结构选型复习本(abdurusul版)

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1、结构选型复习本结构选型复习本(ABDURUSUL(ABDURUSUL 版版) )结构选型复习本(ABDURUSUL 版).txt49 礁石因为信念坚定，才激起了美丽的浪花；青春因为追求崇高，才格外地绚丽多彩。50 因为年轻，所以自信；因为自信，所以年轻。 本文由 yuri47x 贡献doc 文档可能在 WAP 端浏览体验不佳。建议您优先选择 TXT，或下载源文件到本机查看。1.建筑师与结构工程师所考虑的问题： 建筑师与结构工程师所考虑的问题： 建筑师与结构工程师所考虑的问题 建筑师： 建筑师 1）考虑提供所有空间和技术性能的需要； 2）所有分体系空间性能的工作： a、与活动有关的； b、物质的

2、； c、象征性的； 3）所有分体系和互关系视为总体环境设计。 结构工程师： 结构工程师：1）考虑提供物质整体性，强度和效能； 2）结构技术性能方面的工作： a、能源； b、材料； c、构造方法。 3）实现房屋设计。 建筑师从事的是一个建筑物的使用功能和外形设计.需要知识的积累,个人的想象力创造力以及灵感. 所以才有伟大的建筑师这个称呼. 搞结构所做的工作叫做配结构,依据设计规范和建筑物的形状通过计算来确定所需要的材料品种和规 格数量.以保证建筑物的使用安全.工作久了会积累一定的设计经验,个人发挥的余地基本没有. 2.将概念设计的含义概括为以下几个方面： 将概念设计的含义概括为以下几个方面： 将

3、概念设计的含义概括为以下几个方面 1）注重整体模型的建立和整体计算分析； 2）平面宜简单、规则、对称； 3）立面设计合理、保证刚度、承载力连续变化； 4）保证构件间节点的有效连接； 5）设置多道防线； 6）上部结构与基础结构在刚度与承载力方面相互适应。 总之，建筑结构设计的基本目的是用最经济的手段，使结构在规定时间内和规定条件下，满 总之，建筑结构设计的基本目的是 足各项预期功能的要求。为此，建筑结构设计应符合技术先进、经济合理、安全适用、确保质量的总 要求。 3.建筑结构的刚度 建筑结构的刚度 建筑结构的抗压刚度取决于三个因素：支承构件的截面尺寸、支承构件的数量以及组成构件的材 料特性。 构

4、件的形式大致可以分为三种：线形构件、平面构件和立体构件。 a）线形构件；b）平面构件；c）立体构件。 1.线形构件： 具有较大长细比的细长构件，称为线形构件。 线形构件是组成框架体系、框架剪力墙体系的基本构件。 2、平面构件： a ) b ) c) 具有较大横截面边长比（宽厚比）的片状构件，称为平面构件。 平面构件是组成剪力墙体系，框架剪力墙的基本构件。 3、立体构件： 由现行构件或平面构件组成的具有较大横截面尺寸和较小壁厚的整体管状构件，称为立体 构件，又称为空间构件。 立体构件是框筒体系、筒中筒体系、框筒束体系、支撑框筒体系，大型支撑筒体系和巨型结 构体系中的基本构件。 4.结构选型的基本

5、原则 结构选型的基本原则 一、满足功能要求； 二、符合力学原理 ；三、注意美观；四、便于施工；五、考虑经济；六、考 虑结构技术 。5.行家结构的来源与主要的特征 行家结构的来源与主要的特征 是典型的实服杆件，通过一侧受拉一侧受压来承受弯矩，通过截面的相互错动来传递剪力。桁架与梁相比，则有了 很大变化。首先桁架由杆件组成，属于空腹杆件，减轻了自重。其次桁架所有杆件只承受拉力和压力，不再出现弯 矩和剪力。梁、拱和桁架的内力传递状态，如图所示。 桁架结构的特点是受力合理，计算简单，施工方便，适应性强，对支座没有横 向力。因此在结构工程中，桁架常用来作为屋盖承重结构，常称为屋架。 屋架的主要缺点是结构

6、高度大，侧向刚度小。由于结构高度大，不但增 加了屋面及维护墙的用料，而且增加了采暖、通风、采光等设备的负荷；对音 质控制也带来困难。 桁架侧向刚度小， 对于钢桁架特别明显， 因为受压的上弦平面外稳定性 差，也难以抵抗房屋纵向的侧向力，这就需要设置支撑。一般房屋纵向的侧向力并不大，但钢屋架的支撑很多，都按构造（长细 比）要求确定截面，故耗钢量不少，但未能材尽其用。 6.桁架结构的组成和特点 桁架结构的组成和特点 桁架结构的组成 桁架结构主要由上弦杆、下弦杆和腹杆三部分组成，如图所示。 简支梁在竖向均布荷载作用下， 沿梁轴线的弯矩和剪力的分布及 截面内的正应力和剪应力的分布都不均匀。 在弯矩作用下

7、，截面正应力分别为受压区呈三角形分布， 在中性轴处应力为零，在上、下边缘处分别是拉应力和压应力为 最大，因此，若以上、下边缘处材料的强度作为控制值，则中间 部分的材料不能充分发挥作用。同时，在剪力作用下，剪应力在 中性轴处为最大，在上、下边缘处剪应力为零，分布在上、下边 缘处的材料不能发挥其抗剪作用，尽管通过改变梁的截面形式（例如，把梁截面由矩形改变为工字形） 、改变梁的 截面尺寸（例如，在梁的跨中和支座附近变高度、变梁宽）等，可改善梁的受力性能，但这些都只是量的改变，而 难以达到质的飞跃。 7.刚架的概念、分类、形式、特点 刚架的概念、分类、形式、刚架的概念 刚架和梁相比，形式上有所变化，它

8、不仅是受荷后产生弯曲变形的梁，同时梁两侧的支撑刚臂与梁刚性连接，形 成一体，共同受力。 刚架结构是指梁、柱之间为刚性连接的结构。当梁与柱之间为铰接的单层结构一般称为排架；多层多跨的钢 架结构则通常称为框架。单层刚架也称为门式刚架。单层刚架为梁、柱合一的结构，其内力小于排架结构，梁柱截 面高度小，造型轻巧，内部净空较大，故被广泛应用于中小型厂房，体育馆、礼堂、食堂等中、小宽度的建筑中。 但与拱相比， 刚架仍然属于以受弯为主的结构， 材料强度没有充分发挥作用， 这就造成了刚架结构自重较大， 用料较多，适用跨度受到限制。 一、刚结构的形式 单层刚架的建筑造型可以轻松活泼，形式丰富多变见图。单层刚架结

9、构的形式从支座约束条件看，可以分为无 铰刚架、两铰刚架、三铰刚架；从结构材料看，有胶合木结构、钢结构、混凝土结构；从构件截面看，可分成实腹 式刚架、格构式刚架、等截面与变截面刚架；从建筑形体看，有平顶、坡顶、拱顶、单跨与多跨等；从施工技术看， 预应力刚架和非预应力刚架。 腹式刚架的横梁高度一般可取跨度的 1/121/20，当跨度大时，梁高显然太大，为充分发挥材料作用，可在支 座水平内设置拉杆，并施加预应力对刚架横梁产生卸荷力矩及反拱 格构式刚架的梁高可取跨度的 1/151/20，为了节省材料，增加刚度，减轻基础负担，也可施加预应力，以调 整结构中的内力。8.拱结构的特点、分类 拱结构的特点、

10、拱结构的特点 按结构支承方式分类，拱可分成三铰拱、两铰拱和无 铰拱三种， 如图所示。三铰拱为静定结构， 较少采用； a) 三角拱 b) 两角拱 c) 无角拱 两铰拱和无铰拱为超静定结构，目前较为常用。特点受压为主，弯矩，剪力次要的，没有拉力 没有拉力，支座存在水平方向的推力；拱就是弧形梁 拱就是弧形梁。 受力特点- （1）拱身内的弯矩小于相同跨度 拱身内的弯矩小于相同跨度、相同荷载作用下简支梁内的弯矩； （2）拱身截面内的剪力小于相同跨度 拱身截面内的剪力小于相同跨度、相同荷载作用下简支梁内的剪力； ； （3）拱身截面内存在有较大的轴力 内存在有较大的轴力，而简支梁重是没有轴力的。 结构承重方

11、式 拱可分成三铰拱、两铰拱和无铰拱。 。 三铰拱为静定结构，由于跨中存在着顶铰 由于跨中存在着顶铰，使拱本身和屋盖结构构造复杂，因而目前较采用 因而目前较采用，两铰拱和无铰拱 均为超静定结构，两铰拱的优点是受力合理 两铰拱的优点是受力合理，用料经济，制作和安装比较简单，对温度变化和地基变形的适应性较 对温度变化和地基变形的适应性较 好，目前较为常用。 无铰拱受力最为合理，但对支座要求较高 但对支座要求较高，当地基条件较差时，不宜采用。 矢高 f 大于 0 是薄壳结构，小于 0 是悬索结构 是悬索结构，等于 0 是平板结构 9. 薄壳结构 壳体结构一般是由上下两个几何曲面构成的空间薄壁结构，也称

12、曲面结构。这两个曲面之间的距离称为壳体的 壳体结构一般是由上下两个几何曲面构成的空 这两个曲面之间的距离称为壳体的 厚度 t，当 t 不随坐标位置的不同而改变时称为等厚壳 不随坐标位置的不同而改变时称为等厚壳，反之称为变厚壳。当 t 远小于壳体的最小曲率半径 R（t?R） 时，称为薄壳，反之称为厚壳或中厚壳。 。一般在建筑工程中所遇到的壳体，常属于薄壳结构的范畴 常属于薄壳结构的范畴。 在杆系结构中，梁主要受弯矩 和剪力的作用，而拱主要承受轴力 的作用，因此，拱式结构比梁式结 构受力合理，节省材料。平面结构 中也有类此情况，平板主要受力矩 的作用，而薄壳结构则主要靠曲面 内的双向轴力及纯剪承重

13、。 壳体结构的强度和刚度主要是利用其几何形状的合理性，而不是以增大其结构截面尺寸取得的 壳体结构的强度和刚度主要是利用其几何形状的合理性 而不是以增大其结构截面尺寸取得的，这是 薄壳结构与拱式结构相似之处。 同时，薄壳结构比拱式结构更具有优越性 因为拱式结构只有在某种确定荷载的作用下才有可能找到处于无 薄壳结构比拱式结构更具有优越性，因为拱式结构只有在某种确定荷载的作用下才有可能找到处于无 弯矩状态的合理拱轴线，而薄壳结构由于受两个方向薄膜轴力和薄膜剪力的共同作用，可以在较大的范围内承受多 而薄壳结构由于受两个方向薄膜轴力和薄膜剪力的共同作用， 种分布荷载而不致产生弯曲。薄壳结构空间整体工作性

14、能良好 薄壳结构空间整体工作性能良好，内力比较均匀，是一种强度高 是一种强度高、刚度大、材料省、 既经济又合理的结构形式。 薄壳结构的曲面形式-薄壳结构的曲面形式 1 旋转曲面 2 平移曲面 3 直纹曲面 圆 顶 圆顶是正高斯曲率的旋转曲面壳体。根据建筑 圆顶是正高斯曲率的旋转曲面壳体 设计的要求，圆顶的形式可采用球面壳、 、椭球面壳及旋转 抛物面壳等。 圆顶结构由壳身、支座环、下部支承构件三部分组成 下部支承构件三部分组成。 10.筒 壳 筒 筒壳也称为柱面壳，它是单向有曲率的薄壳 它是单向有曲率的薄壳，是零高斯曲 率壳。由于它的几何形状简单，模板制作方便 模板制作方便，易于施工，因而在工业

15、与民用建筑中得到了广泛的应用 因而在工业与民用建筑中得到了广泛的应用。 筒壳由壳身、侧边构件、横隔和下部支承构件 下部支承构件四部分组成。 筒壳和筒拱的外形均为筒形，极其相似，常为人所混淆。但两者的力学特性 却完全不同，对支承结构的要求与构造处理也就不同 对支承结构的要求与构造处理也就不同，从根本上说，筒拱是 单向承荷与传力的平面结构，筒拱沿纵向取出单位长度结构的受力状态即可 筒拱沿纵向取出单位长度结构的受力状态即可 代表整个结构的受力。而筒壳则是双向承受荷载与传力的空间结构 而筒壳则是双向承受荷载与传力的空间结构，筒壳在 横向的作用与拱相似，而壳身内产生环向的压力 而壳身内产生环向的压力，而

16、在纵向则同时发挥着梁 的作用，把上部竖向荷载通过纵向梁的作用传给横隔 把上部竖向荷载通过纵向梁的作用传给横隔。因此，筒壳结构是横向拱的作用与纵向梁的作用的综合 筒壳结构是横向拱的作用与纵向梁的作用的综合。11.网架结构、特点、分类 网架结构、特点、 网架结构 结构是由许多杆件根据建筑形体要求，按照一定的规律进行布置， ，通过节点连接组成的一种网 空间网架（格）结构是由许多杆件根据建筑形体要求 状的三维杆系结构，它具有三向受力的性能 它具有三向受力的性能，故也称三向网架。其各杆件之间相互支撑 其各杆件之间相互支撑，具有较好的空间整体性， 是一种高次超静定的空间结构，在节点和在作用下 在节点和在作用下，各杆件主要承受轴力，因而能够充分发挥材料强度 因而能够充分发挥材料强度，结构的技 术经济指标较好。 空间网格结构的外形可以为平板状， ，也可以呈曲线状。前者称为平板网架，常简称为网架 常简称为网架；后者称为曲面网架或壳形网架结构，常简称为网壳。 网架（平板）结构具有以下优点-1网架为三向受力空间结构，比平面结构自重轻 比平面结构自重轻、节省钢材。 网架（平板）结构