第9講 建筑工程評估
一、學(xué)習(xí)內(nèi)容
(一)建筑荷載
(二)建筑構(gòu)件受力狀態(tài)
二、重點與難點分析
(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。
可變荷載: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
①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
②、樓面活荷載:
住宅、辦公室 取1.5kn/m2
教室、會議室 取2.0kn/m2
③、雪荷載:雪荷載即作用在建筑物和構(gòu)筑物上的計算雪壓。
④、風(fēng)荷載:風(fēng)荷載即作用在建筑物和構(gòu)筑物上的計算風(fēng)壓。
⑤、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,我國地震裂度為12度。
(2)荷載的表示方法
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??;構(gòu)件本身材料的力學(xué)性能(材質(zhì))的好壞。
1、直桿軸向受拉(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:σ=n/a
n--內(nèi)力合力;
a--受力桿件截面面積;
σ--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)生應(yīng)力σmax,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)件抽象成一條粗實線,把構(gòu)件之間的連接也抽象成不同連接形式的結(jié)點支座。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。
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、
下邊緣的拉、壓應(yīng)力σmax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σ的大小與截面處變矩mc成正比,截面彎矩mc越大,梁上下邊緣拉、壓應(yīng)力σ也越大。剪力qc與彎矩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
①該桿件是受拉構(gòu)件。
②沿桿件長度任一截面內(nèi)受的拉力值都相等,都等于n。
③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截面彎矩,兩端支座處剪力,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,懸臂端彎矩為零。梁各截面剪力不同。固定端支座處剪力,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,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。在支承點處,梁本身
是連續(xù)的。
在勻布荷載作用下的連續(xù)梁,變形曲線在跨中呈凹形,承受的是正彎矩,中間支座支
承點附近梁呈現(xiàn)凸形,承受負(fù)彎矩,而凹凸形變化處是連續(xù)的。梁的端點支座處彎矩為零。
相同荷載,相同跨度的連續(xù)梁跨中彎矩比簡支梁小的多,經(jīng)濟(jì)得多。
勻布荷載作用下的連續(xù)梁其截面剪力分布情況是:中間支座處大,每跨跨中處,剪力
為零。
第10講 建筑工程評估
一、學(xué)習(xí)內(nèi)容
(一)、承重墻結(jié)構(gòu)體系
(二)、排架結(jié)構(gòu)體系
一、學(xué)習(xí)內(nèi)容
(一)建筑荷載
(二)建筑構(gòu)件受力狀態(tài)
二、重點與難點分析
(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。
可變荷載: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
①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
②、樓面活荷載:
住宅、辦公室 取1.5kn/m2
教室、會議室 取2.0kn/m2
③、雪荷載:雪荷載即作用在建筑物和構(gòu)筑物上的計算雪壓。
④、風(fēng)荷載:風(fēng)荷載即作用在建筑物和構(gòu)筑物上的計算風(fēng)壓。
⑤、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,我國地震裂度為12度。
(2)荷載的表示方法
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??;構(gòu)件本身材料的力學(xué)性能(材質(zhì))的好壞。
1、直桿軸向受拉(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:σ=n/a
n--內(nèi)力合力;
a--受力桿件截面面積;
σ--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)生應(yīng)力σmax,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)件抽象成一條粗實線,把構(gòu)件之間的連接也抽象成不同連接形式的結(jié)點支座。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。
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、
下邊緣的拉、壓應(yīng)力σmax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σ的大小與截面處變矩mc成正比,截面彎矩mc越大,梁上下邊緣拉、壓應(yīng)力σ也越大。剪力qc與彎矩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
①該桿件是受拉構(gòu)件。
②沿桿件長度任一截面內(nèi)受的拉力值都相等,都等于n。
③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截面彎矩,兩端支座處剪力,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,懸臂端彎矩為零。梁各截面剪力不同。固定端支座處剪力,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,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。在支承點處,梁本身
是連續(xù)的。
在勻布荷載作用下的連續(xù)梁,變形曲線在跨中呈凹形,承受的是正彎矩,中間支座支
承點附近梁呈現(xiàn)凸形,承受負(fù)彎矩,而凹凸形變化處是連續(xù)的。梁的端點支座處彎矩為零。
相同荷載,相同跨度的連續(xù)梁跨中彎矩比簡支梁小的多,經(jīng)濟(jì)得多。
勻布荷載作用下的連續(xù)梁其截面剪力分布情況是:中間支座處大,每跨跨中處,剪力
為零。
第10講 建筑工程評估
一、學(xué)習(xí)內(nèi)容
(一)、承重墻結(jié)構(gòu)體系
(二)、排架結(jié)構(gòu)體系