华科结构力学实习报告

　　一、引言

　　1、通过结构力学的认识实习，使同学们认识各种结构、近距离观察结构，了解结构的力的传力途径、分清楚结构部分和非结构部分。

　　2、观察结点构造、进一步加深结点和支座简化等，了解结构计算简图的选取原则和依据，提高从实际结构中提取计算简图的能力。

　　3、通过工程师的引导，初步对工程的建设流程有感性的认识，书本与实际相结合。

　　二、工程概况

　　1、项目名称：华中科技大学光谷同济医院

　　2、项目基本情况：华中科技大学光谷同济医院一期施工项目位于武汉市东湖高新技术开发区，地块东邻湖北省药检中心，南邻高新大道，西靠为京广高铁，北靠鲜家山、荷叶山。一期医疗综合体由医技楼、门急诊部、VIP住院部和普通住院部组成。建设用地面积约250亩，总建筑面积约34.7万平方米。工程计划工期为710天，2013年7月23日开工，计划于2015年7月1日竣工。

　　三、节点形式、支座连接

　　1、梁

　　大楼主体采用了框架结构，以简支梁为基础，主梁和次梁综合使用，结构形式简单，空间布局比较灵活。

　　照片所示：梁支座在柱上的就是主梁，支座于主梁上的就是次梁。从受力的特点和结构两个方面来考虑：荷载从板传到次梁再传到主梁，再由主梁传到柱子，所以一般主梁是搭接在柱子上，而次梁是搭接在主梁上，次梁一般和主梁铰接，主梁和柱子刚接：

　　从功能上考虑：主梁是承担了整个建筑物的结构安全的主要骨架，是满足强度和稳定性要求的必须构件，它更侧重强度要求。次梁则是为了满足建筑要求（如功能区划分）及主梁、柱等的有效连接而设的次要骨架，它更侧重构造要求。

　　2、剪力墙

　　剪力墙：剪力墙又称抗风墙或抗震墙、结构墙。房屋或构筑物中主要承受风荷载或者地震作用引起的水平荷载和竖向荷载（重力）的墙体，防止结构剪切破坏。剪力墙分平面剪力墙和筒体剪力墙。平面剪力墙用于钢筋混凝土框架结构、升板结构、无梁结构、无梁楼盖体系中。为增加结构的刚度、强度及抗倒塌能力，再某些必要部位可现浇或预制装配钢筋混凝土剪力墙。现浇剪力墙和周边梁、柱同时浇筑，整体性好。筒体剪力墙用于高层建筑、高耸结构和悬吊结构中年，由电梯间、楼梯间、设备及辅助用房的间隔墙围成，筒壁均为现浇钢筋混凝土墙体，其刚度和强度较平面剪力墙高可承受较大的水平荷载。

　　（照片所示所示：可知现场剪力墙为配筋砌块剪力墙）

　　剪力墙作用：剪力墙以承受水平荷载为主，在抗震设防区，水平荷载主要由水平地震作用产生，因此剪力墙有事也称为抗震墙。剪力按结构材料可以分为钢板剪力墙、钢筋混凝土剪力墙和配筋砌块剪力墙，其中以钢筋混凝土剪力墙最为常见。再者，剪力墙结构体系，有很好的承载能力，而且有很好的整体性和空间作用，比框架结构有更好的抗侧力能力，因此，可建造比较高的建筑物。

　　剪力墙结构的优缺点：是侧向刚度大，在水平荷载作用下侧移笑，其缺点是剪力墙的间距有一定限制，建筑平面布置不灵活，不适合要求较大的公共建筑，另外结构自重也较大，灵活性就差，一般适用于住宅、公寓和旅馆。

　　剪力墙的受力分析：剪力墙所承受的竖向荷载，一般是结构自重和楼面荷载，通过楼面传递到剪力墙。竖向荷载除了在连梁（门窗洞口上的梁）内产生弯矩以外，在墙肢内主要产生轴力。

　　（我们假设剪力墙受均匀荷载）

　　3、楼梯

　　楼梯在建筑物种作为楼层间垂直交通用的构件，用于楼层之间和高差较大的交通联系，在设有电梯、自动梯作为主要垂直。交通手段的多层和高层建筑中也要设置楼梯。

　　楼梯的组成：连续梯级的梯段（又称梯跑）、平台（休息平台）和围护构件等组成。楼梯的最低和最高一级踏步间的水平投影距离为梯段长，梯级的总高为梯高。

　　照片所示楼梯为现场浇注的钢筋混凝土楼梯，刚性较好，适用于有特殊要求和防震要求高的建筑，但模板耗费大，施工期较长。

　　楼梯结构：按结构形式和受力特点，楼梯可分为板式、梁式、悬挑（剪刀）式和螺旋式，前两种属于平面受力体系，后两种则为空间受力体系。

　　板式楼梯的内力计算：梯段板和平台板都支承于平台梁上，为简化计算，通常将梯段板和平台板分开计算，但在计算机构造上要考虑它们相互间的整体作用：

　　梯段板计算式，一般取1m宽的板作为计算单元，并将板带简化成斜向简支板，为计算梯段板的内力，将荷载分解为垂直于斜板和平行于斜板的两个分量，平行于斜板的均布荷载使其产生轴力，其值不大，可以忽略。垂直于斜板的荷载分量使其产生弯矩和剪力。

　　4、柱子

　　柱是建筑物中垂直的主结构件，承托在它上方物体的重量，柱是结构中极为重要的部分，柱的破坏将导致整个结构的损坏与倒塌。

　　柱按长细比分为短柱、长住及中柱。短柱在轴心荷载作用下的'破坏是材料强度破坏，长柱在同样荷载作用下是屈曲，丧失稳定。

　　照片所示柱是现浇钢筋混凝土柱，具有以下特点：

　　1、承载能力大大提高：实验和理论分析证明，钢筋混凝土受压构件的强度承载能力可以达到混凝土单独承载能力的1、7—2。0倍。

　　2、具有良好的塑性和抗震性能，在压弯循环荷载作用下，其抗震性能较好。

　　3、经济效果显著。

　　4、施工简单。

　　照片示钢筋混凝土柱整体性较好，但支模工作量大。

　　5、塔吊

　　塔吊又名塔式起重机，以一节一节的接长（高），用来吊施工用的钢筋、木楞、混凝土、钢管等施工的原材料。塔吊是工地上一种必不可少的设备。

　　塔吊是典型的钢结构，由于塔吊的各钢梁是焊接，可以视为固定连接，从而塔吊的受力满足刚架的受力形式：

　　塔吊尖的功能是承受臂架拉绳及平衡臂拉绳传来的上部荷载，并通过回转塔架、转台、承座等的结构部件式直接通过转台传递给塔身结构。自升塔顶有截锥柱式、前倾或后倾截锥柱式、人字架式及斜撑架式。凡是上回转塔机均需设平衡重，其功能是支承平衡重，用以构成设计上所要求的作用方面与起重力矩方向相反的平衡力矩。除平衡重外，还常在其尾部装设起升机构。起升机构之所以同平衡重一起安放在平衡臂尾端，一则可发挥部分配重作用，二则增大绳卷筒与塔尖导轮间的距离，以利钢丝绳的排绕并避免发生乱绳现象。平衡重的用量与平衡臂的长度成反比关系，而平衡臂长度与起重臂长度之间又存在一定比例关系。平衡重量相当可观，轻型塔机一般至少要3～4t，重型的要近30t。

　　四、实习体会、收获

　　实习、实践中学习。这次的结构力学认知实习给我留下了深刻而有意义的印象与收获，书本中对梁，板，柱的印象只是简化了的，意识里固化了的线条的组合，而当自己亲身深入到建筑工地上，亲眼看到柱，梁，楼梯，楼板，墙体等具体的结构；认识到结点和支座简化原理，了解结构计算简图的选取原则和依据；提高从实际结构中提取计算简图的能力。才真正的体会到将现实中实实在在的结构形式抽象成理论中清晰，简明的受力结构是多么奇妙与创造性的飞跃！