建筑结构选型(增订版)陈保胜

1、结构选型的重要意义

在建筑活动中，做好建筑的结构选型设计十分重要，因为它影响着各个建筑阶段。科学合理的结构选型不仅要对建筑过程中的相关构架进行分析，同时也要对其功能布局进行全方位的考虑。因此，选型结构的合理时时刻刻影响着每个建筑阶段，使建筑更加安全、适用、可靠、经济。在保证建筑的使用寿命的同时，保证人们的生命和财产安全。

2、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。

3、钢筋混凝土梁

按其截面形式可分为矩形梁、T形梁、工字梁、槽形梁和箱形梁。

按其施工方法，可分为现浇梁、预制梁和预制现浇叠合梁。

按其配筋类型，可分为钢筋混凝土梁和预应力混凝土梁。

按其结构简图，可分为简支梁、连续梁、悬臂梁、主梁和次梁等。

4、桁架结构的组成和特点

桁架结构主要由上弦杆、下弦杆和腹杆三部分组成，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。

5、桁架结构的受力计算采用了哪些基本假定：

一、组成桁架结构的所有各杆都是直杆，所有各杆的中心线都在同一平面内，这一平面称为

桁架的中心平面。

二、桁架的杆件和杆件的相连接的节点都是铰接节点。

三、所有外力都作用在桁架的中心平面内，并集中作用于节点上。

6、单层刚架结构的形式

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。

7、简述拱的支座反力的受力特点？

一、在竖向荷载作用下，拱脚支座内将产生水平推力

二、在竖向荷载作用下，拱脚水平推力的大小等于相同跨度简支梁在相同竖向荷载作用下所

产生的相应于顶铰C截面上的弯矩除以拱的失高

三、当结构跨度与荷载条件一定时，拱脚水平推力与拱的失高成反比。

8、拱结构的分类、特点:

拱式结构应用广泛，形式多样。从力学计算简单图看，可分成无铰拱、两铰拱和三铰拱；按应用材料分类，有钢筋混凝土结构、钢结构、胶合木结构、砖石砌体结构；从拱身截面看，有格构式和实腹式、等截面和变截面。

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。

三铰拱为静定结构，较少采用；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，支座存在水平方向的推力；拱就是弧形梁。

受力特点—

（1）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、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，而简支梁重是没有轴力的。

9、如何选择拱式结构的支承方式？

拱可以分为三铰拱、两铰拱和无铰拱。三铰拱为静定结构，由于跨中存在着顶铰，使拱本身和屋盖结构复杂，因而目前较少采用。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，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好，目前较为常用。无铰拱受力最为合理，但对支座要求较高，当地基条件较差时，不宜采用。

10、圆顶薄壳结构:圆顶是正高斯曲率的旋转曲面壳体。根据建筑设计的要求，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。

11、简述筒壳结构的受力特点？

它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，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。因此它是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之间比例的不同，其受力状态也有所差异，一般按下列三种情况考虑。1．当L1/L2≥3时，称为长壳2．当L1/L2≤1/2时，称为短壳 3。当1/2

12、折板结构一般由折板、边梁和横隔三部分组成

13、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

14、网架结构的支承方式

1、周边支承网架；

2、三边支承网架；

3、两边支承网架；

4、点支承网架；

5、周边支承与点支承相结合的网架

15、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。

16、网壳结构的特点

1.网壳结构的构件主要承受轴力，结构内力分布比较均匀，应力峰值较小，因而可以充分发挥材料强度作用。

2.由于它可以来用各种壳体结构的曲面形式，在外观上可以与薄壳结构一样具有丰富的造型，无论是建筑平面或建筑形体，网壳结构都能给设计人员以充分的设计自由和想象空间，通过使结构动静对比、明暗对比、虚实对比，把建筑美与结构美有机地结合起来，使建筑更易于与环境相协调。

3.由于杆件尺寸与整个网壳结构的尺寸相比很小，可把网壳结构近似地看成各向同性或各向异性的连续体，利用钢筋混凝土薄壳结构的分析结果进行定性的分析。

4.网壳结构中网格的杆件可以用直杆代替曲杆，即以折面代替曲面，如果杆件布置和构造处理得当，可以具有与薄壳结构相似的良好的受力性能。

5.便于工厂制造和现场安装，在构造上和施工方法上具有与平板网架结构一样的优越性。

17、壳的形式与分类

（1）按网壳的层数来分，有单层网壳和双层网壳，其中双层网壳通过腹杆把内外两层网壳杆件连接起来，因而可把双层网壳看作由共面与不共面的拱桁架系或大小相同与不同的角锥系（包括四角锥系、三角锥系和六角推系）组成。

（2）按网壳的用材分，主要有木网壳、钢网壳、钢筋混凝土网壳以及钢网壳与钢筋混凝土屋面板共同工作的组合网壳等四类。

（3）按曲面的曲率半径分，有正高斯曲率网壳、零高斯曲率网壳和负高斯曲率网壳等三类。

（4）按曲面的外形分，主要有球面网壳、圆柱面网壳、扭网壳（包括双曲抛物面鞍型网壳、单块扭网壳、四块组合型扭网壳）等。

（5）按网壳网格的划分来分，有以下两类。