一、建筑結(jié)構(gòu)的總概念

（一）建筑結(jié)構(gòu)的定義

建筑物用來形成一定空間及造型，并具有抵御人為和自然界施加于建筑物的各種作用力，使建筑物得以安全使用的骨架，即稱為結(jié)構(gòu)。

（二）二級注冊建筑師建筑結(jié)構(gòu)的組成

建筑結(jié)構(gòu)一般都是由以下結(jié)構(gòu)構(gòu)件組成的。

1.水平構(gòu)件

用以承受豎向荷載的構(gòu)件。一般有：

（1）板，包括平板、曲面板、斜板。

（2）梁，包括直梁、曲梁、斜梁。

（3）桁架、網(wǎng)架等。

2.豎向構(gòu)件

用以支承水平構(gòu)件或承擔(dān)水平荷載的構(gòu)件。一般有：

（1）柱;

（2）墻體;

（3）框架。

3.墓礎(chǔ)

用以將建筑物所承受的所有荷載傳至地基上。

（三）建筑結(jié)構(gòu)的類型

1.按組成建筑結(jié)構(gòu)的主要建筑材料劃分

（1）鋼筋混凝土結(jié)構(gòu);

（2）砌體結(jié)構(gòu)：磚砌體，石砌體，小型砌塊，大型砌塊、多孔磚砌體等;

（3）鋼結(jié)構(gòu);

（4）木結(jié)構(gòu);

（5）塑料結(jié)構(gòu);

（6）薄膜充氣結(jié)構(gòu)。

2.二級注冊建筑師按組成建筑結(jié)構(gòu)的主體結(jié)構(gòu)型式劃分

（1）墻體結(jié)構(gòu)，以墻體作為支承水平構(gòu)件及承擔(dān)水平力的結(jié)構(gòu);

（2）框架結(jié)構(gòu);

（3）框架—剪力墻（抗震墻）;

（4）筒體結(jié)構(gòu);

（5）桁架結(jié)構(gòu);

（6）拱型結(jié)構(gòu);

（7）網(wǎng)架結(jié)構(gòu);

（8）空間薄壁結(jié)構(gòu)（包括薄殼、折板、幕式結(jié)構(gòu)）;

（9）鋼索結(jié)構(gòu)（懸索結(jié)構(gòu)）;

（10）薄膜結(jié)構(gòu)。

3.二級注冊建筑師按組成建筑結(jié)構(gòu)的體型劃分

（1）單層結(jié)構(gòu)（多用于單層廠房、食堂、影劇場、倉庫等）;

（2）多層結(jié)構(gòu)（2-6層）;

（3）高層結(jié)構(gòu)（一般為7層以上）;

（4）大跨度結(jié)構(gòu)（跨度在40—50m以上）。

此外尚可按建筑結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)劃分為：平面結(jié)構(gòu)體系與空間結(jié)構(gòu)體系兩大類。
二、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(diǎn)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�

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(qiáng)度

2.二級注冊建筑師軸心受壓構(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(shí)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?yàn)槭軌簶?gòu)件承載時，截面應(yīng)力尚未達(dá)到材料的強(qiáng)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(qiáng)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(qiáng)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;

2.二級注冊建筑師偏心受壓構(gòu)件

（1）定義：構(gòu)件承受的壓力作用點(diǎn)與構(gòu)件的軸心偏離，使構(gòu)件既受壓又受彎時即為偏 心受壓構(gòu)件（亦稱壓彎構(gòu)件）。常見于屋架的上弦桿、框架結(jié)構(gòu)柱、磚墻及磚垛等

（2）構(gòu)件的受力狀態(tài)

在受同樣的壓力F時，當(dāng)作用點(diǎn)與截面軸心偏離時，截面內(nèi)的壓應(yīng)力增加甚多，而且當(dāng)偏心距較大時截面內(nèi)除壓應(yīng)力外將產(chǎn)生一部分拉應(yīng)力

在實(shí)踐中尚有雙向偏心構(gòu)件。
（三）受彎構(gòu)件

1.定義

當(dāng)一水平構(gòu)件在跨間承受荷載，使其產(chǎn)生彎曲，構(gòu)件將產(chǎn)生彎矩和剪力，截面內(nèi)將產(chǎn)生彎曲應(yīng)力和剪應(yīng)力。這種構(gòu)件即稱為受彎構(gòu)件。這是結(jié)構(gòu)設(shè)計中最常見的構(gòu)件

2.二級注冊建筑師受彎構(gòu)件的受力狀態(tài)

（1）簡支梁在不同荷載作用下的彎矩df及剪力y，見圖6-6

（2）多跨連續(xù)梁在均布荷載作用下的彎矩和剪力，見圖6-7

在跨度范圍內(nèi)彎矩和剪力都是變化的

（3）粱截面內(nèi)的應(yīng)力分布

（4）受彎構(gòu)件的變形

受彎構(gòu)件在荷載作用下要產(chǎn)生彎曲，于是將產(chǎn)生彎曲變形，使梁產(chǎn)生撓度

1）梁的撓度跨中最大

2）撓度的大小與正彎矩成正比

3）跨度相同、荷載相同時，簡支梁的撓度比連續(xù)梁、二端固定或一端固定、一端簡支的梁要大

4）撓度的大小與梁的EI成反比

（5）受彎構(gòu)件的設(shè)計要點(diǎn)

1）要滿足彎曲應(yīng)力不超過材料的強(qiáng)度設(shè)計值。即最大彎矩處的最大彎曲應(yīng)力必須小于強(qiáng)度設(shè)計值

2）梁內(nèi)最大剪力的斷面平均剪應(yīng)力不超過材料抗剪的設(shè)計值

3）梁的最大撓度值不得超過規(guī)范規(guī)定的數(shù)值

（四）二級注冊建筑師幾種基本構(gòu)件的比較

上述幾種基本構(gòu)件的合理應(yīng)用，就能取得合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計

1.軸心受拉構(gòu)件是受力最好的構(gòu)件

（1）最能充分發(fā)揮材料性能。因在外力作用下，沿構(gòu)件全長及截面的內(nèi)力及應(yīng)力都是均勻分布

（2）在承受相同的荷載下，與受壓和受彎構(gòu)件相比所需的斷面最小

（3）只有具有最多數(shù)量的軸拉構(gòu)件和較少軸壓和受彎構(gòu)件組成的結(jié)構(gòu)體系才是最省材料和經(jīng)濟(jì)合理的體系

2.軸壓構(gòu)件

承載力受穩(wěn)定的影響，故應(yīng)避免長桿受壓，設(shè)計時要特別注意側(cè)向穩(wěn)定

3.偏心受壓構(gòu)件

在相同截面下，因受偏心彎矩的影響，其承載力將隨偏心距的加大而大為減小。而且也要考慮側(cè)向穩(wěn)定的影響

4.受彎構(gòu)件

（1）構(gòu)件內(nèi)的內(nèi)力不均勻分布，因此不能充分發(fā)揮材料的作用

（2）還存在變形能否滿足要求的問題，有時雖已滿足強(qiáng)度要求，變形不能滿足時，則應(yīng)按變形要求增大構(gòu)件斷而尺寸。