第一節(jié) 概述
一、建筑結(jié)構(gòu)荷載(熟悉)
(一)荷載的概念
作用在結(jié)構(gòu)構(gòu)件上的力，可劃分為兩大類。
一類是直接施加在結(jié)構(gòu)上，并使結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生內(nèi)力效應(yīng)的力。稱之為荷載。
另一類是由于某種原因使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生約束和位移，從而使結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生了內(nèi)力效應(yīng)。這種原因，一般稱之為作用。作用包括：1.沉降作用2.溫差作用3.地震作用。
(二)荷載的分類及表示方法
1.按是否隨時(shí)間變化劃分。
(1)永久荷載(又稱恒載)。
(2)可變荷載。
(3)偶然荷載。
2.按作用位置劃分。
(1)固定荷載。
(2)移動(dòng)荷載。
3.按分布范圍劃分。
(1)集中荷載。
(2)分布荷載。分布荷載有均布荷載和非均布荷載兩種。
二、結(jié)構(gòu)構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性(掌握)
(一)強(qiáng)度要求
(二)剛度要求
(三)穩(wěn)定性要求
三、建筑工程結(jié)構(gòu)構(gòu)件基本變形和受力分析(熟悉)
(一)建筑工程構(gòu)件的基本變形
構(gòu)件在外力作用下的變形有以下四種基本形式。
1.軸向拉伸或壓縮
2.剪切
3.扭轉(zhuǎn)
4.彎曲
(二)建筑構(gòu)件的受力分析
構(gòu)件在上述基本變形狀態(tài)下能否安全工作，主要取決于以下三方面：①作用在構(gòu)件上力的大小。②構(gòu)件的橫截面面積(又稱截面積)的大小。③構(gòu)件本身材料的力學(xué)性能(材質(zhì))的好壞。
上述三個(gè)因素中，外力是破壞因素(是外因)，而構(gòu)件截面面積和材質(zhì)是抵抗破壞的因素，三者之間數(shù)量關(guān)系的合理，是構(gòu)件安全工作的保障。
分析構(gòu)件受力狀態(tài)，也就是分析在外力作用下構(gòu)件內(nèi)部產(chǎn)生的效應(yīng)及這些效應(yīng)是否會(huì)使構(gòu)件遭受破壞。
1.軸向拉(壓)構(gòu)件受力狀態(tài)分析。
2.剪切構(gòu)件受力狀態(tài)分析。常見鉚釘、螺栓、銷釘?shù)嚷?lián)接件，都是發(fā)生剪切變形的構(gòu)件，稱之為剪切構(gòu)件。工程中的梁、板、柱有時(shí)也處于受剪切狀態(tài)。
3.受彎構(gòu)件(梁)的受力狀態(tài)分析。實(shí)際工程中以及的梁以及以彎曲變形為主的構(gòu)件，從受力角度分析均可稱為梁。
實(shí)際工程中，可把梁板、柱等構(gòu)件抽象簡化成一條粗實(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)和支座。
(1)結(jié)點(diǎn)。結(jié)構(gòu)構(gòu)件互相連接的地方稱為結(jié)點(diǎn)。在選取計(jì)算簡圖時(shí)，常將其歸納為鉸結(jié)點(diǎn)和剛結(jié)點(diǎn)兩種。
①鉸結(jié)點(diǎn)。鉸結(jié)點(diǎn)的特點(diǎn)是它所連接的各個(gè)桿件在結(jié)點(diǎn)處不能移動(dòng)，但可以繞結(jié)點(diǎn)自由轉(zhuǎn)動(dòng)。
②剛結(jié)點(diǎn)。剛結(jié)點(diǎn)的特點(diǎn)是它所連接的各個(gè)桿件在結(jié)點(diǎn)處既不能相對(duì)移動(dòng)也不能相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，在此點(diǎn)各桿端結(jié)為整體，即在結(jié)點(diǎn)處各個(gè)桿件之間的夾角保持不變。它相應(yīng)的受力狀態(tài)除產(chǎn)生桿端軸力和剪切力之外，還有防止相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的約束力矩存在。實(shí)際工程中，現(xiàn)澆鋼筋混凝土剛架中的結(jié)點(diǎn)常屬于這類
(2)支座。將結(jié)構(gòu)構(gòu)件與基礎(chǔ)或支承部分相連接的裝置稱為構(gòu)件的支座。它的作用是將結(jié)構(gòu)、構(gòu)件的位置固定，并將作用于結(jié)構(gòu)上的荷載傳遞到基礎(chǔ)或支承物上。支座連接處本身常常就是一個(gè)結(jié)點(diǎn)。支座對(duì)結(jié)構(gòu)、構(gòu)件的反作用力稱為支座反力。
在工程實(shí)踐中，支座的類型不同，所產(chǎn)生的約束力也不同。建筑結(jié)構(gòu)中常用的支座可以簡化和抽象為以下四種類型。
①可動(dòng)鉸支座。可動(dòng)鉸支座既允許構(gòu)件繞著鉸支座任意轉(zhuǎn)動(dòng)，又允許構(gòu)件沿著鉸支座水平方向移動(dòng)，但垂直方向不可有任何移動(dòng)。因此，產(chǎn)生與支承平面垂直的支座反力
②固定鉸支座。固定鉸支座只允許構(gòu)件繞著鉸軸任意轉(zhuǎn)動(dòng)，而不允許構(gòu)件沿著水平與垂直方向移動(dòng)。
③固定支座。固定支座所支承的部分完全被固定。
如圖它既不允許構(gòu)件發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，也不允許構(gòu)件發(fā)生任何方向的位移。
④定向支座。定向支座允許構(gòu)件沿著一個(gè)方向即支承面方向平行滑動(dòng)，但不允許結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)，也不允許結(jié)構(gòu)沿垂直于支承面方向移動(dòng)。
(3)梁的受力分析。
四、建筑工程的基本組成(掌握)
建筑工程一般由基礎(chǔ)、墻(柱)、樓蓋、樓梯、門窗和屋頂?shù)攘糠纸M成。
1、基礎(chǔ)
基礎(chǔ)是建筑物最下面的部分，埋在地面以下、承受建筑物全部荷載，并將其傳遞到地基上?；A(chǔ)應(yīng)當(dāng)堅(jiān)固、穩(wěn)定、能夠抵抗冰凍、耐地下水與化學(xué)侵蝕等、基礎(chǔ)的大小、形式取決于荷載的大小、土壤性能、材料性質(zhì)和承重方式。
2、墻(柱)
墻是建筑物的承重、圍護(hù)和分隔構(gòu)件。按其位置不同可分為外墻和內(nèi)墻，按其作用可分為承重墻和自承重墻。承重墻是垂直方向的承重構(gòu)件，承受著由屋頂、樓層等傳來的荷載。因此要求它堅(jiān)固、穩(wěn)定和耐久，且應(yīng)充分利用其所具有的強(qiáng)度、保溫、隔熱、隔聲等物理特性。
外墻應(yīng)能抵抗風(fēng)、雨、雪、太陽輻射熱的作用并具有保溫性能。內(nèi)墻用于分隔建筑物每層的內(nèi)部空間，除承重外，還能增加建筑物的堅(jiān)固性，穩(wěn)定性和剛性。自承重的內(nèi)墻為隔墻。有時(shí)為了擴(kuò)大空間或結(jié)構(gòu)上的要求，也可不用墻做承重構(gòu)件，而用柱承重。
在磚木結(jié)構(gòu)和磚混結(jié)構(gòu)的房屋中，屋頂、樓蓋、樓梯等重量都要傳遞到支承著這些構(gòu)件的墻(柱)上，再由墻(柱)傳遞到基礎(chǔ)。所以墻(柱)是房屋結(jié)構(gòu)中的重要承重構(gòu)件。
3、樓蓋
樓蓋直接承受著各種家具、設(shè)備、人員的重量，并把這些重量傳給支承它的墻(柱)上。樓蓋又是樓房中劃分空間的水平分隔構(gòu)件，與豎向分隔構(gòu)件(內(nèi)墻)共同組成各個(gè)獨(dú)立的房間。同時(shí)樓蓋對(duì)房屋還起著水平支撐的作用，增強(qiáng)房屋的整體性能和抗震能力。
4、樓梯
樓梯是樓房建筑的垂直交通設(shè)施，供人們上下樓層和緊急疏散之用。故要求樓梯具有足夠的通行能力以及防水、防滑的功能。
5、屋頂
屋頂是建筑物頂部的外圍護(hù)構(gòu)件和承重構(gòu)件。抵御著自然界雨、雪及太陽熱輻射等對(duì)頂層房間的影響;承受著建筑物頂部荷載，并將這些荷載傳給垂直方向的承重構(gòu)件。作為屋頂必須具有、足夠的強(qiáng)度、剛度以及防水、保溫、隔熱等的能力。
6、門窗
門主要供人們內(nèi)外交通和隔離房間之用;窗則主要是采光和通風(fēng)，同時(shí)也起分隔和圍護(hù)作用。門和窗均屬自承重構(gòu)件。對(duì)某些有特殊要求的房間，則要求門、窗具有保溫、隔熱、隔聲的能力。
一座建筑物除上述基本組成構(gòu)件外，對(duì)不同使用功能的建筑，還有各種不同的構(gòu)件和配件，如陽臺(tái)、雨篷、煙囪、散水、垃圾井等。本章后面各節(jié)將對(duì)建筑物組成的具體構(gòu)造進(jìn)行詳細(xì)介紹。
一、建筑結(jié)構(gòu)荷載(熟悉)
(一)荷載的概念
作用在結(jié)構(gòu)構(gòu)件上的力，可劃分為兩大類。
一類是直接施加在結(jié)構(gòu)上，并使結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生內(nèi)力效應(yīng)的力。稱之為荷載。
另一類是由于某種原因使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生約束和位移，從而使結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生了內(nèi)力效應(yīng)。這種原因，一般稱之為作用。作用包括：1.沉降作用2.溫差作用3.地震作用。
(二)荷載的分類及表示方法
1.按是否隨時(shí)間變化劃分。
(1)永久荷載(又稱恒載)。
(2)可變荷載。
(3)偶然荷載。
2.按作用位置劃分。
(1)固定荷載。
(2)移動(dòng)荷載。
3.按分布范圍劃分。
(1)集中荷載。
(2)分布荷載。分布荷載有均布荷載和非均布荷載兩種。
二、結(jié)構(gòu)構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性(掌握)
(一)強(qiáng)度要求
(二)剛度要求
(三)穩(wěn)定性要求
三、建筑工程結(jié)構(gòu)構(gòu)件基本變形和受力分析(熟悉)
(一)建筑工程構(gòu)件的基本變形
構(gòu)件在外力作用下的變形有以下四種基本形式。
1.軸向拉伸或壓縮
2.剪切
3.扭轉(zhuǎn)
4.彎曲
(二)建筑構(gòu)件的受力分析
構(gòu)件在上述基本變形狀態(tài)下能否安全工作，主要取決于以下三方面：①作用在構(gòu)件上力的大小。②構(gòu)件的橫截面面積(又稱截面積)的大小。③構(gòu)件本身材料的力學(xué)性能(材質(zhì))的好壞。
上述三個(gè)因素中，外力是破壞因素(是外因)，而構(gòu)件截面面積和材質(zhì)是抵抗破壞的因素，三者之間數(shù)量關(guān)系的合理，是構(gòu)件安全工作的保障。
分析構(gòu)件受力狀態(tài)，也就是分析在外力作用下構(gòu)件內(nèi)部產(chǎn)生的效應(yīng)及這些效應(yīng)是否會(huì)使構(gòu)件遭受破壞。
1.軸向拉(壓)構(gòu)件受力狀態(tài)分析。
2.剪切構(gòu)件受力狀態(tài)分析。常見鉚釘、螺栓、銷釘?shù)嚷?lián)接件，都是發(fā)生剪切變形的構(gòu)件，稱之為剪切構(gòu)件。工程中的梁、板、柱有時(shí)也處于受剪切狀態(tài)。
3.受彎構(gòu)件(梁)的受力狀態(tài)分析。實(shí)際工程中以及的梁以及以彎曲變形為主的構(gòu)件，從受力角度分析均可稱為梁。
實(shí)際工程中，可把梁板、柱等構(gòu)件抽象簡化成一條粗實(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)和支座。
(1)結(jié)點(diǎn)。結(jié)構(gòu)構(gòu)件互相連接的地方稱為結(jié)點(diǎn)。在選取計(jì)算簡圖時(shí)，常將其歸納為鉸結(jié)點(diǎn)和剛結(jié)點(diǎn)兩種。
①鉸結(jié)點(diǎn)。鉸結(jié)點(diǎn)的特點(diǎn)是它所連接的各個(gè)桿件在結(jié)點(diǎn)處不能移動(dòng)，但可以繞結(jié)點(diǎn)自由轉(zhuǎn)動(dòng)。
②剛結(jié)點(diǎn)。剛結(jié)點(diǎn)的特點(diǎn)是它所連接的各個(gè)桿件在結(jié)點(diǎn)處既不能相對(duì)移動(dòng)也不能相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，在此點(diǎn)各桿端結(jié)為整體，即在結(jié)點(diǎn)處各個(gè)桿件之間的夾角保持不變。它相應(yīng)的受力狀態(tài)除產(chǎn)生桿端軸力和剪切力之外，還有防止相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的約束力矩存在。實(shí)際工程中，現(xiàn)澆鋼筋混凝土剛架中的結(jié)點(diǎn)常屬于這類
(2)支座。將結(jié)構(gòu)構(gòu)件與基礎(chǔ)或支承部分相連接的裝置稱為構(gòu)件的支座。它的作用是將結(jié)構(gòu)、構(gòu)件的位置固定，并將作用于結(jié)構(gòu)上的荷載傳遞到基礎(chǔ)或支承物上。支座連接處本身常常就是一個(gè)結(jié)點(diǎn)。支座對(duì)結(jié)構(gòu)、構(gòu)件的反作用力稱為支座反力。
在工程實(shí)踐中，支座的類型不同，所產(chǎn)生的約束力也不同。建筑結(jié)構(gòu)中常用的支座可以簡化和抽象為以下四種類型。
①可動(dòng)鉸支座。可動(dòng)鉸支座既允許構(gòu)件繞著鉸支座任意轉(zhuǎn)動(dòng)，又允許構(gòu)件沿著鉸支座水平方向移動(dòng)，但垂直方向不可有任何移動(dòng)。因此，產(chǎn)生與支承平面垂直的支座反力
②固定鉸支座。固定鉸支座只允許構(gòu)件繞著鉸軸任意轉(zhuǎn)動(dòng)，而不允許構(gòu)件沿著水平與垂直方向移動(dòng)。
③固定支座。固定支座所支承的部分完全被固定。
如圖它既不允許構(gòu)件發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，也不允許構(gòu)件發(fā)生任何方向的位移。
④定向支座。定向支座允許構(gòu)件沿著一個(gè)方向即支承面方向平行滑動(dòng)，但不允許結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)，也不允許結(jié)構(gòu)沿垂直于支承面方向移動(dòng)。
(3)梁的受力分析。
四、建筑工程的基本組成(掌握)
建筑工程一般由基礎(chǔ)、墻(柱)、樓蓋、樓梯、門窗和屋頂?shù)攘糠纸M成。
1、基礎(chǔ)
基礎(chǔ)是建筑物最下面的部分，埋在地面以下、承受建筑物全部荷載，并將其傳遞到地基上?；A(chǔ)應(yīng)當(dāng)堅(jiān)固、穩(wěn)定、能夠抵抗冰凍、耐地下水與化學(xué)侵蝕等、基礎(chǔ)的大小、形式取決于荷載的大小、土壤性能、材料性質(zhì)和承重方式。
2、墻(柱)
墻是建筑物的承重、圍護(hù)和分隔構(gòu)件。按其位置不同可分為外墻和內(nèi)墻，按其作用可分為承重墻和自承重墻。承重墻是垂直方向的承重構(gòu)件，承受著由屋頂、樓層等傳來的荷載。因此要求它堅(jiān)固、穩(wěn)定和耐久，且應(yīng)充分利用其所具有的強(qiáng)度、保溫、隔熱、隔聲等物理特性。
外墻應(yīng)能抵抗風(fēng)、雨、雪、太陽輻射熱的作用并具有保溫性能。內(nèi)墻用于分隔建筑物每層的內(nèi)部空間，除承重外，還能增加建筑物的堅(jiān)固性，穩(wěn)定性和剛性。自承重的內(nèi)墻為隔墻。有時(shí)為了擴(kuò)大空間或結(jié)構(gòu)上的要求，也可不用墻做承重構(gòu)件，而用柱承重。
在磚木結(jié)構(gòu)和磚混結(jié)構(gòu)的房屋中，屋頂、樓蓋、樓梯等重量都要傳遞到支承著這些構(gòu)件的墻(柱)上，再由墻(柱)傳遞到基礎(chǔ)。所以墻(柱)是房屋結(jié)構(gòu)中的重要承重構(gòu)件。
3、樓蓋
樓蓋直接承受著各種家具、設(shè)備、人員的重量，并把這些重量傳給支承它的墻(柱)上。樓蓋又是樓房中劃分空間的水平分隔構(gòu)件，與豎向分隔構(gòu)件(內(nèi)墻)共同組成各個(gè)獨(dú)立的房間。同時(shí)樓蓋對(duì)房屋還起著水平支撐的作用，增強(qiáng)房屋的整體性能和抗震能力。
4、樓梯
樓梯是樓房建筑的垂直交通設(shè)施，供人們上下樓層和緊急疏散之用。故要求樓梯具有足夠的通行能力以及防水、防滑的功能。
5、屋頂
屋頂是建筑物頂部的外圍護(hù)構(gòu)件和承重構(gòu)件。抵御著自然界雨、雪及太陽熱輻射等對(duì)頂層房間的影響;承受著建筑物頂部荷載，并將這些荷載傳給垂直方向的承重構(gòu)件。作為屋頂必須具有、足夠的強(qiáng)度、剛度以及防水、保溫、隔熱等的能力。
6、門窗
門主要供人們內(nèi)外交通和隔離房間之用;窗則主要是采光和通風(fēng)，同時(shí)也起分隔和圍護(hù)作用。門和窗均屬自承重構(gòu)件。對(duì)某些有特殊要求的房間，則要求門、窗具有保溫、隔熱、隔聲的能力。
一座建筑物除上述基本組成構(gòu)件外，對(duì)不同使用功能的建筑，還有各種不同的構(gòu)件和配件，如陽臺(tái)、雨篷、煙囪、散水、垃圾井等。本章后面各節(jié)將對(duì)建筑物組成的具體構(gòu)造進(jìn)行詳細(xì)介紹。