工程建筑结构选型总复习、作业与答案

第一章梁1.梁按支座约束分为：静定梁和超静定梁，根据梁跨数的不同，有单跨静定梁或单跨超静定梁、多跨静定梁或多跨连续梁。

2.简述简支梁和多跨连续梁的受力特点和变形特点？答：简支梁的缺点是内力和挠度较大，常用于中小跨度的建筑物。

简支梁是静定结构，当两端支座有不均匀沉降时，不会引起附加内力。

因此，当建筑物的地基较差时采用简支梁结构较为有利。

简支梁也常被用来作为沉降缝之间的连接构件。

多跨连续梁为超静定结构，其优点是内力小，刚度大，抗震性能好，安全储备高，其缺点是对支座变形敏感，当支座产生不均匀沉降时，会引起附加内力。

（图见5页）3.悬挑结构的特点：悬挑结构无端部支撑构件、视野开阔、空间布置灵活。

悬挑结构首要关注的安全性是：倾覆、承载力、变形等。

4．抗倾覆力矩/倾覆力矩>1.55.悬挑结构倾覆力矩的平衡方式：上部压重平衡；下部拉压平衡；左右自平衡；副框架平衡第二章桁架结构1.桁架结构的组成：上弦杆、下弦杆、斜腹杆、竖腹杆2.桁架结构受力计算采用的基本假设：（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。

（铰接只限制水平位移和竖向位移，没有限制转动。

）（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（节点只受集中力作用）3.桁架斜腹杆的布置方向对腹杆受力的符号（拉或压）有何关系？答：斜腹杆的布置方向对腹杆受力的符号（拉或压）有直接的关系。

对于矩形桁架，斜腹杆外倾受拉，内倾受压，竖腹杆受力方向与斜腹杆相反，对于三角形桁架，斜腹杆外倾受压，内倾受拉，而竖腹杆则总是受拉。

（图见11页）4.按屋架外形的不同，屋架结构形式有几种？答：三角形屋架，梯形屋架，抛物线屋架，折线型屋架，平行弦屋架等。

5.屋架结构的选型应从哪几个方面考虑？答：（1）屋架结构的受力（2）屋面防水构造；（3）材料的耐久性及使用环境；（4）屋架结构的跨度。

6.屋架结构的布置有哪些具体要求？答：（1）屋架的跨度：一般以3m为模数；（2）屋架的间距：宜等间距平行排列，与房屋纵向柱列的间距一致，屋架直接搁置在柱顶；（3）屋架的支座：当跨度较小时，一般把屋架直接搁置在墙、垛、柱或圈梁上。

当跨度较大时，则应采取专门的构造措施，以满足屋架端部发生转动的要求。

7.屋架结构的支撑有哪几种？答：屋架支撑包括设置在屋架之间的垂直支撑，水平系杆以及设置在上、下弦平面内的横向支撑和通常设置在下弦平面内的纵向水平支撑。

8.从结构受力来看，抛物线型的结构受力最为合理，其次是折线型，再次是梯形屋架，三角形和矩形屋架力学性能较差。

9.张弦结构：名词解释10.张弦结构结构形态有：零状态、初状态、荷载态第三章单层刚架结构1.刚架结构：是指梁、柱之间为刚性连接的结构。

2.排架结构：是梁和柱之间为铰接的单层刚架。

3.在单层单跨刚架结构中约束条件对结构内力有何影响？答：约束越多，内力越分散，内力值越小，变形越小，即刚度越大。

（单层单跨刚架结构按构件的布置和支座约束条件可分为无铰刚架，两铰刚架，三铰刚架。

）4.从截面形式看，钢刚架结构有哪两种类型？答：实腹式（型钢）和格构式（桁架）。

5.钢筋混凝土刚架在构件转角处为避免受力过大，可采取什么措施？答：在构件转角处，由于弯矩过大，且应力集中，可采取加腋的形式，也可适当地用圆弧过渡。

为了减少材料用量，减轻结构自重，也可采用空腹刚架。

空腹刚架有两种形式，一种是把杆件做成空心截面，另一种是在杆件上留洞。

6.刚架结构的支撑系统起什么作用？应怎样布置？答：为保证结构的整体稳定性，应在纵向柱间布置连系梁及柱间支撑，同时在横梁的顶面设置上弦横向水平支撑。

柱间支撑和横梁上弦横向水平支撑宜设置在同一开间内。

（图见39页）7.单层刚架结构横梁的坡度主要由什么确定？答：由屋面材料及排水要求确定。

第四章拱式结构1简述拱的支座反力的受力特点在竖向荷载作用下，拱脚支座内将产生水平推力。

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拱截面上的弯矩除以拱的矢高。

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。

2.拱的合理轴线的定义拱式结构受力最理想的情况应是使拱身内弯矩为零，仅承受轴力。

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成比例，即可使拱截面内仅有轴力没有弯矩，3.满足这一条件的拱轴线称为合理拱轴线。

3.拱结构中拱脚水平推力的平衡方式有哪些？答：（1）水平推力直接由拉杆承担，设置水平拉杆；（2）水平推力通过刚性水平结构传递给总拉杆；（3）水平推力由竖向承重结构承担；（4）水平推力直接作用在基础上。

4.从力学计算简图看，拱可以分为哪几种型式？答：无铰拱、两铰拱、三铰拱5.拱结构的矢高的确定应满足哪些方面的需求？答：（1）矢高应满足建筑使用功能和建筑造型的要求；（2）矢高的确定应使结构受力合理；（3）矢高应满足屋面排水构造的要求。

6.如何选择拱式结构的支座方式？答：拱可以分成三铰拱、两铰拱和无铰拱。

三铰拱为静定结构，由于跨中存在着顶铰，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，当地基条件较差时，不宜采用。

7.相同荷载、相同跨度条件下，梁与拱结构的内力有哪些差异？第五章薄壁空间结构1.圆顶结构由哪几部分组成？壳身、支座环、下部支承构件2.按壳面构造不同，圆顶的壳身结构可分为哪几种类型？平滑圆顶、肋形圆顶和多面圆顶等。

3.筒壳的结构组成有哪几部分？由壳身、侧边构件及横隔三部分构成4.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递给横隔。

因此它是横向梁的作用与纵向梁的作用的综合。

根据筒壳结构的跨度与波长之间比例的不同，其受力状态也有所差异，一般按下列三种情况考虑。

当跨度/波长大于等于3时，称为长壳。

按梁的理论来计算当跨度/波长小于等于1/2时，称为短壳。

按薄膜理论来计算当跨度/波长大于1/2小于3时，称为中长壳。

用半弯矩理论来计算5.折板结构由哪几部分组成？由折板、边梁、横隔构件三部分组成。

6.根据结构受力特点不同，折板结构可以分为哪两类？可以分为长折板和短折板当跨度/波长大于等1时，称为长折板，与长筒壳相似：内力主要为弯曲内力，像梁一样，纵向受力。

当跨度/波长等于1时，称为短折板：与短筒壳相似，沿跨度与波长两方向传递，典型的双向受力，弯曲应力与薄膜应力看比例，受力复杂。

7.扁壳的定义：是指薄壳的矢高f与被其所覆盖的底面最短边a之间的比值f/a<=1/5的壳体。

8.双曲扁壳的壳身和边缘构件常有哪些做法？壳身可以是光面的，也可以是带肋的。

边缘构件一般是带拉杆的拱或拱形桁架，跨度较小时也可以等截面或变截面的薄腹梁，当四周为多柱支承或承重墙支承时也可以柱上的曲梁或墙上的曲线形圈梁做边缘构件。

四周的边缘构件在四角交接处应有可靠连接构造措施，使形成箍（gu）的作用，以有效地约束壳身的变形。

同时边缘构件在其自身平面内应有足够的刚度，否则壳身内将产生很大的附加内力。

9.屋盖结构中常用的双曲抛物面扭壳有哪几种形式？双倾单块扭壳（两个对角在水平面以下，两个在以上）；单倾单块扭壳（三个角在一个水平面上，另一个角不在）；组合型扭壳。

10.双曲抛物扭壳结构组成？扭壳、边缘构件、拉杆（或斜柱）第六章平板网架结构1.按照杆件布置规律不同，平板网架结构可分为哪两类？交叉桁架体系和角锥体系2.角锥体系桁架有哪几种类型？四角锥、三角锥、六角锥等。

3.如何加强三边支承网架结构开口边的刚度？通过两种处理方式：设支撑系统或不设支撑系统(1)设支撑系统也称为加反梁，如在自由边专门设一根托梁或边桁架，或在其开口边局部增加网架层数，以增强开口边的刚度。

(2)如不设支撑系统，可将整个网架的高度适当提高，或将开口边局部杆件的截面加大，使网架的整体刚度得到改善；或在开口边悬挑部分网架以平衡部分内力。

5.四点支承的正交正放网架与正交斜放网架应优先选用哪种？为什么？当为四点支承时，正交正放网架比正交斜放网架受力合理。

正交网架中位于柱上的桁架起到了主桁架的作用，缩短了与其垂直的次桁架的荷载传递路线。

而斜放网架的主桁架是柱上的悬臂桁架和边桁架，其刚度较差、对角线方向的各桁架成了次桁架，它的荷载传递路线较长。

因此，正交斜放网架刚度较差，内力较大。

7.网架结构中常用的节点形式有哪几种？（1）焊接钢板节点；（2）焊接空心球节点；（3）螺栓球节点。

8.网架结构中常用的支座形式有哪几种？（1）压力支座；（2）拉力支座。

9.网架结构屋面排石坡度的形式有哪几种方式？（1）上弦节点上加小立柱找坡；（2）网架变高度找坡；（3）整个网架起坡；（4）支承柱变高度。

第七章网壳结构1.网壳结构按曲面形式分类有哪两类？单曲面、双曲面2.单层筒网壳以网格的形式分类有哪五种形式？A.联方网格型筒网壳；B.弗普尔型筒网壳；C.单斜杆型筒网壳；D.双斜杆型筒网壳;E.三向网格型筒网壳。

3.双层筒网壳按几何组成规律可以分成哪几类？(1)平面桁架体系双层筒网壳；（2）四角锥体系双层筒网壳；（3）三角锥体系双层筒网壳。

4.简述正交类，斜交类、混合类筒网壳的受力特点？(1)正交类网壳的外荷载主要由波长方向的弦杆承受，纵向弦杆的内力很小。

很明显，结构式处于单向受力状态，以拱的作用为主，网壳中内力分布比较均匀，传力路线短。

(2)斜交类网壳的上、下弦杆是壳体波长方向斜交的，因此外荷载也是沿着斜向逐步卸荷的，拱的作用不是表现在波长方向，而是表现在与波长斜交的方向。

通常最大内力集中在对角线方向，形成内力最大的主“拱”，主拱内上、下弦杆均受压。

(3)混合类网壳受力比较复杂，荷载向各个方向传递，结构空间作用明显。

5.单层球网壳的主要网格形式有哪几种？（1）肋环型网格；（2）施威特勒型网格；（3）联方型网格；（4）凯威特型网格；（5）三向网格型；（6）短程线型网格；（7）双向子午线网格。

6.如何提高扭网壳结构的刚度，减少挠度？(1)在扭网壳屋脊处设加强桁架，能明显地减少屋脊附近的挠度，但随着与屋脊距离的增加，加强桁架的影响则下降。

(2)边缘构件的刚度对于扭网壳的变形控制具有决定意义。

(3)扭网壳的支承考虑到其脊线为直线，会产生较大的温度应力。

7.网壳结构的选型应考虑哪些方面的因素？(1)网壳结构的体型应与建筑造型相协调；(2)网壳结构的型式应与建筑平面相协调；(3)网壳结构的层数（杆件层次）：与跨度有关。