构件是建筑物上独立杆件,结构则是由构件相互连接,构成的平面或立体几何形体。构件承受荷载的能力与其材料的性能,断面几何尺寸有关。而结构的承载力,主要与整体组合形式有关
决定构件在受力状态下能否安全工作的主要因素有三方面:作用在构件上力的大小;构件的横截面面积(又称载面积)的大小;构件本身材料的力学性能(材质)的好坏。
1、直杆轴向受拉(压)杆件
受拉(压)构件的内力(轴力)。
受拉(压)构件的内应力。
作用在杆件单位横截面积上的内力大小称之为内应力。
内应力可用公式表示:σ=N/A
N--内力合力;
A--受力杆件截面面积;
σ--内应力(N/mm2)。
把拉力产生的应力称之为拉应力。
相反,如果对杆件施加轴向压力,截面上产生的应力为压应力。
在拉(压)外力作用下,只要杆件内产生最大应力σmax,小于拉(压)容许强度指标
杆件就不会破坏,就是安全的。
2、剪切构件受力状态
与截面平行的内力我们称之为剪力,剪力用Q表示。
剪力Q与轴向拉力N一样,都是断面上的内力。所不同的是,N内力的方向与截面是垂直的。而Q内力与截面是平行的。
我们把单位截面上的剪力称之为剪应力。剪应力的单位,是N/mm2或(Mpa)(兆帕斯卡)
要保证构件有足够的抗剪强度,必须满足:小于容许抗剪强度指标。
3、受弯构件(梁)的受力状态
外力垂直杆件轴线。在这种外力作用下,杆件的轴线变成曲线,横截面也发生了绕横轴线的转动,我们把杆件的这种变形称之为弯曲。以弯曲变形为主的杆件被称为梁。
把一个构件抽象成一条粗实线,把构件之间的连接也抽象成不同连接形式的结点支座。这样绘制的图我们称之为结构简图。
结构简图中的抽象支座形式很多,其主要形式有三种:
(1)固定铰支座:表示构件可绕支座任意转动,但该支座不可有水平方向和垂直方向的任何移动。
(2)平动铰支座:表示构件可绕支座任意转动,支座可有水平方向移动,但垂直方向不可有任何移动。
(3)固定端支座:表示构件在支座处完全是固结的,既不可转动,也不可有水平和垂直方向的任何移动。此种支座连接处,又可称为刚性结点。