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《建筑结构选型》复习

大跨度结构的分类?多高层建筑结构的分类?

大跨度：刚架结构，桁架结构，薄壳结构，平面网架结构，悬索结构和网壳结构，拱式结构等

①多层：多层砌体混合结构，多层框架结构，无梁楼盖结构，井格梁楼盖结构，密肋楼盖结构

②高层：框架结构体系，剪力墙结构体系，框架剪力墙结构体系，筒体结构体系

梁式结构

受力特点：梁主要承受垂直于梁轴线方向的荷载的作用，其内力主要为弯矩和剪力，有时也伴有扭矩或轴力

变形特点：梁的变形主要是挠曲变形

桁架结构

(1)计算假定：

①组成桁架的所有各杆都是直杆，所有各杆的中心线（轴线）都在同一平面内，这一平面称为桁架中心平面

②桁架的杆件与杆件相连接的节点均为铰接节点

③所有外力（包括荷载及支座反力）都作用在桁架的中心平面内，并集中作用于节点上。

（2）弦杆内力分布特点：

①矩形桁架，上下弦各节间的内力随外荷载产生的总弯矩而变化，跨中节间轴力大，靠近支座处轴力较小或为零，上下弦内力变化较大

②三角形桁架上下弦杆内力在跨中节间最小,在靠近支座处最大.

③高度呈抛物线型的桁架,上下各节间轴力基本相等.腹杆内力分布特点：

①矩形桁架跨中小而支座处大,其值变化大.

②三角形桁架跨中大,支座处小

③抛物线型桁架或折线形桁架的腹杆内力全为零

屋架结构的支撑作用：

①加强屋架之间的联系②加强房屋的空间刚度③提高构件的稳定性

种类：

①设置在屋架之间的垂直支撑水平系杆②设置在上、下弦还有平面内的横向支撑③通常设置在下弦平面内的纵向水平支撑

刚架结构的受力特点：

在竖向荷载作用下，柱对梁的约束减少了梁的跨中弯矩。

在水平荷载作用下，梁对柱的约束减少了柱弯矩，梁和柱由于整体刚性连接，因而刚度得到了提高。

拱式结构

拱结构的拱身内力与简支梁截面内力比较：在相同跨度，相同荷载作用下，

①拱身内的弯矩小于简支梁内的弯矩

②拱身截面内的剪力小于简支梁内的剪力

③拱身截面内存在有较大的轴力，而简支梁中是没有轴力

最合理拱轴线：只要共轴线的竖向坐标与相同跨度相同荷载作用下的简支梁弯矩值成比例，即可使拱截面内仅有轴力没有弯矩的情况

拱脚杆推力的平衡：

①水平推力直接由拉杆承担

②水平推力通过刚性水平结构传递给总拉杆

③水平推力有竖向承重结构承担

④水平推力直接作用在基础上

拱式结构的支撑系统：

拱为平面受压或压弯结构，因此，必须设置横向支撑并通过檩条或大型层面板体系来保证拱在轴线平面外的受压稳定性。为了增强结构的纵向刚度，传递作用于山墙上的风荷载，还应设置纵向支撑与横向支撑形成整体。

薄壳

薄壳结构的概念：由上下两个几何曲面构成的空间薄壁结构，且两个曲面之间的距离t远小于壳体的最小曲率半径R（t《R）时，称为薄壳。

薄壳结构的曲面形式：（按形成的特点）旋转曲面、平移曲面、直纹曲面

薄膜内力：理想的薄膜没有抵抗弯曲和扭曲的能力，在荷载作用下只能产生正向力Nx、Ny和顺剪力Sxy=Syx这对薄膜内力。

满足（3）的条件：

①壳体具有均匀连续的变化曲面； ②壳体上的荷载是就均匀连续分布的；

③壳体的各边界能够沿曲面法线方向自由移动，支座只产生阻止曲面切线方向位移的反力。

圆顶

受力特点：

①圆顶的破坏图形:在均布荷载作用下，上部承受环向压力，下部承受环向拉力（下部沿经向出现裂缝）

②圆顶的薄膜内力：在竖向荷载作用下，绝大部分范围只有薄膜内力N1（作用在单位环向弧长上的经向轴力）和

N2（作用在单位环向弧长上的环向轴力）

③支座环的受力

支座环的受力特点：支座环承受壳面边缘传来的推力，该推力使支座环在水平面内受拉，在竖向平面内受弯

支承结构方式：圆顶结构

①通过支座环支承在房屋的竖向承重构件上（如砖墙、钢筋混凝土等）

②支承在斜柱或斜拱上

③支承在框架上

④直接落地并支承在基础上。

筒壳结构

组成：壳身、侧边构件、横隔

壳身的受力特点：

①当L1/L2≥3时，称为长壳：可用材料力学中的梁的理论来计算。

②当L1/L2≤1/2时，称为短壳：主要受薄膜内力，可用薄膜理论来计算。

③当1/2﹤L1/L23时，称为中长壳：用所谓的半弯矩理论来计算筒壳的内力。

扁壳双曲抛物面扭壳

扁壳的概念：薄壳的矢高f与被其所覆盖的底面最短边a之间的比值f/a≤1/5壳体。

扁壳的受力特点：以薄膜内力为主，但在壳体边缘附近要考虑曲面外弯矩的作用。

双曲抛物面扭壳结构的组成：壳板和边缘构件

双曲抛物面扭壳受力特点：

双曲抛物面扭壳的受力状态是很理想的。在竖向均布荷载作用下，曲面内不产生法向内力，仅存在顺剪力；扭壳的边缘构件为轴心受拉或轴心受压。（整个扭壳也可看成是由一系列受拉索与一系列受压拱所组成的曲面组合结构）

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