第二章、建筑结构与结构选型

　　第一节 建筑结构基本概念

　　一、建筑结构的定义

　　建筑物用来形成一定空间及造型，并具有抵御人为和自然界施加于建筑物的各种作用力，使建筑物得以安全使用的骨架，即称为结构。

　　二、建筑结构的组成

　　建筑结构一般都是由以下结构构件组成的;

　　1.水平构件

　　用以承受竖向荷载的构件。一般有：

　　(1)板。包括平板、曲面板、斜板;

　　(2)梁。直梁、曲梁、斜梁;

　　(3)桁架、网架等。

　　2.竖向构件

　　用以支承水平构件或承担水平荷载的构件。一般有：

　　(1)柱;

　　(2)墙体;

　　(3)框架。

　　3.基础

　　是上部建筑物与地基相联系的部分，用以将建筑物所承受的所有荷载传至地基上。

　　三、建筑结构的分类

　　1.按组成建筑结构的主要建筑材料划分

　　(1)钢筋混凝土结构;

　　(2)砌体结构：砖砌体，石砌体，小型砌块，大型砌块，多孔砖砌体等;

　　(3)钢结构;

　　(4)木结构;

　　(5)塑料结构;

　　(6)薄膜充气结构。

　　2.按组成建筑结构的主体结构形式划分

　　(1)墙体结构：以墙体作为支承水平构件及承担水平力的结构;

　　(2)框架结构;

　　(3)框架-剪力墙(抗震墙);(4)筒体结构;

　　(5)桁架结构;(6)拱形结构;

　　(7)网架结构;(8)空间薄壁结构(包括：薄壳、折板、幕式结构);

　　(9)钢索结构(悬索结构);(10)薄膜结构。

　　3.按组成建筑结构的体形划分

　　(1)单层结构(多用于单层厂房、食堂、影剧场、仓库等);

　　(2)多层结构(2—6层);

　　(3)高层结构(一般为7层以上);

　　(4)大跨度结构(跨度在40—50m以上)。

　　4.按结构的受力特点划分

　　(1)平面结构体系

　　(2)空间结构体系。

　　第二节 建筑结构基本构件设计

　　基本构件是组成结构体系的单元。按受力特征来划分主要有以下三类：轴心受力构件、偏心受力构件和受弯构件。

　　(一)轴心受力构件

　　当构件所受外力的作用点与构件截面的形心重合时，则构件横截面产生的应力为均匀 分布，这种构件称为轴心受力构件。可分为：

　　1.轴心受拉构件

　　如图2-1所示构件，外力F使构件横断面仅产生均匀拉应力时即为轴心受拉构件。常用于桁架的下弦杆及受拉斜腹杆。

　　图2-1

　　如图构件内的应力

　　[σ]—材料的强度设计值(即允许应力)。

　　φ<1， 故A2>A1

　　φ值与杆件的长细比λ有关;λ=l0/i

　　l0—杆件计算长度，

　　构件的承载能力应满足σmax≤[σ]

　　σmax—边沿最大拉应力;

　　σmin—边沿最小拉应力;

　　W——截面抵抗矩。

　　由(2-4)可见在受同样的外拉力时，偏心受拉构件应力要比轴心受拉构件，增大许 多，因此在结构设计应尽量避免出现这种构件。

　　2.偏心受压构件

　　如图2-4所示，构件承受的压力作用点与构件的轴心偏离，构件既受压又受弯，这样的构件称为偏心受压构件(亦称压弯构件)。常见于屋架的上弦杆、框架结构柱，砖墙及砖垛等。

　　σmax—边沿最大压应力;

　　σmin—边沿最小压应力。

　　由式(2-5)知，在受同样的压力F时，由于偏心，截面内受压一侧的压应力增加，而且当偏心引起的弯矩M距较大时，截面内除压应力外将产生一部分拉应力。若压力作用点在构件截面的两个方向上均有偏心，则称为双向偏心构件。

　　三、受弯构件