二級建筑師培訓(xùn)教程

建筑結(jié)構(gòu)基本構(gòu)件與結(jié)構(gòu)設(shè)計

組成結(jié)構(gòu)體系的單元體稱為基本構(gòu)件。按受力特征來劃分主要有以下三類：軸心受力陶件、偏心受力構(gòu)件和受彎構(gòu)件

按其主要受力性質(zhì)常常又劃分為：拉桿、壓桿和受彎構(gòu)件

(一)軸心受力構(gòu)件

當(dāng)構(gòu)件所受外力的作用點與構(gòu)件截面的形心重合時，則構(gòu)件橫截面產(chǎn)生的應(yīng)力為均勻分布，這種構(gòu)件稱為軸心受力構(gòu)件?？煞譃椋?/p>

1.軸心受拉構(gòu)件

構(gòu)件所受的力，使構(gòu)件橫斷面僅產(chǎn)生均勻拉應(yīng)力時即為軸心受拉構(gòu)件。常用于桁架的下弦桿及受拉斜腹桿。

σ1=F/bh

此構(gòu)件的承載能力為σ1≤[σ]

式中 [σ]——材料的允許應(yīng)力

這種構(gòu)件最能充分發(fā)揮材料的強度

2.軸心受壓構(gòu)件

外力以壓力的方式作用在構(gòu)件的軸心處，使構(gòu)件產(chǎn)生均勻壓應(yīng)力時，即為軸心受壓構(gòu)件

其截面應(yīng)力為：σ1=F/bh

但軸心受壓構(gòu)件的實際承載力是由穩(wěn)定性控制，穩(wěn)定系數(shù)Ψ≤1，故其承載力的表達(dá)式為：

σ2=F/Ψbh≤[σ] (6-3)

這是因為受壓構(gòu)件承載時，截面應(yīng)力尚未達(dá)到材料的強度設(shè)計值前就會因彎折而失去 承載能力，這種現(xiàn)象稱為喪失穩(wěn)定性。上式中的Ψ值即為按穩(wěn)定考慮的承載力與強度承 載力的比值，稱為穩(wěn)定系數(shù)。

由此可見相同材料的拉桿與壓桿受同樣的荷載F作用時，拉桿所需的截面尺寸要比 壓桿小。

拉桿所需截面為： A1=F/[σ]

壓桿所需截面為： A2=F/Ψ[σ]

式中 [σ]——材料的強度設(shè)計值(即允許應(yīng)力)

Ψ<1，故 A2> A1

Ψ值與桿件的長細(xì)比λ有關(guān)，λ=l0/i

式中 l0——桿件計算長度;

構(gòu)件的承載能力應(yīng)滿足σmax≤[σ]

式中 σmax——邊沿最大拉應(yīng)力

σmin——邊沿最小拉應(yīng)力

W——截面抵抗矩

由上式可見，在受同樣的外拉力時，偏心受拉構(gòu)件，其應(yīng)力耍比軸心受拉構(gòu)件增大許 多，因此在結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)盡量避免出現(xiàn)這種構(gòu)件