1、1A 建筑结构平衡的技术1A 掌握结构平衡的条件一、力的基本性质（1）力的作用效果促使或限制物体运动状态的改变，称力的运动效果；促使物体发生变形或破坏，称力的变形效果。（2）力的三要素力的大小、力的方向和力的作用点的位置称力的三要素。（3）作用与反作用原理力是物体之间的作用，其作用力与反作用力总是大小相等，方向相反，沿同一作用线相互作用于两个物体。（4）力的合成与分解作用在物体上的两个力用一个力来代替称力的合成。力可以用线段表示，线段长短表示力的大小，起点表示作用点，箭头表示力的作用方向。力的合成可用平行四边形法则，见图 1A-1，P 1 与 P 2 合成 R。利用平行四边形法则也可将一个力分
2、解为两个力，如将 R 分解为 P 1 、P 2 。但是力的合成只有一个结果，而力的分解会有多种结果。（5）约束与约束反力工程结构是由很多杆件组成的一个整体，其中每一个杆件的运动都要受到相连杆件、节点或支座的限制或称约束。约束杆件对被约束杆件的反作用力，称约束反力。二、平面力系的平衡条件及其应用（一）物体的平衡状态物体相对于地球处于静止状态和等速直线运动状态，力学上把这两种状态都称为平衡状态。（二）平衡条件物体在许多力的共同作用下处于平衡状态时，这些力（称为力系）之间必须满足一定的条件，这个条件称为力系的平衡条件。1二力的平衡条件作用于同一物体上的两个力大小相等，方向相反，作用线相重合，这就是二
3、力的平衡条件。2平面汇交力系的平衡条件一个物体上的作用力系，作用线都在同一平面内，且汇交于一点，这种力系称为平面汇交力系。平面汇交力系的平衡条件是，X0 和Y0， ，见图 1A-2。3一般平面力系的平衡条件还要加上力矩的平衡，所以平面力系的平衡条件是X0 ， Y0 和M0。（三）利用平衡条件求未知力一个物体，重量为 w，通过两条绳索 AC 和 BC 吊着，计算 A CBC 拉力的步骤为：首先取隔离体，作出隔离体受力图；然后再列平衡方程，X0, Y0，求未知力 T1 、T 2 。见图 1A-3。四）静定析架的内力计算1. 析架的计算简图（见图 1A-4）首先对析架的受力图进行如下假设：（1 ）析
4、架的节点是铰接；（2 ）每个杆件的轴线是直线，并通过铰的中心；（3 ）荷载及支座反力都作用在节点上。s2用节点法计算析架轴力先用静定平衡方程式求支座反力 X A 、Y A 、Y B ，再截取节点 A 为隔离体作为平衡对象，利用X 0 和Y 0 求杆 1 和杆 2 的未知力。二力杆：力作用于杆件的两端并沿杆件的轴线，称轴力。轴力分拉力和压力两种。只有轴力的杆称二力杆。3用截面法计算析架轴力截面法是求析架杆件内力的另一种方法，见图 1A-50首先，求支座反力 YA 、YB 、X A ；然后在椅架中作一截面，截断三个杆件，出现三个未知力：Nl、 N2、N3。可利用x0,Y 0 和M G 0 求出 N
5、l 、N 2 、N 3 。（五）用截面法计算单跨静定梁的内力杆件结构可以分为静定结构和超静定结构两类。可以用静力平衡条件确定全部反力和内力的结构叫静定结构。1梁在荷载作用下的内力图 1A-6 为一简支梁。梁受弯后，上部受压，产生压缩变形；下部受拉，产生拉伸变形。V 为 1-1 截面的剪力， Y 0,V YA 。1 一 1 截面上有一拉力 N 和一压力 N，形成一力偶 M，此力偶称 1 一 1 截面的弯矩。根据M0 0，可求得 MYA a。梁的截面上有两种内力，即弯矩 M 和剪力 V。2. 剪力图和弯矩图见图图 1A-7，找出悬臂梁上各截面的内力规律变化，可取距 A 点为的任意截面进行分析。首先
6、取隔离体，根据 Y=0，剪力 V ( x) =P; M=0, 弯矩 M( x) = P X。不同荷载下，不同支座梁的剪力图和弯矩图，见图 1A-8 和图 1A-9【考点内容一】静定梁的受力分析一、一般平面力系的平衡条件X=0，Y=0，M=0二、静定梁的内力包括剪力和弯矩三、计算梁内力的一般步骤1.去掉约束，画出杆件受力图2.利用平衡方程，求出约束反力3.用截面法计算出梁的内力（剪力、弯矩）四、支座反力1.固定端支座，其支座反力为：2.固定铰支座，其支座反力为：3.可动铰支座，其支座反力为：【考点内容二】静定桁架部分的受力分析一、桁架的特点1. 桁架的节点是铰接2. 每个杆件的轴线是直线，并通过
7、铰的中心3. 荷载及支座反力都作用在节点上二、节点法计算内力的步骤1.去掉约束，画出受力图2.利用平衡方程，求出约束反力3.用节点法求出杆件内力三、杆件的内力（二力杆） 压杆、拉杆、零杆四、截面法计算内力的步骤1.去掉约束，画出受力图2.利用平衡方程，求出约束反力3.用截面法求出杆件内力【典型考题】1. 【2004 年-5】有一简支梁受办和支承情况如下图，则跨中最大弯矩为（B）KNmA5 B6 C8 D10参考教材：P92.【2004 年-6】有一桁架，受力及支承如下图，则 AC 杆和 AB 杆的内力分别为（ ） 。拉力为正，压力为负。A.-1kN,-1kN B.0,-1kN C.1kN,1k
8、N D.1kN,0【正确答案】B【答案解析】计算内力的思路为： 1. 去掉约束，画出受力图2.利用平衡方程，求出约束反力X0 R CX-1kNY0 R CY+RDY0MC0 1aR DYa R DY1RCY-1kN3.用节点法求出杆件内力节点法NAB1kN体现在 AB 杆上即为压杆。NAB-1kN3. 【2005 年真题-2.】梁的支承与受力如图，A 为铰支座，C 为固端支座，则 A 支座反力为（ B ）KN。 A.1 B.2 C.3 D.4 解析：答案：B;根据力矩平衡议程： ，得出RA=2KN,见教材 P84.【2005 年真题-17】有一悬臂梁受力及支承如图，则固端 A 的弯矩为（ ）k
9、N.m。A.2 B.3 C.6 D.9【正确答案】C【答案解析】计算梁内力的一般步骤：第一步，去掉约束，画出杆件受力图；第二步：利用平衡方程，求出约束反力；X0 R AX0Y0 R AY3kNMA0 M A326kNm第三步：用截面法计算出梁的内力。如图所示，固端 A 的弯矩=32=6KNm 5 【2006 年真题-2】一个重量为 w 的物体，通过两根绳索 AC 和 BC 悬吊（如下图所示）。下列四种情况中，绳索 AC 拉力最大的是（ ）。A=60，=30B=30，=30C=45，=45D=60，=60【解析】选 B。P8 根据力的平衡条件：TACCos=TBCCos，TACSin+TBCSi
10、n=W 解以上联立方程：TACSin+（TACCos/Cos）Sin=W TAC =W/（Sin+ SinCos/Cos） 代入各选项值，可得：A：0.866W；B：W；C：0.707W；D：0.577W。【2006 年真题-21】关于简支梁变形大小的影响因素，下列表述正确的是（ ）。A跨度越大，变形越大B截面的惯性矩越大，变形越大C截面积越大，变形越小D材料弹性模量越大，变形越大E外荷载越大，变形越大【解析】选 ACE。P46. 【2006 年真题-22】下图所示三角形屋架受力简图，下列表述正确的是（ ）。AA 支座的水平反力为 0BB 支座的竖向反力为 0.5PC上弦杆受压，下弦杆受拉D若
11、仅 a 与 b 同时增加，但 b/a 比值不变时，各杆轴力不变EAC 杆的轴力为 3P【解析】选 ACDE。P8 （1）求支座反力： X0，XA0 Y0，YAYB2P （2）取 A 为隔离体，利用节点法求 AC 杆拉力。7. 【2007 年真题-3】 吊同一重物，斜索夹角不同，如图所示，设斜索中拉力为N，总吊索拉力为 P，则（ ） 。APAPB NANB BPA=PB NANB DPA3 P1 【解析】选 C。P7 P1 2=N2+F2，P 22=N2+9F2，(3P 1)2=9N2+9F2。 12. 2011 年真题-1关于现浇钢筋混凝土肋形楼盖连续梁、板内力计算的说法，正确的是（ ） 。
12、A.按弹性理论方法计算 B.板可考虑塑性变形内力重分布的方法计算 C.主梁、次梁按弹性理论方法计算，板按可考虑塑性变形内力重分布方法计算 D.主梁按弹性理论方法计算，次梁、板按可考虑塑性变形内力重分布的方法计算 【解析】选 D 。P2413. 2011 年真题-8 图示人字梯放置在光滑（忽略摩擦）地面上，顶端人体重量为 P。关于绳子拉力与梯子和地面的夹角口、绳子位置 h 的关系的说法，正确的是（ ） 。P8A、h 越大，绳子拉力越大B、h 越小，绳子拉力越大C 越大、h 越小，绳子拉力越大D 越小、h 越大，绳子拉力越大【解析】选 D。P814.【典型考题】有一简支梁受力与支承如下图，则梁跨中
13、的弯矩为（ ）kNm。A.5 B.6 C.7.5 D.10【正确答案】A【答案解析】计算梁内力的一般步骤：第一步，去掉约束，画出杆件受力图。假设 A 点处有向上的力 RAY，水平的力 RAX。第二步：利用平衡方程，求出约束反力。X0 RAX0Y0 RAY+ RBY5 M0 52RBY5 RBY2kN，RAY3kN第三步：如需计算梁的内力（剪力或弯矩）可用截面法，取 B 点至跨中的一段梁作为隔离体，此时应标注出跨中的内力 V 跨中、M 跨中，然后再列平衡方程，可以得出：跨中的弯矩= RBY 5/2=22.5=5KNM1A 掌握防止结构倾覆的技术要求一、力偶、力矩的特性1力矩的概念力使物体绕某点转
14、动的效果要用力矩来度量。力矩力力臂，MP a。转动中心称力矩中心，力臂是力矩中心 0 点至力 P 的作用线的垂直距离 a，见图 1A-1。力矩的单位是 N m 或 kN m。2力矩的平衡物体绕某点没有转动的条件是，对该点的顺时针力矩之和等于逆时针力矩之和，即M 0，称力矩平衡方程。3力矩平衡方程的应用利用力矩平衡方程求杆件的未知力，见图 1A-2。 M A 0 ，求 R B ；M B 0，求 R A 。4力偶的特性两个大小相等方向相反，作用线平行的特殊力系称为力偶，如图 1A-3。力偶矩等于力偶的一个力乘力偶臂，即 MPd。力偶矩的单位是 N m 或 kNm。5力的平移法则作用在物体某一点的力
15、可以平移到另一点，但必须同时附加一个力偶，使其作用效果相同，如图 1A-4。二、防止构件（或机械）倾覆的技术要求对于悬挑构件（如阳台、雨篷、探头板等） 、挡土墙、起重机械防止倾覆的基本要求是：引起倾覆的力矩 M （ 倾 ） 应小于抵抗倾覆的力矩 M（抗） 。为了安全，可取 M （ 抗 ） （1. 2 1.5）M （倾 ） 。【考点内容】一、力矩的概念、单位 力使物体绕某点转动的效果要用力矩来度量；单位：Nm 或 KNm二、力偶的特性 两个大小相等，方向相反，作用线平行的特殊力系三、力的平移法则 作用在物体某一点的力可以平移到另一点，但必须同时附加一个力偶，使其作用效果相同四、防止构件倾覆的技术
16、要求对于悬挑构件（如阳台、雨篷、探头板等） 、挡土墙、起重机械防止倾覆的基本要求是：引起倾覆的力矩应小于抵抗倾覆力矩，为了安全，可取 M（抗）（1.21.5）M（倾） 。【典型考题】为了安全，对于悬挑阳台防止其倾覆的抵抗倾覆的力矩（抗）可取其引起倾覆的力矩（倾）的（ ）倍。A.0.51.0B.1.01.2C.1.21.5D.1.52.0【正确答案】C【答案解析】对于悬挑构件（如阳台、雨篷、探头板等） 、挡土墙、起重机械防止倾覆的基本要求是：引起倾覆的力矩应小于抵抗倾覆力矩，为了安全，可取 M 抗（1.21.5）M 倾。所以正确选项为 C。参见教材 P10。 1A 熟悉结构抗震的构造要求一、地震
17、的震级及烈度地震是由于某种原因引起的强烈地动，是一种自然现象。地震的成因有三种：火山地震、塌陷地震和构造地震。火山地震是由于火山爆发，地下岩浆迅猛冲出地面时而引起的地动。塌陷地震是由于石灰岩层地下溶洞或古旧矿坑的大规模崩塌而引起的地动，它数量少，震源浅。以上两种地震释放能量较小，影响范围和造成的破坏程度也较小。构造地震是由于地壳运动推挤岩层，造成地下岩层的薄弱部位突然发生错动、断裂而引起的地动。此种地震破坏性大，影响面广，而且发生频繁，约占破坏性地震总量的 95%以上。房屋结构抗震主要是研究构造地震。 地壳深处发生岩层断裂、错动的部位称震源。震源正上方的地方位置叫震中。震中附近地面震动最厉害，
18、也是破坏最严重的地区，称为震中区。地面某处至震中的水平距离称为震中距。震中至震源的垂直距离称为震源深度。如图 1A 所示。我国发生的绝大多数地震属于浅源地震，一般深度为 5-40km，浅源地震造成的危害最大。如唐山大地震断裂岩层约 11km，属于浅源地震。震级是按照地震本身强度而定的等级标度，用以衡量某次地震的大小，用符号 M 表示。震级的大小是地震释放能量多少的尺度，也是地震规模的指标，其数值是根据地震带记录到的地震波图来确定的。一次地震只有一个震级。目前，国际上比较通用的是里氏震级。学地震发生后，各地区的影响程度不同，通常用地震烈度来描述。如人的感觉、器物反应、地表现象、建筑物的破坏程度。
19、世界上多数国家采用的是 12 个等级划分的烈度表。一般来说，M5 的地震，对建筑物引起不同程度的破坏，统称为破坏性地震；M7 的地震为强烈地震或大震；M8 的地震称为特大地震。地震烈度是指某一地区的地面及建筑物遭受一次地震影响的强弱程度。一般来说，距震中愈远，地震影响愈小，烈度就愈小；反之，距震中愈近，烈度就愈高。此外，地震烈度还与地震大小、震源深浅、地震传播介质、表土性质、建筑物的动力特性、施工质量等许多因素有关。一个地区基本烈度是指该地区今后一定时间内，在一般场地条件下可能遭遇的最大地震烈度。基本烈度大体为在设计基准期超越概率为 10的地震烈度。为了进行建筑结构的抗震设计，按国家规定的权限
20、批准审定作为一个地区抗震设防的地震烈度称为抗震设防烈度。一般情况下，抗震设防烈度可采用中国地震参数区划图的地震基本烈度。二、抗震设防抗震设防是指房屋进行抗震设计和采用抗震措施，来达到抗震效果。抗震设防的依据是抗震设防烈度。1抗震设防的基本思想现行抗震设计规范适用于抗震设防烈度为 6、7 、8、9 度地区建筑工程的抗震设计、隔震、消能减震设计。抗震设防是以现有的科技水平和经济条件为前提的。以北京地区为例，抗震设防烈度为 8 度，超越 8 度的概率为 10左右。我国规范抗震设防的基本思想和原则是“三个水准”为抗震设防目标。简单地说就是“小震不坏、中震可修、大震不倒” 。“三个水准”的抗震设防目标是
21、：当遭受低于本地区抗震设防烈度的多遇地震影响时，建筑物一般不受损坏或不需修理仍可继续使用；当遭受相当于本地区抗震设防烈度的地震影响时，可能损坏，经一般修理或不需修理仍可继续使用；当遭受高于本地区抗震设防烈度预估的罕遇地震影响时，不会倒塌或发生危及生命的严重破坏。2建筑抗震设防分类建筑物的抗震设计根据其使用功能的重要性分为甲类、乙类、丙类、丁类四个抗震设防类别。大量的建筑物属于丙类，这类建筑的地震作用和抗震措施均应符合本地区抗震设防烈度的要求。3抗震结构的概念设计在强烈地震作用下，建筑物的破坏机理和过程是十分复杂的。对一个建筑物要进行精确的抗震计算也是非常困难的。因此，在对建筑物进行抗震设防的设
22、计时，根据以往地震灾害的经验和科学研究的成果首先进行“概念设计” 。概念设计可以使我们提高建筑物总体上的抗震能力。数值设计是对地震作用效应进行定量计算，而概念设计是根据地震灾害和工程经验所形成的基本设计原则和设计思想，进行建筑和结构总体布置并确定细部构造的过程。概念设计要考虑以下因素：（1 ）选择对抗震有利的场地，避开不利的场地。开阔平坦密实均匀中硬土地段是有利场地。不利场地一般是指软弱土、易液化土、山嘴孤丘、陡坡河岸、采空区和土质不均匀的场地。（2 ）建筑物形状力求简单、规则，平面上的质量中心和刚度中心尽可能靠近，以避免地震时发生扭转和应力集中而形成薄弱部位。（3 ）选择技术先进又经济合理的
23、抗震结构体系，地震力的传递路线合理明确，并有多道抗震防线。（4 ）保证结构的整体性，并使结构和连接部位具有较好的延性。（5 ）选择抗震性能比较好的建筑材料。（6 ）非结构构件应与承重结构有可靠的连接以满足抗震要求。三、抗震构造措施1多层砌体房屋的抗震构造措施多层砌体房屋是我们目前的主要结构类型之一。但是这种结构材料脆性大，抗拉、抗剪能力低，抵抗地震的能力差。震害表明，在强烈地震作用下，多层砌体房屋的破坏部位主要是墙身，楼盖本身的破坏较轻。因此，采取如下措施：（1 ）设置钢筋混凝土构造柱，减少墙身的破坏，并改善其抗震性能，提高延性。（2 ）设置钢筋混凝土圈梁与构造柱连接起来，增强了房屋的整体性，
24、改善了房屋的抗震性能，提高了抗震能力。（3 ）加强墙体的连接，楼板和梁应有足够的支承长度和可靠连接。（4 ）加强楼梯间的整体性等。2框架结构构造措施钢筋混凝土框架结构是我国工业与民用建筑较常用的结构形式。震害调查表明，框架结构震害的严重部位多发生在框架梁柱节点和填充墙处；一般是柱的震害重于梁，柱顶的震害重于柱底，角柱的震害重于内柱，短柱的震害重于一般柱。为此采取了一系列措施，把框架设计成延性框架，遵守强柱、强节点、强锚固，避免短柱、加强角柱，框架沿高度不宜突变，避免出现薄弱层，控制最小配筋率，限制配筋最小直径等原则。构造上采取受力筋锚固适当加长，节点处箍筋适当加密等措施。3设置必要的防震缝不论
25、什么结构形式，防震缝可以将不规则的建筑物分割成几个规则的结构单元，每个单元在地震作用下受力明确合理，避免产生扭转或应力集中的薄弱部位，有利于抗震。【考点内容小结】一、地震的成因、现行抗震设计规范及相关专业术语1.地震的成因主要有三种：构造地震、火山地震、陷落地震。2.适用于抗震设防烈火度为 6、7、8、9 度地区建筑工程的抗震设计、隔震、消能减震设计。3.震级、地震烈度、基本裂隙、抗震等级的区别震级：是地震释放能量多少的尺度，一次地震只有一个震级。地震烈度：是指某一地区的地面及建筑物遭受一次地震影响的强弱程度。基本烈度：是指该地区今后一定时间内，在一般场地条件下可能遭遇的最大地震烈度抗震等级：
26、是设计部门依据国家有关规定，按“建筑物重要性分类与设防标准” ，根据烈度、结构类型和房屋高度等，而采用不同抗震等级进行的具体设计。以钢筋混凝土框架结构为例，抗震等级可划分为四级。续表二、抗震结构的概念设计主要考虑的因素1.选择对抗震有利的场地，避开不利的场地。开阔平坦密实均匀中场地。不利场地一般是指软弱土、易液化土、山嘴孤丘、陡坡河岸、采空的场地。2.建筑物形状力求简单、规则，平面上的质量中心和刚度中心尽可能靠近，以地震时发生扭转和应力集中而形成薄弱部位。3.选择技术先进又经济合理的抗震结构体系，地震力的传递路线合理明确，并有多道抗震防线。4.保证结构的整体性，并使结构和连接部位具有较好的延性
27、。5.选择抗震性能比较好的建筑材料。6.非结构构件应与承重结构有可靠的连接以满足抗震要求。续表三、多层砌体房屋的抗震构造措施1.设置钢筋混凝土构造柱2.设置钢筋混凝土圈梁3.加强墙体的连接4.加强楼梯间的整体性等四、框架结构的抗震构造措施把框架设计成延性框架，遵守强柱、强节点、强锚固，避免短柱、加强角柱，框架沿高度不宜突变，避免出现薄弱层，控制最小配筋率，限制配筋最小直径等原则，构造上采取受力钢筋锚固适当加长，节点处箍筋适当加密等措施。【典型考题】1. 【2013 年真题-6】有抗震要求的带肋钢筋，其最大力总伸长率不应小于（）1%。A.7 B.8 C.9 D.10【答案】C【解析】有抗震要求的
28、，钢筋的最大力总伸长率不小于 9%，P48。2.【2012 年真题-23】加强多层砌体结构房屋抵抗地震能力的构造措施有( ) 。A. 提高砌体材料的强度 B. 增大楼面结构厚度C. 设置钢筋混凝土构造柱 D. 加强楼梯间的整体性E. 设置钢筋混凝土圈梁并与构造柱连接起来【正确答案】：C,D,E试题解析：1.多层砌体房屋的抗震构造措施：(1)设置钢筋混凝土构造柱，减少墙身的破坏，并改善其抗震性能，提高延性。(2)设置钢筋混凝土圈梁与构造柱连接起来，增强了房屋的整体性，改善了房屋的抗震性能，提高了抗震能力。(3)加强墙体的连接，楼板和梁应有足够的支承长度和可靠连接。(4)加强楼梯间的整体性等3.【
29、2010 年真题-21】关于非抗震设计的框架结构，不同部位震害程度的说法，正确的有（ ） 。A.柱的震害轻于梁B.柱顶震害轻于柱底 C.角柱的震害重于内柱D.短柱的震害重于一般柱 E.填充墙处是震害发生的严重部位之一【正确答案】CDE【答案解析】震害调查表明，框架结构震害的严重部位多发生在框架梁柱节点和填充墙处；一般是柱的震害重于梁，柱顶的震害重于柱底，角柱的震害重于内柱，短柱的震害重于一般柱。为此采取了一系列措施，把框架设计成延性框架，遵守强柱、强节点、强锚固，避免短柱、加强角柱，框架沿高度不宜突变，避免出现薄弱层，控制最小配筋率，限制配筋最小直径等原则。构造上采取受力筋锚固适当加长，节点处
30、箍筋适当加密等措施。参见教材 P13。4.【2007 年真题-5】我国房屋抗震设计的地震烈度，采用的是（ ）个等级划分的烈度表。A6B8C10D12【解析】选 D。P11.地震发生后，各地区的影响程度不同，通常用地震烈度来描述。如人的感觉、器物反应、地表现象、建筑物的破坏程度。世界上多数国家采用的是 12 个等级划分的烈度表。我国也是按 12 个等级划分的。5. 【2006 年真题 -5】 5我国现行 建筑抗震设计规范（GB50011-2001），适用于抗震设防烈度为（ ）度地区建筑工程的抗震设计。A4、5、6 和 7 B5、6、7 和 8 C6、7、8 和 9 D7、8、9 和 10【解析】
31、选 C。P121A 熟悉荷载对结构的影响一、荷载的分类引起结构失去平衡或破坏的外部作用主要有：直接施加在结构上的各种力，习惯上亦称为荷载，例如结构自重（恒载） 、活荷载、积灰荷载、雪荷载、风荷载等；另一类是间接作用，指在结构上引起外加变形和约束变形的其他作用，例如混凝土收缩、温度变化、焊接变形、地基沉降等。荷载有不同的分类方法。（一）按随时间的变异分类1永久作用（永久荷载或恒载）在设计基准期内，其值不随时间变化；或其变化可以忽略不计。如结构自重、土压力、预加应力、混凝土收缩、基础沉降、焊接变形等。2可变作用（可变荷载或活荷载）在设计基准期内，其值随时间变化。如安装荷载、屋面与楼面活荷载、雪荷载
32、、风荷载、吊车荷载、积灰荷载等。3偶然作用（偶然荷载、特殊荷载）在设计基准期内可能出现，也可能不出现，而一旦出现其值很大，且持续时间较短。例如爆炸力、撞击力、雪崩、严重腐蚀、地震、台风等。（二）按结构的反应分类1静态作用或静力作用不使结构或结构构件产生加速度或所产生的加速度可以忽略不计，如结构自重、住宅与办公楼的楼面活荷载、雪荷载等。2动态作用或动力作用使结构或结构构件产生不可忽略的加速度，例如地震作用、吊车设备振动、高空坠物冲击作用等。（三）按荷载作用面大小分类1均布面荷载 Q建筑物楼面上均布荷载，如铺设的木地板、地砖、花岗石、大理石面层等重量引起的荷载。均布面荷载 Q 值的计算，可用材料单
33、位体积的重度 7 乘以面层材料的厚度 d，得出增加的均布面荷载值，Q d。2线荷载建筑物原有的楼面或层面上的各种面荷载传到梁上或条形基础上时，可简化为单位长度上的分布荷载称为线荷载 q。3集中荷载是指荷载作用的面积相对于总面积而言很小，可简化为作用在一点的荷载。（四）按荷载作用方向分类1垂直荷载如结构自重、雪荷载等。2水平荷载如风荷载、水平地震作用等。（五）施工和检修荷载在建筑结构工程施工和检修过程中引起的荷载，习惯上称施工和检修荷载。施工荷载包括施工人员和施工工具、设备和材料等重量及设备运行的振动与冲击作用。检修荷载包括检修人员和所携带检修工具的重量。一般作为集中荷载。二、荷载对结构的影响荷
34、载对结构的影响主要是安全性和适用性。对于结构形式、构造及经济性也有很大影响。学（一）永久荷载对结构的影响永久荷载也可称为恒载。它的特点是对结构的永久作用，在设计基准期内，荷载值的大小及其作用位置不随时间的变化而变化，并且作用时间长。它会引起结构的徐变，致使结构构件的变形和裂缝加大，引起结构的内力重分布。在预应力混凝土结构中，由于混凝土的徐变，钢筋的预应力会有相应的损失。只有全面并正确计算预应力钢筋的预应力损失值，才会在混凝土中建立相应的有效预应力。（二）可变荷载对结构的影响可变荷载的特点是，在设计基准期内，其荷载值的大小和作用位置等经常变化，对结构构件的作用时有时无。荷载对构件作用位置的变化，
35、可能引起结构各部分产生不同影响，甚至产生完全相反的效应。所以在连续梁的内力计算中；在框架结构的框架内力计算中；在单层排架的内力计算中都要考虑活荷载作用位置的不利组合，找出构件各部分最大内力值，以求构件的安全。（三）偶然荷载对结构的影响偶然荷载的特点是在设计基准期内，可能发生也可能不发生，而一旦发生其值可能很大，而持续时间很短。结构材料的塑性变形来不及发展，材料的实际强度表现会略有提高。另一方面这种荷载发生的概率较小，对于结构是瞬时作用，结构的可靠度可适当地取得小一点。 地震荷载与台风荷载也有不同的特点。地震力是地震时，地面运动加速度引起的建筑质量的惯性力。地震力的大小与建筑质量的大小成正比。所
36、以抗震建筑的材料最好选用轻质高强的材料。这样不仅可以降低地震力，结构的抗震能力还强。在非地震区，风荷载是建筑结构的主要水平力。建筑体型直接影响风的方向和流速，改变着风压的大小。实验证明，平面为圆形的建筑比方形或矩形建筑，其风压可减小近40 。所以 在高层 建筑中 ，常看 到圆形 建筑。 它不仅 风压小 ，而且 各向的 刚度比 较接近，有利于抵抗水平力的作用。（四）地面的大面积超载对结构的影响在土质不太好的地区地面上堆土和砂、石等重物时，不要靠近已有建筑，且不可堆得太重，以免造成大面积超载，致使地面下沉，给邻近已建房屋的地基造成很大的附加应力。如若靠得太近还有可能造成严重不良后果。（五）装修对结
37、构的影响及对策1装修时不能自行改变原来的建筑使用功能。如若必要改变时，应该取得原设计单位的许可。2在进行楼面和屋面装修时，新的装修构造做法产生的荷载值不能超过原有建筑装修构造做法荷载值。如若超过，应对楼盖和屋盖结构的承载能力进行分析计算，控制在允许的范围内。3在装修施工中，不允许在原有承重结构构件上开洞凿孔，降低结构构件的承载能力。如果实在需要，应该经原设计单位的书面有效文件许可，方可施工。4装修时，不得自行拆除任何承重构件，或改变结构的承重体系；更不能自行做夹层或增加楼层。如果必须增加面积，使用方应委托原设计单位或有相应资质的设计单位进行设计。改建结构的施工也必须有相应的施工资质。5装修施工
38、时，不允许在建筑内楼面上堆放大量建筑材料，如水泥、砂石等，以免引起结构的破坏。6在装修施工时，应注意建筑结构变形缝的维护：（1 ）变形缝间的模板和杂物应该清除干净，确保结构的自由变形。（2 ）关于沉降缝现在常采用后浇带的处理方式来解决沉降差异的问题。但有时仍会产生微小的沉降差，为了防止装修做法的开裂，最好还设缝。（3 ） 防震缝的宽度 应满足相邻结 构单元可能出 现方向相反的 振动而不致相撞 的要求。当房屋高度在 15m 以下时，其宽度也不应小于 5cm。建筑结构变形缝的装修构造，必须满足建筑结构单元的自由变形，以防结构的破坏。【考点内容小结】一、荷载的分类1.按随时间的变异分类：永久荷载、可
39、变荷载、偶然荷载2.按结构的反映分类：静力作用、动力作用3.按荷载的作用面大小分：均布面荷载、线荷载、集中荷载4.按荷载的作用方向分：垂直荷载、水平荷载二、荷载对结构的影响1.永久荷载对结构的影响（预应力）2.可变荷载对结构的影响 （考虑最不利组合）3.偶然荷载对结构的影响（考虑地震荷载与台风荷载）4.地面的大面积超载对结构的影响 （引起下沉）5.装修对结构的影响 （设计、超载、开洞、变形缝等）三、永久荷载对结构的影响它的特点是对结构的永久作用，在设计基准期内，荷载值的大小及其作用位置不随时间的变化而变化，并且作用时间长。它会引起结构的徐变，致使结构构件的变形和裂缝加大，引起结构的内力重分布。
40、在预应力混凝土结构中，由于混凝土的徐变，钢筋的预应力会有相应的损失。只有全面并正确计算预应力损失值，才会在混凝土中建立相应的有效预应力。四、可变荷载对结构的影响可变荷载的特点是，在设计基准期内，其荷载值的大小和作用位置等经常变化，对结构构件的作用时有时无。荷载对构件作用位置的变化，可能引起结构各部分产生不同影响，甚至产生完全相反的效应。所以在连续梁、在框架结构的框架、单层排架的内力计算中都要考虑活荷载作用位置的不利组合，找出构件各部分最大内力值，以求构件的安全。 五、偶然荷载对结构的影响地震荷载与台风荷载。地震力的大小与建筑质量的大小成正比。所以抗震建筑的材料最好选用轻质高强的材料。这样不仅可
41、以降低地震力，结构的抗震能力还强。在非地震区，风荷载是建筑结构的主要水平力。建筑体型直接影响风的方向和流速，改变着风压的大小。实验证明，平面为圆形的建筑比方形或矩形建筑，其风压可减小近 40%。所以在高层建筑中，常看到圆形建筑。它不仅风压小，而且各向的刚度比较接近，有利于抵抗水平力的作用。 六、装修对结构的影响及对策1.装修时不能自行改变原来的建筑使用功能。如若必要改变时，应该取得原设计单位的许可。2.在进行楼面和屋面装修时，新的装修构造做法产生的荷载值不能超过原有建筑装修构造做法荷载值。如若超过，应对楼盖和屋盖结构的承载能力进行分析计算，控制在允许的范围内。3.在装修施工中，不允许在原有承重
42、结构构件上开洞凿孔，降低结构构件的承载能力。如果实在需要，应该经原设计单位的书面有效文件许可，方可施工。4.装修时，不得自行拆除任何承重构件，或改变结构的承重体系；更不能自行做夹层或增加楼层。如果必须增加面积，使用方应委托原设计单位或有相应资质的设计单位进行设计。改建结构的施工也必须有相应的施工资质。5.装修施工时，不允许在建筑内楼面上堆放大量建筑材料，如水泥、砂石等，以免引起结构的破坏。七、装修施工中，建筑结构变形缝的维护1.变形缝间的模板和杂物应清除干净，确保结构的自由变形2.沉降缝常采用后浇带的处理方式来解决沉降差异问题，但有时仍会产生沉降差，为了防止装修做法的开裂，最好还是设沉降缝。3
43、.防震缝的宽度应满足相邻结构单元可能出现方向相反的振动而不致相撞的要求。当房屋高度在 15 米以下时，其宽度也不应小于5cm。 【典型考题】1.【2012 年真题-24】为控制装修对建筑结构的影响，正确的做法有（ ） 。A.装修时不能自行改变原来的建筑使用功能B.新的装修构造做法产生的荷载值不能超过原有楼面结构荷载设计值C.经原设计单位的书面有效文件许可，即可在原有承重结构构件上开洞凿孔D.装修时不得自行拆除任何承重构件 E.装修施工中可以临时在建筑楼板上堆放大量建筑装修材料【正确答案】ABCD解析： P15 装修对结构的影响及对策2.【2011 年真题-9】在非地震区，最有利于抵抗风荷载作用
44、的高层建筑平面形状是（ ） 。A.圆形 B.正方形 C.十字形 D.菱形【正确答案】A【答案解析】在非地震区，风荷载是建筑结构的主要水平力。建筑体型直接影响风的方向和流速，改变着风压的大小。实验证明，平面为圆形的建筑比方形或矩形建筑，其风压可减小近 40%。所以在高层建筑中，常看到圆形建筑。它不仅风压小，而且各向的刚度比较接近，有利于抵抗水平力的作用。参见教材 P15。 3.【典型题型】某建筑物，地上二层作为临时仓库，房间内按统一高度堆满水泥，按荷载作用面分类，该建筑物二层楼面上分布的荷载是（ ） 。A.均布面荷载 B.线荷载 C.集中荷载 D.分散荷载【正确答案】A【答案解析】参见教材 P1
45、4。4.【典型题型】按随时间的变异分类，下列（ ）属于永久荷载。A.台风 B.雪荷载 C.预加应力 D.混凝土收缩 E.安装荷载【正确答案】CD【答案解析】参见教材 P13。 1A 熟悉常见建筑结构体系和应用一、混合结构体系混合结构房屋一般是指楼盖和屋盖采用钢筋混凝土或钢木结构，而墙和柱采用砌体结构建造的房屋，大多用在住宅、办公楼、教学楼建筑中。因为砌体的抗压强度高而抗拉强度很低，所以住宅建筑最适合采用混合结构，一般在 6 层以下。混合结构不宜建造大空间的房屋。混合结构根据承重墙所在的位置，划分为纵墙承重和横墙承重两种方案。纵墙承重方案的特点是楼板支承于梁上，梁把荷载传递给纵墙。横墙的设置主要
46、是为了满足房屋刚度和整体性的要求。其优点是房屋的开间相对大些，使用灵活。横墙承重方案的主要特点是楼板直接支承在横墙上，横墙是主要承重墙。其优点是房屋的横向刚度大，整体性好，但平面使用灵活性差。二、框架结构体系 框架结构是利用梁、柱组成的纵、横两个方向的框架形成的结构体系。它同时承受竖向荷载和水平荷载。其主要优点是建筑平面布置灵活，可形成较大的建筑空间，建筑立面处理也比较方便；主要缺点是侧向刚度较小，当层数较多时，会产生过大的侧移，易引起非结构性构件（如隔墙、装饰等）破坏，而影响使用。在非地震区，框架结构一般不超过15 层。框架结构的内力分析通常是用计算机进行精确分析。常用的手工近似法是：竖向荷
47、载作用下用分层计算法；水平荷载作用下用反弯点法。风荷载和地震力可简化成节点上的水平集中力进行分析。框架结构梁和柱节点的连接构造直接影响结构安全、经济及施工的方便。因此，对梁与柱节点的混凝土强度等级，梁、柱纵向钢筋伸入节点内的长度，梁与柱节点区域的钢筋的布置等，都应符合规范的构造规定。三、剪力墙体系剪力墙体系是利用建筑物的墙体（内墙和外墙）做成剪力墙来抵抗水平力。剪力墙一般为钢筋混凝土墙，厚度不小于 140mm. 剪力墙的间距一般为 3-8m，适用于小开间的住宅和旅馆等。一般在 30m 高度范围内都适用。剪力墙结构的优点是侧向刚度大，水平荷载作用下侧移小；缺点是剪力墙的间距小，结构建筑平面布置不
48、灵活，不适用于大空间的公共建筑，另外结构自重也较大。因为剪力墙既承受垂直荷载，也承受水平荷载。对高层建筑主要荷载为水平荷载，墙体既受剪又受弯，所以称剪力墙。剪力墙按受力特点又分为两种：1整体墙和小开口整体墙没有门窗洞口及洞口较小可以忽略其影响的墙称为整体墙，门窗洞口稍大一点的墙，可称为小开口整体墙。整体墙和小开口整体墙基本上可以采用材料力学的计算公式进行内力分析。2双肢剪力墙和多肢剪力墙开一排较大洞口的剪力墙叫双肢剪力墙。开多排较大洞口的剪力墙叫多肢剪力墙。由于洞口开得较大，截面的整体性已经破坏，通常用计算机进行剪力墙的分析，精确度较高。剪力墙成片状（高度远远大于厚度） ，两端配置较粗钢筋并配箍筋形成暗柱，并应配置腹部分布钢筋。暗柱的竖筋和腹部的竖向分布筋共同抵抗弯矩。水平分布筋抵抗剪力。当剪力墙的厚度大于 140mm 时应采用双层双向配筋，钢筋直径不应小于 8mm。连梁的配筋非常重要，纵向钢筋除满足配筋量外还要有足够的锚固长度。箍筋除满足配筋量以外，还有加密的要求。四、框架一剪力墙结构框架一剪力墙结构是在框架结构中设置适当剪力墙的结构。它具有框架结构平面布置灵活，有较大空间的优点，又具有侧向刚度较大的优点。框架一剪力墙结构中，剪力墙主要承受水平荷载，竖向荷载主要由框架承担。框
