房屋的作用
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房屋的作用. 為人類提供舒適安全的作息環境 ( 防風、擋雨、防止野獸侵擾 ) 房屋的結構,必須能承受各種荷載 包括: 豎向力 ( 如人、傢具及樓宇本身的重量 ) 橫向力 ( 如風力、地震等 ) 合規格的結構設計: 為保安全,結構在受力下不能倒塌 為確保用戶舒適,結構在受力下的移動不能過量. 基本力學概念一:應力. 結構的荷載,分佈在結構的每一部份 例:兩噸重的屋頂由四根柱子支撐,每根柱子平均承擔半噸 應力 = 受力 / 面積 依上例,在相同受力情況下,柱子面積越大,應力越小。 材料能抵受的最高應力,稱為材料 強度. 基本力學概念二:樑. L.

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Presentation Transcript


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房屋的作用

  • 為人類提供舒適安全的作息環境(防風、擋雨、防止野獸侵擾)

    房屋的結構,必須能承受各種荷載

    包括:

    豎向力(如人、傢具及樓宇本身的重量)

    橫向力(如風力、地震等)

    合規格的結構設計:

  • 為保安全,結構在受力下不能倒塌

  • 為確保用戶舒適,結構在受力下的移動不能過量


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基本力學概念一:應力

結構的荷載,分佈在結構的每一部份

例:兩噸重的屋頂由四根柱子支撐,每根柱子平均承擔半噸

應力 = 受力/面積

依上例,在相同受力情況下,柱子面積越大,應力越小。

材料能抵受的最高應力,稱為材料強度


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基本力學概念二:樑

L

  • 在結構中受彎的構件,就稱做樑。

  • 在受力情況下,樑的一面受壓,一面受拉。(如上圖,樑的上面受壓,下面受拉)

  • 在固定荷載之下,樑的跨度(L)越大,其位移越大,樑內的應力也越高。

  • 當樑的厚度(H)提高,位移和應力會同時減少。

H

W


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土木結構材料

土木工程中,常用的結構材料包括:

木材:

  • 輕便、價廉、易於組合

  • 最適用於一、兩層的樓宇(在歐、美極為普遍)

  • 強度較低,且較易於變形,不適合高層結構,或大跨度橋樑。

    鋼材:

  • 高強度、不易變形,常用於長橋或高層建築物。

  • 價格昂貴。

  • 施工時,鋼構件的接合比較困難。

    • (註:構件在工廠預製)


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鋼筋混凝土

  • 混凝土能承受極高壓力,但受拉強度極低。

  • 鋼筋混凝土的原理,就是利用鋼筋承受拉力。

  • 材料比鋼便宜。

  • 可完全在實地施工,或利用預製件。


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高層房屋的結構

  • 豎向力

    • 由地板傳至橫樑,再由橫樑傳到柱子,最後傳到地基

  • 橫向力

    • 框架本身也能抵受橫向力

    • 在十多二十層以上的房屋,加上剪力牆會更為有效


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當大廈越高,橫向力作用的增加,會遠大於豎向力

超過四,五十層的大樓,需要特殊的設計

(一)將框架中柱的距離降低,樑的深度加厚


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例 : 合和中心


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此類設計走至極端,框架變成開孔的板

例 : 康樂大廈


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(二)超級框架

使用超級大型構件承受外力

例:匯豐銀行


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例:中國銀行


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鳴謝:

  • 香港科技大學

  • 梁堅凝博士

    香港科技大學土木工程系副教授


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