建筑结构选型-配同济版书

建筑结构选型第一章梁1 梁按照材料分：石梁、木梁、钢梁、钢筋混凝土梁、预应力混凝土梁、钢-钢筋混凝土梁。

2 梁按照截面形式分：矩形截面梁、T形截面梁、薄腹梁、空腹梁、工字型截面梁。

3 梁按支座约束力分类：静定梁（单跨、多跨）、超静定梁（单跨、多跨）。

单跨静定梁有：简支梁、悬臂梁。

4 梁主要承受梁轴线方向的荷载。

其内力主要为：弯矩、剪力，也伴有扭矩或轴力。

梁的变形主要是：挠曲变形。

梁的受力与变形特点主要与梁的约束条件有关。

5 梁的变形与受力特点：①简支梁：内力与挠度较大，常用与中小跨度的建筑，静定结构，两端支座有不均匀沉降时，不会引起附加内力。

地基较差时采用，也作为沉降缝的连接构件。

②悬臂梁：悬臂端无支撑构件，视野开阔，空间布置灵活。

结构固定端有较大的倾覆力矩。

抗倾覆力矩=抗倾覆力矩/倾覆力矩>1.5（雨篷、阳台、车库）③两端固定梁：梁对柱的约束作用视为弹性支承，梁在竖向荷载的作用下的内力和变形介于两端固定梁与两端简支梁之间。

④两端外伸简支梁：两端外伸段负弯矩作用，外伸梁中间部分的最大正弯矩和挠度小于相同跨度的简支梁。

⑤多跨连续梁：负弯矩峰值出现在支座上方，最大弯矩出现在跨中附近，其最大弯矩也不相等。

（充分利用截面的承载力：钢混结构进行配筋、采用变高度梁、改变梁的跨度，使弯矩最大值趋于平衡），超静定结构，内力小、刚度大、抗震性能好，对支座变形敏感，支座产生不均匀沉降时，会引起附加内力。

⑥多跨静定梁：多跨连续梁在弯矩为0初断梁设铰，使之成为静定结构，有连续梁的图形，在支座不均匀沉降式不会产生附加内力，荷载变化时，适应性没有连续梁好。

第二章桁架结构1 桁架结构由：上弦杆、下弦杆、斜腹杆、竖腹杆组成。

2 桁架结构的基本假定：①组成桁架的所有杆都是直杆，所有各杆的中心线（轴线）都在同一平面，这一平面称为桁架的中心平面。

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（包括荷载和支座反力）都作用在桁架的中心平面内，并集中作用于节点上。

第三章单层钢架结构1 单层单跨刚架的结构计算简图，按照杆件和支座约束条件可分为：无铰刚架、两铰刚架、三铰刚架三种。

2 在单层单跨刚架中，无铰刚架为三次超静定结构。

两铰刚架为一次超静定结构。

三铰刚架为静定结构。

3 钢刚架结构可分为实腹式和格构式。

4 钢筋混凝土刚架在构件转角处，由于弯矩较大，且应力集中，可采用加腋的形式，也可以适当的用圆弧过渡。

为了减少材料的用量，减轻结构自重，也可采用空腹刚架。

空腹刚架有两种形式，一种吧杆件做成空心截面，另一种是在杆件上留洞。

第四章拱式结构1按结构支撑方式分类，拱可分为：三铰拱、两铰拱、无铰拱。

2 拱式的基本受力特点：①在竖向荷载的作用下拱脚支座内将产生水平推力。

②在竖荷载作用下，拱脚水平推力的大小等于相同跨度简支梁在竖向荷载作用下所产生的相应于顶铰在截面上的弯矩除以拱的矢高。

③当结构跨度与荷载条件一定时，拱脚水平推力与拱的矢高成反比。

3 拱的合理轴线：只要拱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，即可是拱截面内仅有轴力没有弯矩，满足这一条件的拱轴线称为合理拱轴线。

4 在沿水平方向均布的竖向荷载作用下，简支梁的弯矩图为一条抛物线，因此在竖向均布荷载作用下，合理拱轴线应为一条抛物线。

5 拱脚水平推力的四种平衡方式：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水平推力由竖向沉重结构承担④水平推力直接作用在基础上6钢筋混凝土拱可以做成折板拱、波形拱、网状筒拱、成为梁板合一的结构，以进一步节省材料，又可以达到较好的室内视觉效果。

7拱的矢高应考虑建筑空间的使用、建筑造型、结构受力、屋面排水构造等的要求和合理性来确定。

第五章薄壁空间结构1．在杆系结构中，梁主要受弯矩和剪力的作用2．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3．薄壳结构的曲面形式：旋转曲面、平移曲面、直纹曲面4．薄壳结构的内力：薄膜内力、弯曲内力5．薄壳结构的施工方法：现浇混凝土壳体，预制单元、高空装配成整体壳体，地面现浇壳体或预制单元装配后整体提升，装配整体式叠合壳体，采用柔模喷涂成壳6．空间薄壳结构施加预应力的方法，可采用现张法也可采用后张法7．圆顶结构有壳身、支座环、下部支承构件三部分组成8．圆顶的下部支承结构有以下几种：圆顶结构通过支座环支承在房屋的竖向承重构件上、圆顶结构支承在斜柱或斜拱上、圆顶结构支承在框架上、圆顶结构直接落地并支承在基础上9．圆顶的受力特点：球壳在均布竖向荷载作用下，在上部承受环向压力而在下不承受环向拉力（P61建议自我再次总结）10．圆顶的结构构造：P63 （建议自我总结）11．筒壳有壳身、侧边构件及横隔三部分组成12．筒壳的受力特点：筒壳是双向承荷与传力的空间结构，筒壳在横向的作用与拱相似，在壳身内产生环向的压力。

而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。

因此筒壳结构式横向拱的作用与纵向梁的作用的综合。

根据筒壳结构的跨度L1与波长L2之间的比例不同，其受力状态也有差异，一般按下列三种情况考虑：1.当L1/L2≥3时，称为长壳，按照材料力学中梁的理论来计算。

2.当L1/L2≤1/2时，称为短壳，可按照薄膜理论来计算。

3.当1/2<L1/L2<3时，称为中长壳，用半弯矩理论来计算筒壳内的主要内力。

13．筒壳的结构构造：1.短壳：壳板矢高一般应不小于波长的1/8，板壳内配筋可采用φ4~φ6@100~160mm的双向钢筋网，配筋率不应低于0.2%。

2.长壳的纵向受力钢筋应布置在侧边构件内，壳板内局部应配置三层钢筋。

14．装配整体式圆柱面筒壳常用的型式：方案1：壳体块在横向可为整块（适用于小跨度）或两个半块（适用于较大跨度）。

方案2：适用于较大跨度，整个壳体划分为两根现浇的边梁、两个横隔及若干预制拱形板，每块拱形板均设置两根临时拉杆以防止在起吊时发生过大的弯曲变形。

方案3：适用于大跨度，整个壳体有横隔、边梁段、肋拱及壳板四种平面预制构件拼成。

方案4：适用于短壳，整个壳体可划分为预制板及预制拱架两种构件，同时拱架本身也可作成装配整体式结构。

15．折板结构一般由折板、边梁和横隔三部分组成16．折板结构的受力特点及计算：根据受力特点的不同，折板结构可分为长折板（L1/L2≥1）和短折板(L1/L2≤1)两类。

在折板的纵向，可取一个波长座位计算单元，把折板看成以横隔为支座的梁，折板的横向，可取1m板带按多跨度连续板计算17．双曲扁壳有壳身及周边竖直的边缘构件做组成。

边缘构件一般是带拉杆的拱或拱形桁架18．双曲扁壳的受力特点：（见作业作图示意）19．双曲扁壳的型式：双倾单块扭壳、单倾单块扭壳、组合型扭壳20．双曲抛物面扭壳的受力特点：在竖向均布荷载作用下，曲面内部产生法向内力，仅存在顺剪力。

对于单块扭壳屋盖的边缘构件，在壳边传来的顺剪力S作用下，将在拱的方向的支座处产生对角线方向的推力H，此推力H可由于设置在对角线方向的水平拉杆来承担，也可有设置在该支座附近的两对锚于地下的斜拉杆来承担。

21．幕结构有折板、侧边构件和下部支撑构件所组成22．幕结构的受力特点：幕结构的整体受力和破坏形态与支撑条件有关。

当幕结构在四角支承于可动的铰支座上时，其破换形态是沿跨中断裂。

当幕结构沿四边支承时，幕结构在破坏时自脚部向上开裂，分为五个刚性板。

当幕结构沿着两个对边支承时，则上述两种破坏形态都有可能。

第六章平板网架结构1．交叉桁架体系网架的型式：两向正交正放网架、两向正交斜放网架、两向斜交斜放网架、三向交叉网架、单向这线网架2．角锥体系网架：四角锥网架、三角锥网架、六角锥网架3．满足刚性支承条件的网架结构的支承构件的布置：周边支承网架、三边支承网架、两边支承网架、点支承网架、周边支承与点支承相结合的网架4．网架网格尺寸不宜超过3m5．网架的高度主要取决于网架的跨度，此外还与荷载大小、节点形式、平面形状、支承条件及起拱等因素有关，同时也要考虑建筑功能及建筑造型的要求。

6．当屋盖跨度在100m以上时，采用普通上下弦的两层网架难以满足要求。

7．多层网架结构刚度好，适用于大跨度及复杂荷载的情况8．腹杆与上下弦平面的夹角以45°左右为宜9．交叉桁架体系网架，其腹杆布置有多种方式，一般应将腹杆布置成受拉杆10．网架结构中常用的节点形式有焊接钢板节点、焊接空心球节点、螺栓球节点11．屋面排水坡度的形成：上弦节点上加小立柱找坡、网架变高度找坡、整个网架起坡、支承柱变高度12．组合网架上弦节点在上弦平面内必须为刚接，在上弦平面外可为铰接，即组合网架的上弦节点为半刚铰接点。

第七章网壳结构1．双层筒网壳按几何组成规律分类：平面桁架体系双层筒网壳、四角锥体系双层筒网壳、三角锥体系双层筒网壳2．双层筒网壳按弦杆布置方向分类：正交类双层筒网壳、斜交类双层筒网壳、混合类双层筒网壳3．筒网壳结构两对边支承为解决拱脚推力问题，可采用以下四种方案：设拉杆、设墙垛、设斜柱、拱脚落地4．球面划分的基本要求：1.杆件规格尽可能少，以便制作与装配。

2.形成的结构必须是几何不变态5．球网壳结构有：单层球网壳、双层球网壳（跨度大于40m时）6．球网壳结构的受力特点：（P135建议自我再次总结下）球网壳是格构化的球壳，其受力状态与圆顶的受力相似，网壳的杆件为拉杆或压杆，节点构造也须承受拉力和压力。

球网壳的底座可设置环梁，也可不设环梁。

从理论上来讲，半球壳结构在竖向均布荷载作用下环梁内拉力为零，非半球壳结构则可通过设置斜向支承结构直接平衡球壳内的水平拉力，但一般情况下，设置环梁有利于增强结构的刚度。

随网壳支座约束的增强，球网壳内力逐渐均匀，且最大内力也相应减小，同时整体稳定系数也不断提高单层球网壳为增大刚度，也可再设多道环梁与网壳节点用钢管焊接。

为使球网壳的受力符合薄膜理论，球网壳应沿其边缘设置连续的支承结构。

第八章悬索结构1．悬索结构由受拉索、边缘构件和下部支承构件所组成2．悬索屋盖结构的特点：1.悬索结构通过索的轴向受拉来抵抗外荷载的作用，可以最充分地利用刚才的强度。

2.悬索结构便于建筑造型，容易适应各种建筑平面，因而能叫自由地满足各种建筑功能和表达形式的要求。

3.悬索结构施工比较方便。

4.可以创造具有良好物理性能的建筑空间。

5.悬索屋盖结构的稳定性较差。

6.悬索结构的边缘构件和下部支承必须具有一定的刚度和合理的型式，以承受索端巨大的水平拉力。

3．根据拉索布置方式的不同，可分为：单层悬索体系、双层悬索体系、交叉悬索网体系4．拉索水平力的传递，一般有以下三种方式：拉索水平力通过竖向承重结构传至基础、拉索水平力通过拉锚传至基础、拉索水平力通过刚性水平构件集中传至抗侧力墙5．双层悬索体系是由一系列重索和相反曲率的稳定索所组成的6．交叉索网体系中边缘构件，根据建筑造型的要求一般有几下几种布置方式：边缘构件为闭合曲线环梁、边缘构件为落地交叉拱、边缘构件为不落地交叉拱、边缘构件为一对不相交的落地拱、边缘构件为拉索结构7．为使单层悬索屋盖结构具有必要的稳定性，一般采取以下几种措施：增加悬索结构上的荷载、形成预应力索—壳组合结构、形成索—梁或索—桁架组合结构、增设相反曲率的稳定索第九章大跨度建筑结构的其他型式1 混合空间结构的组成：混合空间是由刚架、桁架、拱、壳体、网架、网壳、悬索等结构中两种或者三种结构单元组合成一种新的结构，以实现建筑上的独特造型或结构上的经济合理。