力學(xué)和結(jié)構(gòu)概念

第三章土木工程中的力學(xué)和結(jié)構(gòu)概念一、荷載的分類結(jié)構(gòu)上的荷載，按其隨時(shí)間的變異性不同，可分為下列三類：1.恒荷載（永久荷載）2.活荷載（可變荷載）3.偶然荷載（一）風(fēng)荷載1.風(fēng)的形成與危害（1）風(fēng)是由于大氣層的溫度差、氣壓差等大氣現(xiàn)象導(dǎo)致的空氣流動(dòng)現(xiàn)象，建筑物會(huì)對(duì)風(fēng)形成阻擋，因此風(fēng)會(huì)對(duì)于建筑物形成反作用。（2）風(fēng)是極其復(fù)雜的氣流現(xiàn)象，是隨機(jī)性的動(dòng)荷載，巨大的風(fēng)力作用會(huì)致使建筑物水平側(cè)移、振動(dòng)甚至垮塌。（3）在風(fēng)的作用下，建筑物可能發(fā)生以下破壞：1）主體結(jié)構(gòu)變形導(dǎo)致內(nèi)墻裂縫；2）長(zhǎng)時(shí)間的風(fēng)振效應(yīng)使結(jié)構(gòu)受到往復(fù)應(yīng)力作用而發(fā)生局部疲勞破壞；3）外裝飾，受風(fēng)力作用而脫落；4）輕屋面，受風(fēng)的作用會(huì)向上浮起甚至破壞。2.風(fēng)荷載的基本理論氣體的流動(dòng)速度與壓力成反比，迎風(fēng)面受到壓力作用，其他面由于風(fēng)的流動(dòng)而受到吸力，圖6-3所示，風(fēng)荷載對(duì)建筑物的作用：（1）迎風(fēng)面風(fēng)力為壓力，側(cè)風(fēng)面隨著與風(fēng)載夾角的變化，風(fēng)力逐漸有壓力轉(zhuǎn)變?yōu)槲?；?）矩形、圓形、三角形等不同平面形狀的建筑物，各個(gè)側(cè)面所受的風(fēng)力作用差異很大；（3）建筑物表面粗糙會(huì)加大風(fēng)力的作用。(a)氣流對(duì)單層房屋的作用(b)氣流對(duì)高層房屋的作用圖6-3風(fēng)荷載對(duì)建筑物的作用（二）地震作用地震強(qiáng)度通常用震級(jí)和烈度來反應(yīng)。震級(jí)是表示一次地震本身強(qiáng)弱程度和大小的尺度，以一次地震釋放能量的多少來確定，一次地震只有一個(gè)震級(jí)。地震烈度是地震時(shí)某一地區(qū)的地面和各類建筑物遭受到一次地震影響的強(qiáng)弱程度，一次同樣大小的地震，若震源深度、距震中的距離和土質(zhì)條件等因素的不同，則對(duì)地面和建筑物的破壞也不相同，一般說來，距震中愈近，地震影響愈大，地震烈度愈高；離震中愈遠(yuǎn)，地震烈度就愈低。圖6-4震源、震中、震中距、地震波關(guān)系示意圖1976年7月28日，在河北唐山發(fā)生了7.8級(jí)強(qiáng)烈地震，震中區(qū)烈度11度，唐山市區(qū)地震烈度為10度，天津市區(qū)為8～9度；2008年5月12日，在四川汶川發(fā)生了8.0級(jí)的強(qiáng)烈地震，震中區(qū)烈度為11度，毗鄰的青川縣為10度，陜西寧強(qiáng)縣為9度。唐山大地震死亡人數(shù)達(dá)24萬(wàn)，造成直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)100億，全市幾乎全部毀滅；汶川大地震死亡人數(shù)近7萬(wàn)，造成直接經(jīng)濟(jì)損失8451億。地震引起的地面運(yùn)動(dòng)會(huì)使建筑物在水平方向、豎直方向產(chǎn)生加速度，這種加速度的反應(yīng)值與房屋本身質(zhì)量的乘積，就形成地震對(duì)房屋的作用力，即地震作用。地震對(duì)房屋的破壞作用主要由水平方向的最大加速度反應(yīng)引起，故地震作用多以水平方向作用在建筑物上為主。（三）由溫差和地基不均勻沉降引起的內(nèi)力房屋因晝夜溫差和季節(jié)性溫差，每時(shí)每刻都在改變著形狀和尺寸，當(dāng)這種改變受到約束時(shí)，就會(huì)使房屋結(jié)構(gòu)受到內(nèi)力效應(yīng)，這也是一種“內(nèi)在的”作用。如圖６-5，圖６-6，圖６-7所示。圖６-5鋼梁因溫差引起的內(nèi)力效應(yīng)圖６-6鋼框架因溫差引起的內(nèi)力效應(yīng)圖６-7鋼框架因地基不均勻沉降引起的內(nèi)力效應(yīng)地基不均勻沉降引起建筑物的裂縫是多種多樣的，有些裂縫尚隨時(shí)間長(zhǎng)期變化，裂縫寬度有幾厘米至數(shù)十厘米。一般情況下，地基受到上部結(jié)構(gòu)的作用，引起地基的沉降變形呈凹形，這種沉降使建筑物形成中部沉降大，端部沉降小的彎曲，結(jié)構(gòu)中下部出現(xiàn)正八字形裂縫；地基的局部不均勻沉降也會(huì)引起這樣的裂縫。當(dāng)?shù)鼗胁坑谢靥钌?、石，或中部的地基?jiān)硬而端部軟弱時(shí)，或由于上部結(jié)構(gòu)荷載相差懸殊時(shí)，建筑物端部沉降大于中部時(shí)，會(huì)形成斜裂縫。按結(jié)構(gòu)的反應(yīng)特點(diǎn)，荷載可分為靜力荷載和動(dòng)力荷載：1.靜力荷載靜力荷載是指逐漸增加的，不致使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生顯著的沖擊或振動(dòng)，因而可忽略慣性力影響的荷載。靜力荷載的大方向和作用點(diǎn)都不隨時(shí)間而變化，如結(jié)構(gòu)自重、一般的樓、屋面活荷載等。2.動(dòng)力熔荷載動(dòng)力圈荷載鹿是一鈴種隨爬時(shí)間慰迅速氣變化遷的荷顧載，乘它將憂使結(jié)憐構(gòu)受到顯杰著的翁沖擊擺和振閱動(dòng)，流因而召不能妻忽視認(rèn)加速萬(wàn)度的貞影響探，如違地震作用型、大業(yè)型設(shè)君備的法振動(dòng)瓣、沖漏擊波誼的壓弓力均訓(xùn)為動(dòng)悔力荷劉載。在進(jìn)站行結(jié)透構(gòu)的倉(cāng)力學(xué)賊計(jì)算某時(shí)，份要把遮建筑散物上組的荷塞載進(jìn)享行簡(jiǎn)化，級(jí)簡(jiǎn)化往后的廊荷載洋一般太分為舌：1.集中籮荷載如圖6-鍬1所示恐。(a芹)(b東)圖6-敢1集中停荷載巡壽示意姑圖2.分布邪荷載圖6-歪2a菌,b為均喘勻分乎布的配荷載兇，圖6-好2c為非贈(zèng)均勻骨分布碑的荷載。(a倍)均布梅線荷蘇載(b貍)均布寺面荷移載(c莖)非均縮慧布荷嗓載圖6-嗚2分布訂荷載廟示意杠圖一、列內(nèi)力物體件因受埋外力持而變特形，滑其內(nèi)周部各倉(cāng)部分有之間枕相對(duì)廈位置宰發(fā)生改變危而引嘆起的廟相互窯作用憤就是警內(nèi)力誤。當(dāng)槐物體編不受企外力鄙作用孕時(shí)，內(nèi)部茫各質(zhì)選點(diǎn)之暴間存犯在著羅相互鬧作用疊力，乏此也侮為內(nèi)米力，致但在訓(xùn)工程力學(xué)好中所緩指的燃內(nèi)力視是指板與外榜力和潔變形界有關(guān)翼的內(nèi)陰力，愧即隨需著外力的誦作用港而產(chǎn)口生，梯隨著盡外力宜的增糧加而舒增大瞞，當(dāng)?shù)晖饬ǔ啡ゼ喓?，其?nèi)猜力也嘩將隨團(tuán)之消費(fèi)失。第二半節(jié)貢反力融和內(nèi)費(fèi)力所以模，結(jié)滲構(gòu)（傾構(gòu)件坦）中守的內(nèi)他力是羨與其重變形淺同時(shí)梁產(chǎn)生津的，內(nèi)力賊作用慌的趨漆勢(shì)則禽是力藍(lán)圖使連受力廚構(gòu)件境恢復(fù)擴(kuò)原狀光，內(nèi)心力對(duì)賞變形起抵信抗和鮮阻止羨作用讀。在殃計(jì)算車構(gòu)件羽任一宴截面作上的炸內(nèi)力噴時(shí)，圓因內(nèi)力為患作用躬力和萍反作點(diǎn)用力殖，圖6-凍15所示蛋，對(duì)羽整體株而言份不出友現(xiàn)，為此碗必須頃采用復(fù)截面乳法，繭將內(nèi)娛力暴惑露才撲能計(jì)抬算。典型徒的受雄彎構(gòu)乘件—梁為勺例，仍分析箏其截裁面上階的內(nèi)糧力。1.軸向意拉伸晃（或陶壓縮驚）桿光件的劃內(nèi)力軸向貫拉（柜壓）漂桿件壘是指晉在一歸對(duì)方潮向相險(xiǎn)反、乏作用癢線與業(yè)桿件重合指的外哭力作竟用下厘，將返發(fā)生痕長(zhǎng)度尋的改駱變（勸伸長(zhǎng)貴或縮恢短）牲的桿件。葛設(shè)一逢等直投桿在學(xué)兩端恢軸向百拉力F的作虧用下海處于粥平衡宋，求松桿件截突面m-偽m上的臥內(nèi)力貍，圖6-侄17遮a所示魯。為此鏡假想骨一平唇面沿茂橫截癥面m-白m將桿怕件截?fù)p分為Ⅰ、Ⅱ兩部分，襖任取布一部也分（絞如部緒分Ⅰ），邁棄去德另一渴部分抄（如嚷部分Ⅱ）并將裂棄去莖部分袖對(duì)留祝下部懂分的張作用荷以截否開面喉上的珠內(nèi)力油來代局替。對(duì)于活留下鉛部分Ⅰ來說嫌，截構(gòu)開面m-撒m上的利內(nèi)力FN就成謀為外仰力。由于謙整個(gè)梢桿件鈔處于充平衡岔狀態(tài)余，桿推件的怕任一尤部分昆均應(yīng)齡保持祝平衡冬，故其嚇留下獅部分Ⅰ也應(yīng)東保持板平衡搭。于究是，她桿件遇截面m-捐m上的窯內(nèi)力必誦定是誘與其似左端裁外力F共線床的軸凱向力FN，圖6-照17齒b所示由平芒衡方乓程得∑Fx=0，F(xiàn)N?F=0FN=F式中FN為桿摩件任哪一橫蕩截面m-膽m上的同內(nèi)力濤，其燈作用悠線也位與桿的西軸線所重合完，即王垂直垃于橫太截面渾并通敘過形雨心，卸這種嚴(yán)內(nèi)力五稱為軸力噸，用FN表示荷。若取詞部分Ⅱ?yàn)榱襞虏勘惴?，童則由摟作用慢與反給作用校原理暴可知右，部分Ⅱ在截怖開面絹上的性軸力園與前找述部愛分Ⅰ上的劈燕軸力掃數(shù)值陳相等治而指向圖相反慮，圖6-攀17塊c所示快。由以介上分誕析可布知，耕軸向磁拉伸陰（或豎壓縮眾）桿冠件的么內(nèi)力渾僅有一個(gè)青，即形軸力FN。2.梁截遮面上志的內(nèi)拴力等截?fù)苊嬷碧禇U在情其包湖含桿食軸線說的縱元向平評(píng)面內(nèi)保，承貴受垂銹直于桿軸山線的飛橫向輕外力俱作用妻，桿錄的軸埋線在莫變形川后成墻為曲僚線，縮慧這種變形鞠稱為蛛彎曲興，凡暫是以油彎曲景為主濃要變?nèi)滦蔚你Q桿件湊，通登稱為哨梁。如圖6-農(nóng)19促a為所押示受千集中尚力F作用挺的簡(jiǎn)棟支梁轉(zhuǎn)，求右其任盆一截崗面m-秘m上的損內(nèi)力攻。圖6-豆19集中京荷載零作用蠻的簡(jiǎn)梅支梁二、沈反力當(dāng)物士體沿滔著約竿束所免能阻抓止的舒運(yùn)動(dòng)攪方向匪上有禽運(yùn)動(dòng)渠或有欄運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)遇時(shí)，酸對(duì)它憲形成惜約束取的物撿體必慢有能稠阻止扮其運(yùn)休動(dòng)的架力作抗用于它，抽這種宴力稱們?yōu)樵撋湮矬w蠶所受的到的未約束慰反力很，即衛(wèi)反力響，約架束反力的減方向衡恒與合約束霉所能輛阻止稀的運(yùn)勾動(dòng)方畏向相缺反，迫工程傻中常肌見的有柔跨體約俊束、艙光滑賞接觸愈面約農(nóng)束、厲光滑葵圓柱難形鉸嗎鏈約兆束、大鉸鏈支座茄約束懲等。1.柔體肺約束柔體董約束享只能撤限制注物體昨沿柔琴體伸堤長(zhǎng)的叨方向竹運(yùn)動(dòng)決，而所不能限制簡(jiǎn)其他代方向懶的運(yùn)動(dòng)動(dòng)，海如圖6-寸9所示她。FTCFAFBFT2FT′2ABABO1O2O1O2GGFT1FT′1(a碌)(b嘩)(c強(qiáng))(d倉(cāng))圖6-拴9柔體卻約束2.光滑脹接觸思面約病束當(dāng)兩棗物體存接觸伶面之鐘間的診摩擦頓很小嫂，可及以忽企略不棵計(jì)時(shí)庭，則構(gòu)成隆光滑陷接觸機(jī)面約坑束。壇如圖6-撥10所示非。公法線切面公法燙線AC公法慘線公法筒線BFNFNAAFNBBCFNC3.光滑獅圓柱點(diǎn)形鉸瞇鏈約巖束在兩征個(gè)物裂體上銀分別菜穿直鋸徑相擇同的庭圓孔豎，再搏將一焰直徑幅略小蟻于孔徑東的圓宗柱體榴（稱社為銷恐釘）途插入師該兩忙物體腹的孔謝中就可形成析圓柱形鉸膝鏈。咱光滑課圓柱旬形鉸盞鏈約雜束的番約束氧反力降一般英可將棕其分野解為互相敞垂直昆的兩居個(gè)分否力Fx、Fy，圖6-拔11所示例。12Fy銷釘Fx(a參)(b脊)(c輛)(d叮)4.鉸鏈桌支座押約束任何倉(cāng)建筑燃結(jié)構(gòu)晴（構(gòu)維件）再，都觸必須貫安置枝在一迅定的欣支承摸物上堪，才能壞承受淚荷載疤的作址用，拌達(dá)到扇穩(wěn)固糕使用敢的目遞的。炊在工寨程上社常常通過室支座媽將構(gòu)抬件支掛承在罵基礎(chǔ)蝴或另餓一靜堂止的義構(gòu)件懷上，蠢這樣睜支座對(duì)構(gòu)板件就特構(gòu)成拒約束戒，工熱程中就常見樂的支旁座約株束有針固定沸鉸支料座、可動(dòng)鄰鉸支運(yùn)座、但固定以支座扔三種即。（1）固茶定鉸箏支座建筑照結(jié)構(gòu)逗中通蕩常把副不能僑產(chǎn)生誼移動(dòng)季，只犁可能傭產(chǎn)生椒微小半轉(zhuǎn)動(dòng)粗的支座涉視為網(wǎng)固定遮鉸支守座。航其約村束反月力可藍(lán)以用擊相互軍垂直瓦的兩掏個(gè)分力表朵示，捐圖6-衣12所示尚。桿(a忍)銷釘支座A(b娃)FxFy(c夜)（2）可敗動(dòng)鉸鞭支座若在錢固定尿鉸支揉座的串下面亡與支傅承物青之間沫放入茂可沿叢支承綱面滾動(dòng)的蛋滾軸魯就構(gòu)要成了博可動(dòng)隱鉸支朽座，蚊其約臺(tái)束反殼力見遭圖6-萌13所示種。(b孫)FN(c協(xié))(e蚊)(a宣)(d茶)（3）固稈定支羞座固定桶支座殘不允悶許結(jié)莖構(gòu)發(fā)姐生任慶何方斤向的紀(jì)移動(dòng)慘和轉(zhuǎn)廢動(dòng)，霸在實(shí)叛際結(jié)構(gòu)泥中，仇凡嵌卸入墻學(xué)身的絞桿件壓，若息嵌入鄭部分暫有足債夠的吵長(zhǎng)度所，以致使患桿端忘不能漏有任少何移叛動(dòng)和籍轉(zhuǎn)動(dòng)殿時(shí)，描該端壺就可蜂視為殃固定瀉支座愧，固定失支座襪的約懸束反剝力可艷以用赴水平廟和豎爐向的肺反力Fx和Fy及反秒力偶M來表芬示，突如圖6-平14所示兄。MFxFy第三攤節(jié)暫結(jié)構(gòu)振的定叨義和蚊對(duì)結(jié)傍構(gòu)的慣要求一、惡結(jié)構(gòu)阻的定酸義為了禮使建艦筑物倘、構(gòu)根筑物竿在各觀種自蛋然的衡與人圈為的儉作用予下，保持自其自籮身正爸常的帶工作燒狀態(tài)擔(dān)，必籍須有顯相應(yīng)手的受舒力、招傳力戒體系挺，這個(gè)短體系腥就是首結(jié)構(gòu)屈，圖6-舌20所示乎。建筑隙結(jié)構(gòu)率是構(gòu)旅成建職筑物似并為坐使用名功能采提供風(fēng)空間廊環(huán)境怒的支承體朵，承紹擔(dān)著只各種般荷載梳；同艘時(shí)又牽是影援響建甚筑構(gòu)慈造、器建筑稀經(jīng)濟(jì)和建快筑整膚體造矛型的雕基本坡因素稱。具痰體講表，在雄土木剃工程扣中，倍承受荷載師的建候筑物朱和構(gòu)誘筑物禽或其淘中的衡某些樂承重糊構(gòu)件借，都渡可稱殊為結(jié)構(gòu)。套如常冠見建總筑物對(duì)的梁脹、柱券、板推；橋蔬梁的齒橋墩亞、橋錄跨；毅水壩共、堤岸執(zhí)等就與是結(jié)棟構(gòu)，煮而人狡們?cè)跔T日常摟活動(dòng)豈中看茶不到普的基積礎(chǔ)、猶地基也屬配于結(jié)鐘構(gòu)。虹有了冬結(jié)構(gòu)挺，建扯筑物雪與構(gòu)淘筑物征就可奴以抵恒抗自蝴然界與人樓為的膊各種瞎作用疲，因臺(tái)此結(jié)汽構(gòu)必孝須是賞安全鈴的。(a橫)工業(yè)之廠房(b聲)橋梁圖6-題20結(jié)構(gòu)序示意右圖結(jié)構(gòu)獻(xiàn)在其授使用透期限扔內(nèi)，腦要承誤受各增種永菜久荷的載和會(huì)可變含荷載正，有些網(wǎng)結(jié)構(gòu)方可能屠還要石承受屬偶然任荷載栽。除童此之轎外，灘結(jié)構(gòu)謹(jǐn)在其貞使用期限潛內(nèi)，授還將預(yù)受到得溫度百、收相縮、柴徐變傭、地退基不寨均勻流沉降皺等影響。討在地釋震區(qū)馳，結(jié)滿構(gòu)還暮可能責(zé)承受狀地震蓄作用留。結(jié)步構(gòu)在甜上述烤各種因素工的作尚用下查，應(yīng)結(jié)具有峽足夠申的承濤載能魚力，都不發(fā)啦生整古體或葵局部的破酸壞或狡失穩(wěn)約。結(jié)估構(gòu)還浩應(yīng)具做有足來夠的案剛度酸，不役產(chǎn)生辮過大原的撓度或營(yíng)側(cè)移閉。二、缺結(jié)構(gòu)團(tuán)的組輩成1.形成臉跨度鏟的構(gòu)閱件與孤結(jié)構(gòu)建筑惜物內(nèi)餃部要地形成促必要修的使杏用空使間，泛跨度日是必模不可形少的擺尺度要咽求。侵常見據(jù)的跨之度構(gòu)邪件是杜梁。咱板是卵梁水邪平側(cè)串向尺懇度的酸變異性構(gòu)衛(wèi)件，餃其原桃理、銷作用貨與梁粉基本秤相同學(xué)，圖6-融21中的弦梁、靈板即為形徒成跨疾度的簡(jiǎn)構(gòu)件醫(yī)。圖6-魄21結(jié)構(gòu)味的組垂成2.垂直顫傳力聞的構(gòu)聲件與行結(jié)構(gòu)跨度協(xié)構(gòu)件遮的兩爸端形蘆成對(duì)金于其累他構(gòu)屑件向嬌下的產(chǎn)壓力夸作用落，需要有痛其他租構(gòu)件賄承擔(dān)展并傳尋遞至這地面按，這秘就是稀垂直眉傳力造構(gòu)件聚或結(jié)構(gòu)。愁常見櫻的垂衡直傳倉(cāng)力構(gòu)柄件或項(xiàng)結(jié)構(gòu)殲是柱童，如柏圖6-屆21中的臉柱子勞即為垂忌直傳粗力構(gòu)僻件。信墻是縫柱水灶平側(cè)田向尺監(jiān)度的仇變異皆性構(gòu)寶件，兩其原理、閘作用窮與柱域基本饑相同武，但巷是具云有較賢大側(cè)亮向剛接度。續(xù)對(duì)于嘩一些特殊無(wú)結(jié)構(gòu)兔，不扒能夠愚簡(jiǎn)單鋸的將抬其分胳解成障為跨斤度構(gòu)猾件與庭垂直柿構(gòu)件羽，可能記是由奮整體跳結(jié)構(gòu)未形成乓的，頃如拱砌。3.抵抗吸側(cè)向竭力的暴構(gòu)件制與結(jié)列構(gòu)建筑僅物內(nèi)帽部要驢有相沃應(yīng)的齡構(gòu)件噸或結(jié)床構(gòu)，土來抵替抗側(cè)冒向力向或者作用秩。常抬見的朋抵抗泥側(cè)向墊力的滑構(gòu)件燭是墻兄。樓考板的勤側(cè)向軌剛度皂也較大，墳但只費(fèi)能夠諒將建斤筑物炭在板博所在昨的平賽面內(nèi)恰形成換剛性叨聯(lián)接懶體。除了擁墻以盼外，忘柱與窮柱之賭間可犯以利決用支背撐來瞧形成枯抵抗裝側(cè)向躍變形的結(jié)殖構(gòu)。4.承擔(dān)此和傳公遞上竟部荷兆載的抗構(gòu)件幟與結(jié)飲構(gòu)基礎(chǔ)亞是建膚筑物選的組并成部劃分，喬承受影著建縱筑物趣的上槳部荷坑載，并將留這些站荷載蝦傳給造地基植，圖6-似21中的糊基礎(chǔ)析?；甑A(chǔ)要握承擔(dān)粘垂直力、記水平悔側(cè)向扁力、肥彎矩塌等復(fù)優(yōu)雜的克作用諸。基菌礎(chǔ)必腹須向竊地面渡以下埋置煮一定殼的深璃度，弦以確撐保建毒筑物借的整獄體穩(wěn)蹄定性夏。地基物是基端礎(chǔ)以四下的蓮持力鉗土層基或巖吵層。年地基吧必須異有足鍵夠的強(qiáng)度冬、剛北度與赤穩(wěn)定鉗性。三、覆結(jié)構(gòu)康的基吼本要廈求房屋棉結(jié)構(gòu)表要根低據(jù)房蝴屋的鈴用途扁、建細(xì)筑材陣料、婦施工列技術(shù)午條件猛、地質(zhì)融、地哲形、宴自然遠(yuǎn)氣候羊條件念、造軍型要儲(chǔ)求及原技術(shù)般經(jīng)濟(jì)年指標(biāo)緞等選定合測(cè)理的指結(jié)構(gòu)頌方案影。既鉗要滿粒足結(jié)夏構(gòu)的確強(qiáng)度您、剛笨度、兼穩(wěn)定席性、耐久滲性和犁經(jīng)濟(jì)根性的營(yíng)要求泳，又溪要考蹤蝶慮建移筑藝誰(shuí)術(shù)的奸要求卡，盡樓量使結(jié)構(gòu)椒造型獵優(yōu)美袖，與翅建筑佩融為論一體存。對(duì)瓦結(jié)構(gòu)篩的基智本要叮求包讓括平衡、茅強(qiáng)度訓(xùn)、剛偏度、間穩(wěn)定漿性、略耐久屑性等貼方面鈔。1.平衡平衡溫的基出本要機(jī)求就環(huán)是保沒證建企筑物嬸及其山任一示組成另構(gòu)件估不致發(fā)生領(lǐng)運(yùn)動(dòng)姻。這憶里指倦的運(yùn)釋動(dòng)不都包括牢支座榜產(chǎn)生外的微鈔小位桌移，俗也就是說假，有潔些運(yùn)耕動(dòng)是謹(jǐn)不可坑避免撿的和尊必要猾的，件但又角是可鏡以被是建筑物所窩允許喬的，釀這種批允許爸的微漁小運(yùn)愈動(dòng)仍慈使建伐筑結(jié)膚構(gòu)處咱于平鋪衡的狀態(tài)毒。2.強(qiáng)度強(qiáng)度隸是指蔥結(jié)構(gòu)兩或構(gòu)孩件在隆荷載杠作用朝下，鈔抵抗隊(duì)破壞窗的能福力。強(qiáng)度默的基堅(jiān)本要蝕求就勉是保貴證結(jié)鄭構(gòu)及斃其任丑一組瓦成構(gòu)消件在萬(wàn)荷載障作用下保殊持完膊好狀壇態(tài)，夢(mèng)也就智是說糟結(jié)構(gòu)炒體系畏能夠顛把房慢屋在箏施工勸和使用期橋間所速承受腫的各席種荷晨載，度通過欣相應(yīng)留的結(jié)耍構(gòu)構(gòu)州件傳菜遞到艘地基上，肢并保莖證建鎖筑物核在正驕常工始作情珍況下廳的安缸全性范。結(jié)殿構(gòu)構(gòu)濤件因強(qiáng)度雄不足緩造成斬破壞虧的實(shí)周例如慘圖6-豎22所示售。(a厭)柱子胡強(qiáng)度情不足蒙造成牲的破獻(xiàn)壞(b鴉)梁強(qiáng)怠度不釣足造棒成的棕破壞圖6-防22結(jié)構(gòu)勵(lì)因強(qiáng)濕度不磁足產(chǎn)頸生的清破壞3.剛度剛度研是結(jié)薦構(gòu)或林構(gòu)件科在外豎力作闖用下壁抵抗必變形萄的能苗力。謀剛度的要熊求就花是使客結(jié)構(gòu)易及其亭任一組組成血構(gòu)件莫在荷科載作仍用下毀不致守產(chǎn)生過大納的變毯形而梳影響閘使用蓮，其撈變形下值應(yīng)臂控制怒在規(guī)拐范所蛾允許笛的范圍內(nèi)梯，圖6-豬23為結(jié)細(xì)構(gòu)變錦形的旨示意俗圖。搏剛度弟是衡挖量結(jié)討構(gòu)承寇受溫度變癢化、駱地基畜不均議勻沉漲陷和衡動(dòng)力櫻荷載敵時(shí)柔船韌性免的一睬個(gè)標(biāo)滑志。圖6-恒23結(jié)構(gòu)敞變形蠟的示運(yùn)意圖房屋良建筑揚(yáng)對(duì)結(jié)蚊構(gòu)允天許變絲式形的穩(wěn)規(guī)定史是根枝據(jù)使焦用要倉(cāng)求，頸按照規(guī)范那規(guī)定搖確定鴉的。彩如樓眼板的紐奉撓度濤限值延是根采據(jù)裝唯飾與翅美觀魚的要求確雁定，盞吊車擴(kuò)梁的若撓度治限值澆是根半據(jù)吊久車行割走坡毛度的艦要求右確定的，錘高層配建筑聲抗震皂縫限結(jié)值是謝根據(jù)役結(jié)構(gòu)持在遭豬受地掙震作柏用時(shí)叉，為避免揭結(jié)構(gòu)約振動(dòng)奏碰撞拾而規(guī)掠定的馬。4.穩(wěn)定沒性結(jié)構(gòu)止受到烏外力鳳作用胸，在森力的犁傳遞令過程完中，翁除要笨求滿除足強(qiáng)度和丟剛度涂要求馬外，悔結(jié)構(gòu)亦的整肥體與譯局部掃尚需賭滿足摸穩(wěn)定響性的彩要求病。結(jié)構(gòu)課的穩(wěn)呀定性檔，分效基礎(chǔ)敘與結(jié)鏈構(gòu)本男身兩揮個(gè)方爐面。充在基幟礎(chǔ)方菠面，要防槍止地尚基不進(jìn)均勻球沉降蘆而引籠起的亭傾斜耳倒塌碰或在樓地基居在水晉平力作用抽下的寬滑移廊。在棄結(jié)構(gòu)倦方面勸有整畏體穩(wěn)蹄定性題和局額部穩(wěn)帝定性顫的問題，協(xié)結(jié)構(gòu)懸施工窄中，爽要防平止結(jié)蘇構(gòu)尚核未形壇成整到體時(shí)蒼的失唇穩(wěn)，頸如單層廠帆房排大架柱脖施工央和升站板結(jié)魂構(gòu)提捎升階堆段的累群柱堅(jiān)失穩(wěn)艘等。污局部穩(wěn)定借是指授結(jié)構(gòu)獵本身馬的局鐵部或倉(cāng)結(jié)構(gòu)興中的刷桿件派在受趣力時(shí)躬產(chǎn)生華的屈曲現(xiàn)秒象，萍如壓蓄桿的轟失穩(wěn)辛、梁辨受壓梁翼緣疑的失浪穩(wěn)、般薄壁呆結(jié)構(gòu)畜腹板的失爹穩(wěn)等麥，特家別在便鋼結(jié)肥構(gòu)中經(jīng)要注翁意失凳穩(wěn)現(xiàn)渠象，仿如圖6-虜24所示蹦。(a銅)鋼柱剖失穩(wěn)(b橫)鋼梁漆失穩(wěn)5.耐久棒性結(jié)構(gòu)猴在正格常使著用和竭正常絲式維護(hù)沈條件找下，纖在規(guī)悉定的秤使用冊(cè)期限內(nèi)要根有足譽(yù)夠的艱耐久掏性。河結(jié)構(gòu)甲的耐潛久性諒問題灣已引還起世未界各愚國(guó)的高度權(quán)重視狹，結(jié)減構(gòu)的碧耐久綢性可逢從兩魔個(gè)方笨面即當(dāng)環(huán)境鄭條件到的腐菠蝕和受力赤狀態(tài)烏對(duì)結(jié)冰構(gòu)耐撫久性椅的影傅響考襲慮。酬解決矮環(huán)境牽條件拆的影抬響問題，憤目前住采取笑的措能施是今選用部耐環(huán)啟境腐沃蝕的徹材料桐、加泥大?？妥o(hù)層源、選用康合理查的形息狀和封連接舞構(gòu)件許等。第四辰節(jié)堡結(jié)構(gòu)蟲的極刺限狀激態(tài)和巨結(jié)構(gòu)孩失效一、線結(jié)構(gòu)市的極依限狀蠅態(tài)結(jié)構(gòu)世能夠奇滿足刷功能始要求偶而且尤能夠盈良好蒙的工束作，玻稱為始結(jié)構(gòu)宅的可靠沫或有慚效，健反之爆則稱迷結(jié)構(gòu)唱不可石靠或傍失效刊。區(qū)過分結(jié)榨構(gòu)可求靠與失效題狀態(tài)春的標(biāo)躁志是眨極限舒狀態(tài)構(gòu)。整個(gè)意結(jié)構(gòu)非或結(jié)霧構(gòu)的變一部匆分超辭過某秘一特蒙定狀漏態(tài)時(shí)妄，如飽達(dá)到個(gè)極限能蒙力、隊(duì)失穩(wěn)嘆、變芝形過目大、彩裂縫蕩過寬忽等，努就不屢能滿獻(xiàn)足設(shè)祥計(jì)規(guī)定的想某一乒功能限要求廢，此鼠特定河狀態(tài)厭稱為霜該功物能的念極限晨狀態(tài)回。根據(jù)功沉能要垃求，對(duì)結(jié)構(gòu)珍極限猾狀態(tài)滾可分善為承紙載能即力極病限狀辛態(tài)和涼正常使用毀極限想狀態(tài)親。1.承載買能力喉極限癥狀態(tài)承載內(nèi)能力爆極限嗽狀態(tài)乓是指袋結(jié)構(gòu)協(xié)或構(gòu)提件達(dá)膠到最坊大承殼載力爪、疲離勞破壞傭或不光適于巡壽繼續(xù)雜承載孩的變脅形時(shí)跟的狀經(jīng)態(tài)。旨對(duì)于衫所有往結(jié)構(gòu)加構(gòu)件只，均應(yīng)選進(jìn)行棄承載艙力極楚限狀晚態(tài)的烤計(jì)算丈，在墻必要銹時(shí)尚憲應(yīng)進(jìn)題行構(gòu)設(shè)件的疲勞身強(qiáng)度膛或結(jié)佩構(gòu)的霸傾覆慈和滑戀移驗(yàn)捉算。2.正常狐使用稼極限典狀態(tài)正常范使用致極限寶狀態(tài)澡是指些結(jié)構(gòu)元或構(gòu)付件達(dá)獅到正贊常使雁用或環(huán)耐久性的退某項(xiàng)奶規(guī)定從限值然時(shí)的嬌狀態(tài)廉。對(duì)技于在差使用私上或忌外觀荒上需命要控制變某形值綠的結(jié)礦構(gòu)構(gòu)奏件，糕應(yīng)進(jìn)調(diào)行變晴形的便驗(yàn)算辰；對(duì)手于在礙使用腥上要求不灶出現(xiàn)史裂縫疲的構(gòu)鑼件，韻應(yīng)進(jìn)注行混太凝土尿拉應(yīng)飼力的令驗(yàn)算今；對(duì)境于允許出初現(xiàn)裂雕縫的晃構(gòu)件師，應(yīng)灘進(jìn)行拼裂縫齒寬度矮的驗(yàn)?zāi)闼悖稽h同時(shí)榴應(yīng)進(jìn)肅行相應(yīng)的礙耐久違性設(shè)揮計(jì)，冬以保縱證結(jié)棄構(gòu)的腰正常綢使用控和耐瓦久性膽的要瘋求。二、巨結(jié)構(gòu)費(fèi)的失漫效因各昨種荷毒載使脈房屋吹結(jié)構(gòu)膏構(gòu)件傅承受大的拉世力、抓壓力料、彎早矩和獅扭矩等謊，及墓結(jié)構(gòu)輪構(gòu)件謝因承裕受著煉各種盲作用廳力而響產(chǎn)生銜的拉倒伸、李壓縮飽、彎曲梯、剪貍切和拜扭轉(zhuǎn)句變形亭等統(tǒng)塞稱為艇結(jié)構(gòu)駱的作蹄用效噸應(yīng)，性用S表示墳。結(jié)構(gòu)披抗力帶即結(jié)氧構(gòu)構(gòu)曉件抵臥抗其綠內(nèi)力懲和變穴形的尸能力紡，是繭指由劈燕材料、這截面革及其灑連接虧方式孟所構(gòu)狹成的至抗拉羨能力掃、抗四壓能圓力、趨抗彎能力托和抗柜扭能油力，鏡以及罰結(jié)構(gòu)世所能神經(jīng)受葬的變申形、躬位移巴或沉愈陷量準(zhǔn)，用R表示。結(jié)構(gòu)掘構(gòu)件供的工炸作狀漆態(tài)可踐以用巷作用套效應(yīng)S和結(jié)艘構(gòu)抗援力R的關(guān)系法式來借描述句：當(dāng)S<貌R，結(jié)特構(gòu)處鎮(zhèn)于可丹靠狀鹿態(tài)；S=鑼R，結(jié)號(hào)構(gòu)處拆于極插限狀紫態(tài)；S>致R，結(jié)墨構(gòu)處拼于實(shí)砌效狀勵(lì)態(tài)。結(jié)構(gòu)嬌能夠州完成戰(zhàn)預(yù)定市功能介的（S≤R）的償概率壩即為剃“可祖靠概率”ps，不俗能完過成預(yù)任定功腎能（S>R）的旋概率構(gòu)為“瞞失效何概率鎮(zhèn)”pf。即ps+pf=1.植0（6-誦4）在結(jié)縮慧構(gòu)設(shè)免計(jì)中胡，荷諷載、確材料胖強(qiáng)度椒指標(biāo)蘿都是嗚隨機(jī)絞變量爹，它們的驕概率喉分布許函數(shù)機(jī)可以鞋用不冰同的幣曲線屬來反什映，英其中餅正態(tài)備分布占很爸重要功的地牲位，項(xiàng)由荷素載等駐外部偶因素艙所產(chǎn)財(cái)生的翅荷載鐵效應(yīng)S和材料療強(qiáng)度慚及截馳面幾宜何特遙征相膊關(guān)的與結(jié)構(gòu)影抗力R也可顯認(rèn)為荷是正沿態(tài)分布避的隨慨機(jī)變肺量。印由于洪荷載茂效應(yīng)荷可表瞇示成趕各個(gè)蹲截面山的內(nèi)跑力，而結(jié)聞構(gòu)抗量力可銹表示腸成結(jié)白構(gòu)內(nèi)吵部所奮承受騰的內(nèi)盟力值憤，所蘆以兩僻者的統(tǒng)計(jì)北關(guān)系歲可列裁于同循一坐腔標(biāo)內(nèi)管，如狐圖6-徒25所示踏。圖6-紹25S與R概率賊分布輔曲線圖6-炮26Z的概競(jìng)率分炎布曲故線從圖6-赴25可以憲看出牧，結(jié)奧構(gòu)抗斤力R值在糧大多觸數(shù)情柜況下蠻出現(xiàn)大悼于荷蝴載效綢應(yīng)S值的考情況日，但作在兩條曲岡線重鋸疊面暴積范侄圍內(nèi)居，仍有親可能甘出現(xiàn)逢結(jié)構(gòu)擁抗力R低于坦荷載業(yè)效S應(yīng)的賓情況落。例蘋如圖6-督25中A點(diǎn)出值現(xiàn)的牌抗力RA，就索將低梨于以屈它右若側(cè)的S概率樂分布鄭曲線所出冒現(xiàn)的底各個(gè)S值，鋒此時(shí)剩結(jié)構(gòu)集是失效冊(cè)的。紀(jì)由此閉可知乏，圖臉中重疊面尾積的受大小次，反太映了畫失效漆概率產(chǎn)的高毫低，林面積征愈小文，失親效概率愈章低。從以李上分軋析可舒知，攏由于蓮結(jié)構(gòu)乎抗力R和荷基載效塵應(yīng)S是正態(tài)分盒布的腸隨機(jī)騰變量淡，所特以Z=R?S亦是迫一個(gè)軟正態(tài)施分布商的隨圈機(jī)變量。Z值的描概率塵分布迅曲線制如圖6-趴26所示她，從擔(dān)該圖斷可以蒼看出設(shè)，所有Z=R?Sp問0的事搞件（轉(zhuǎn)失效血事件暖），鴿其出歌現(xiàn)的兔概率就回等于日原02點(diǎn)以烤左曲側(cè)線下愁面與嫌橫坐怪標(biāo)所匪包圍濾的陰狗影面薦積。熔這樣懸，其王失效概率竿可表振示為歉：pf=p(Z=R