gòu)件抽象成一條粗實(shí)線，把構(gòu)件上受的荷載，抽象成一個或多個箭桿，并標(biāo)出其值大小、方向及 作用點(diǎn)位置。集中荷載：抽象成一個箭桿或幾個箭桿；均布荷載：抽象成一排等高的箭桿線；非均布的荷載：可抽象成一排不等高的箭桿線。（二）建筑構(gòu)件受力狀態(tài)構(gòu)件是建筑物上獨(dú)立桿件，結(jié)構(gòu)則是由構(gòu)件相互連接，構(gòu)成的平面或立體幾何形體。構(gòu)件承受荷載的能力與其材料的性能，斷面幾 何尺寸有關(guān)。而結(jié)構(gòu)的承載力，主要與整體組合形式有關(guān)決定構(gòu)件在受力狀態(tài)下能否安全工作的主要因素有三方面：作用在構(gòu)件上力的大??；構(gòu)件的橫截面面積（又稱載面積）的大小；構(gòu) 件本身材料的力學(xué)性能（材質(zhì)）的好壞。1、直桿軸向

4、受拉（壓）桿件受拉（壓）構(gòu)件的內(nèi)力（軸力）。受拉（壓）構(gòu)件的內(nèi)應(yīng)力。作用在桿件單位橫截面積上的內(nèi)力大小稱之為內(nèi)應(yīng)力。內(nèi)應(yīng)力可用公式表示：o =N/AN-內(nèi)力合力；A-受力桿件截面面積；o 內(nèi)應(yīng)力（N/mm2）。把拉力產(chǎn)生的應(yīng)力稱之為拉應(yīng)力。相反，如果對桿件施加軸向壓力，截面上產(chǎn)生的應(yīng)力為壓應(yīng)力。在拉（壓）外力作用下，只要桿件內(nèi)產(chǎn)生最大應(yīng)力o max，小于拉（壓）容許強(qiáng)度指標(biāo)桿件就不會破壞，就是安全的。2、剪切構(gòu)件受力狀態(tài)與截面平行的內(nèi)力我們稱之為剪力，剪力用Q表示。剪力Q與軸向拉力N一樣，都是斷面上的內(nèi)力。所不同的是，N內(nèi)力的方向與截面是垂直的。而Q內(nèi)力與截面是平行的。我們把單位截面上的剪力稱

5、之為剪應(yīng)力。剪應(yīng)力的單位，是N/mm2或（Mpa）（兆帕斯卡）要保證構(gòu)件有足夠的抗剪強(qiáng)度，必須滿足：小于容許抗剪強(qiáng)度指標(biāo)。3、受彎構(gòu)件（梁）的受力狀態(tài)外力垂直桿件軸線。在這種外力作用下，桿件的軸線變成曲線，橫截面也發(fā)生了繞橫軸線的轉(zhuǎn)動，我們把桿件的這種變形稱之為彎曲。以彎曲變形為主的桿件被稱為梁。把一個構(gòu)件抽象成一條粗實(shí)線，把構(gòu)件之間的連接也抽象成不同連接形式的結(jié)點(diǎn)支座。這樣繪制的圖我們稱之為結(jié)構(gòu)簡圖。結(jié)構(gòu)簡圖中的抽象支座形式很多，其主要形式有三種：（1）固定鉸支座：表示構(gòu)件可繞支座任意轉(zhuǎn)動，但該支座不可有水平方向和垂直方向的任何移動。（2）平動鉸支座：表示構(gòu)件可繞支座任意轉(zhuǎn)動，支座可有水平方

6、向移動，但垂直方向不可有任何移動。（3）固定端支座：表示構(gòu)件在支座處完全是固結(jié)的，既不可轉(zhuǎn)動，也不可有水平和垂直方向的任何移動。此種支座連接處，又可稱為剛性結(jié)點(diǎn)。由于支座情況的不同，梁被分為簡支梁（a）、懸臂梁（b）、外伸梁（c）、連續(xù)梁（d）等。均布荷載作用下的簡支梁，梁在荷載作用下受彎曲，任意截面受的彎曲內(nèi)力的大小，我們用彎矩Mc來表示。簡支梁截面還受有剪力Qc。越靠近梁截面的上邊緣，壓應(yīng)力越大，越靠近梁截面的下邊緣時，拉應(yīng)力越大。當(dāng)上、下邊緣的最大拉、壓應(yīng)力o max超過梁所用材料本身的拉、壓容許強(qiáng)度指標(biāo)時，梁就會遭到破壞。梁上、下邊緣拉壓應(yīng)力o的大小與截面處變矩Mc成正比，截面彎矩Mc

7、越大，梁上下邊緣拉、壓應(yīng)力o也越大。最大剪力Qc與最大彎矩Mc所在截面位置，梁最易遭受破壞。4、常見受力桿件的內(nèi)力圖為了形象表達(dá)構(gòu)件在外力作用下的截面內(nèi)力狀態(tài)，通常我們使用一種圖，該圖是以桿件的軸線長度為橫坐標(biāo)，以橫坐標(biāo)上任一點(diǎn)的內(nèi)力值為縱坐標(biāo)繪成的簡圖，我們把它稱之為內(nèi)力圖。通常我們稱表示軸向拉（壓）力的圖為軸力圖，表示剪力的圖為剪力圖、表示彎矩的圖為彎矩圖。（1）、軸向受拉桿件的內(nèi)力圖該桿件是受拉構(gòu)件。沿桿件長度任一截面內(nèi)受的拉力值都相等，都等于N。桿件在外力作用下，各截面受破壞的可能性均等。（2）、簡支梁在勻布荷載作用下的內(nèi)力圖。簡支梁既是受彎桿件，又承受剪力。勻布荷載作用下的簡支梁跨中

8、截面彎矩最大，兩端支座處剪力最大，是梁易遭破壞的兩個位置。鋼筋混凝土簡支梁受破壞往往在跨中梁底出現(xiàn)裂縫或在支座附近出現(xiàn)正八字剪切裂縫。（3）、懸臂梁在勻布荷載作用下的內(nèi)力圖。勻布荷載作用下的懸臂梁既受彎曲，又受剪切力。彎矩圖在桿件上方，說明彎矩值為負(fù)值。桿件上部受拉，下部受壓。固定端支座處彎矩最大，懸臂端彎矩為零。梁各截面剪力不同。固定端支座處剪力最大，懸臂端剪力為零。勻布荷載作用下的懸臂梁固定端支座處 剪力、彎矩都最大，是易遭破壞的位置。（4）、連續(xù)梁在勻布荷載作用下的內(nèi)力圖。連續(xù)梁與簡支梁區(qū)別在于一梁跨越多跨，有多個中間支座支承點(diǎn)。在支承點(diǎn)處，梁本身是連續(xù)的。在勻布荷載作用下的連續(xù)梁，變形曲線在跨中呈