建筑结构选型复习重点

建筑结构选型复习重点

第一章砌体结构

1.1、砌体结构的概念

砌体结构：由块体和砂浆砌筑而成的墙、柱作为建筑物主要受力构件的结构。

1.2、砌体结构的特点

1、砌体结构的主要优点

(1)易于就地取材：可以利用工业废料(如矿渣、粉煤灰等)生产各种新型砌体，来源方便，价格较便宜。

(2)具有良好耐火性和化学稳定性：可以满足房屋耐久性要求。

(3)不需要模板和特殊的施工设备：节省木材、钢材和水泥。

(4)具有良好隔热、保温性能：节能效果明显。

(5)采用砌块和大型板材作墙体时，可减轻结构自重，加快施工进度，有利于工业化生产和施工。

2、砌体结构的缺点

(1)强度相对较低、自重大：需要采用较大截面的构件，材料用量多。

(2)手工砌筑：施工繁重、条件差。

(3)砖石块体与砂浆之间的粘结强度较低：砌体结构房屋整体性差，无抗震措施情况下，抗震能力较差。

1.4、砌体结构承重方案

1、横墙承重方案

◆荷载传递路径：板→横墙→基础→地基

(1)横墙是主要承重墙；纵墙主要起围护、隔断和将横墙连成整体作用，受力较小，对设在纵墙上门窗洞口大小和位置的限制较少，建筑设计上容易满足采光和通风的要求。

(2)每一开间均设有横墙，数量较多、间距较密(通常3~4.5m)，并与内外纵墙拉结，房屋空间刚度大，整体性好，利于抵抗风载、水平地震作用和调整地基不均匀沉降。

(3)结构布置比较简单和规则，施工比较简单方便；房间布置的灵活性差，墙体材料用量比较多。

适用范围：多用于横墙间距比较密、房间开间比较小的房屋，如宿舍、招待所、住宅、办公楼等民用建筑。

2、纵墙承重方案

◆荷载传递路径：板→纵墙→基础→地基；板→梁→纵墙→基础→地基

(1)纵墙是主要承重墙，设置横墙的目的是为了满足房屋空间刚度和结构整体性的要求，横墙间距可以相当大，容易满足使用上大空间和灵活布置平面的要求。

(2)由于纵墙承受较大荷载，在纵墙上一般不能随意开设门窗洞口，门窗洞口的大小和位置受到一定的限制。

(3)由于横墙数量较少，相对于横墙承重方案而言，房屋的横向刚度较小，整体性较差。

适用范围：适用于使用上要求有较大空间或隔断墙位置有可能改变的房屋，例如食堂、厂房、仓库等建筑。

3、纵横墙承重方案

◆荷载传递路径：板→横墙、纵墙→基础→地基

(1)纵墙和横墙都是承重墙，共同承受竖向荷载。

(2)开间比横墙承重方案大，但空间布置不如纵墙承重方案灵活，整体刚度介于两者之间。适用范围：多用于教学楼、办公楼、医院等建筑

4、内框架承重方案

荷载传递路径：板→梁→柱和纵墙→基础→地基

(1)竖向荷载既不是全由框架承重，也不是全由砖墙承重，是由外部的砖墙和内部的框架共同组成承重体系。使用上可获得较大空间。

(2)容易产生不均匀的竖向变形，使结构产生较大的附加内力：竖向承重构件的材料不同，钢筋混凝土柱和砖墙的压缩性能和强度不一样。

(3)房屋内部砖墙较少，使得结构的空间刚度较差，不利于抵御水平方向的荷载作用。

适用范围：一般用于多层工业车间、商店、旅馆等建筑。

5、底部框架上部砖房结构(底框砖房结构)

◆底部(1~2层)：采用框架结构，用作商业用房；

◆上部几层：采用砌体结构，用于住宅。

◆特点：由两种承重体系和抗侧力体系组成，上部几层为砖墙承重，纵、横墙间距较

小，具有一定的承载能力，但变形和耗能能力较差；底部一、两层框架具有较好的承载能力、变形能力和耗能能力。

第三章框架结构

3.1 框架结构定义

框架结构：由梁和柱为主要构件组成的承受竖向和水平作用的结构。

3.2、框架结构的分类

(1)全现浇式框架

◆全现浇式框架：承重构件梁、板、柱均在现场原位绑扎、支模、整体浇筑、养护而

成的结构。

◆优点：整体性和抗震性都非常好。

◆缺点：现场工程量大，模板耗费多，工期较长

(2)半现浇式框架

◆半现浇式框架：梁、柱为现浇，板为预制的结构或者柱为现浇，梁、板为预制的结

构。

·优点：楼板采用预制板，减少了现场混凝土的浇筑量，节省了大量模板，降低了成本。·缺点：整体性及抗震性能不如全现浇式框架。

(3)装配式框架

◆装配式框架：梁、柱、板均为预制，然后通过焊接拼装连接成整体的结构。

·优点：构件由构件预制厂预制，在现场进行焊接装配。具有节约模板、工期短、便于机械化生产、改善劳动条件等优点。

·缺点：构件预埋件比较多，用钢量大，房屋整体性差，不利抗震，在抗震设防地区不宜采用。

(4)装配整体式框架

◆装配整体式框架：将预制的梁、板、柱安装就位后，焊接或绑扎节点区钢筋，通过

对节点区浇筑混凝土、使之结合成整体的结构。

·优点：兼有现浇式和装配式框架的一些优点。

·缺点：节点区现场浇筑混凝土施工复杂。

3.3、框架结构的布置

◆框架柱的布置

①柱网布置应满足建筑功能的要求

柱网布置应与建筑隔墙布置相协调，建筑周边柱子的布置应与建筑外立面造型要求相协调。

一般将柱子设在纵横墙交叉点上，以尽量减少柱网对建筑使用功能的影响。

②柱网布置应规则、整齐、间距适中，传力体系明确，结构受力合理

框架结构只能承受自身平面内的水平力，应沿建筑物的两个主轴方向都应设置框架；

柱网的尺寸受到梁跨度的限制，一般使梁跨度在6~9m为宜。

③柱网布置应便于施工

·结构布置应考虑施工方便，以加快施工进度，降低工程造价。

·设计时应尽量考虑到构件尺寸的模数化、标准化，尽量减少构件规格。

3.4、框架结构的承重方案

(1)横向框架承重方案

◆横向框架承重方案：在横向布置框架承重梁，以支承楼板，而在纵向布置连系粱。

◆横向框架处在建筑短向，跨数较少，主框架梁沿横向布置。纵向框架跨数多，刚度

大，沿纵向布置连系梁。

·外纵墙不承重，其自重由连系梁传给横向承重框架柱，对纵墙开窗限制较小，易于满足室内采光、通风要求。

(2)纵向框架承重方案

◆纵向框架承重方案：在纵向布置框架承重梁以承受楼板传来的荷载，在横向布置连

系梁。

◆缺点：房屋的横向抗侧刚度较差，进深尺寸受预制板长度的限制。

·适用范围：大开间柱网且房屋进深较小情况。

(3)纵横向框架共同承重方案

◆纵横向框架共同承重方案：在两个方向上均需布置框架承重梁以承受楼面荷载。优点：具有较好的整体工作性能，框架柱均为双向偏心受压构件，为空间受力体系。

第四章剪力墙结构

4.1、剪力墙结构及其特点

·剪力墙结构：由剪力墙组成的承受竖向和水平作用的结构。

◆剪力墙结构的优点

(1)结构整体性强，抗侧刚度大，侧向变形小，在承载力方面的要求容易得到满足，适于建造较高的建筑。

(2)集承重、抗风、抗震、围护与分隔为一体，经济合理地利用了结构材料。

(3)抗震性能好，具有承受强烈地震裂而不倒的良好性能；

(4)用钢量较省；

(5)与框架结构体系相比，施工相对简便与快速。

◆剪力墙结构的缺点

(1)墙体较密(间距3~8m)，建筑平面布置和空间利用受到限制，很难满足大空间建筑功能的要求；

(2)结构自重较大，加上抗侧刚度较大，结构自振周期较短，导致较大的地震作用。

适用范围：适用于建造高层住宅或高层公寓等建筑。

4.7、剪力墙结构布置

(1)剪力墙平面布置宜简单、规则，宜沿两个主轴方向或其他方向双向布置，两个方向的侧向刚度不宜相差过大。抗震设计时，不应采用仅单向有墙的结构布置。

·建筑物为矩形、T形和L形平面时，剪力墙应沿两个主轴方向布置；

·建筑物为△形、Y形、十字形平面时，剪力墙应沿三个或四个主轴方向布置；

·建筑物为圆形平面，剪力墙沿径向布置成辐射状。

(2)剪力墙的门窗洞口宜上下对齐、成列布置，形成明确的墙肢和连梁；宜避免造成墙肢宽度相差悬殊的洞口设置；抗震设计时，不宜采用错洞墙。

(3)剪力墙不宜过长，较长剪力墙宜设置跨高比较大(>6)的连梁将其分成长度较均匀的若干墙段，各墙段的高度与墙肢长度之比不宜小于3，墙段长度不宜大于8m。

(4)抗震设计时，高层建筑结构不应全部采用短肢剪力墙；B级高度高层建筑以及抗震设防烈度为9度的A级高度高层建筑，不宜布置短肢剪力墙，不应采用具有较多短肢剪力墙的剪力墙结构。

(5)剪力墙沿高度宜自下到上连续布置，逐渐减小厚度，避免竖向刚度突变。

(6)剪力墙片应尽量对直拉通，否则不能视为整体墙片。

(7)剪力墙宜设于建筑物两端、楼梯间、电梯间及平面刚度有变化处，同时以能纵横向相互连在一起为有利，对增大剪力墙刚度很有好处。

(8)落地剪力墙的间距L应符合以下要求：

·非抗震设计时：L≤3B，L≤36m (B为楼面宽度)

·抗震设计时：L≤2B，L≤24m

(9)高层剪力墙结构，应尽量减轻建筑物重量，剪力墙间距不宜太密，宜采用大开间结构方案(优先采用6~8m间距)。在保证结构安全的条件下尽量减小构件截面尺寸，采用轻质高强材料。

第五章框架-剪力墙结构

5.1、框架-剪力墙结构概念

框架-剪力墙结构：由框架和剪力墙共同承受竖向和水平作用的结构。

5.3、框架-剪力墙结构受力特点

(1)框架和剪力墙顶端各自受到一个等量而反向的水平集中力作用，框架和剪力墙顶部的水平剪力均不等于零。

(2)框架楼层剪力最大值不是发生在结构的底部，而一般是发生在(0.3~0.6)H之间，并且随框架相对刚度的增大而有向下移的趋势。

(3)由于框架和剪力墙的相互作用，在结构的顶部，框架承担了大部分的水平剪力，在结构下部则是剪力墙承担了大部分的水平剪力。

5.7、框架-剪力墙结构的布置

(1)框架-剪力墙结构应设计成双向抗侧力体系；抗震设计时，结构两主轴方向均应布置剪力墙。

(2)框架-剪力墙结构中，主体结构构件之间除个别节点外不应采用铰接；

(3)梁与柱或柱与剪力墙的中线宜重合；框架梁、柱中心线有偏离时，梁、柱中心线之间的偏心距，9度抗震设计时不应大于柱截面在该方向宽度的1/4；非抗震设计时和6~8度抗震设计时不宜大于柱截面在该方向宽度的1/4。

(4)框架-剪力墙平面形状凹凸较大时，宜在突出部分的端部附近布置剪力墙。

(5)单片剪力墙的刚度不宜过大，单片剪力墙底部承担的水平剪力不应超过结构底部总水平剪力的30%。

(6)框架-剪力墙结构中纵、横向剪力墙宜组成T形、L形、口形等形式，以使纵、横墙可以互相作为对方的翼缘，提高剪力墙的强度和刚度。

(7)框架-剪力墙结构中的剪力墙宜贯通建筑物的全高，使结构上下刚度均匀或逐渐减小，宜避免刚度突变；

(8)剪力墙开洞时，洞口宜上下对齐、大小相同，洞口面积与墙面面积的比值不宜大于1/6，洞口的梁高不宜小于层高的1/5。

(9)抗震设计时，剪力墙的布置宜使结构各主轴方向的侧向刚度接近。

(10)楼、电梯间等竖井的设置，宜尽量与其附近的框架或剪力墙的布置相结合，使之形成连续完整的抗侧力构件。

(10)长矩形平面或平面有一部分较长的建筑中，其横向剪力墙沿长方向的间距宜满足规范要求，当横向剪力墙之间的楼盖有较大开洞时，剪力墙的间距宜适当减小。

(11)在长矩形平面或平面有一部分较长的建筑中，纵向剪力墙不宜集中布置在房屋的两尽端。

◆ 原因：剪力墙集中布置在两端时，房屋的两端被抗侧刚度较大的剪力墙锁住，中间

部分的楼盖在混凝土收缩或温度变化时容易出现裂缝。

(12)框架-剪力墙结构中的剪力墙宜均匀布置在建筑物的周边附近、楼梯间、电梯间、平面形状变化及恒载较大的部位。

◆ 周边布置：加强高层建筑抗扭要求。

◆ 楼梯间和电梯间处：楼板开大洞，对楼板刚度削弱严重，采用剪力墙来加强是有效

的措施；楼、电梯间本身就需要用墙来维护，在该处设置剪力墙也能满足建筑的要求。

◆ 平面形状变化处：这些部位受力状态复杂，设置剪力墙予以加强非常必要。

恒载较大处：可以避免设置截面尺寸过大的柱子，满足建筑布置的要求；剪力墙承受很大的弯矩和剪力，可以避免出现轴向拉力，提高截面承载力。

(12)框架-剪力墙结构中剪力墙的数量要求 ◆ 要求：1≤λ ≤2.4

第六章 钢筋混凝土平面楼盖（选择题）

6.3、肋梁楼盖(梁板式楼盖)

(1)单向板肋梁楼盖（传力路径：板——次梁——主梁——柱或墙）

◆ 受力特点：

● 板上荷载主要是沿短边方向传递到支承构件上；

● 沿长边方向传递的荷载很少，可以忽略不计。

(2)双向板肋梁楼盖（传力路径：板——梁——柱或墙）

受力特点：板上的荷载沿两个方向传到梁上，楼盖中的梁没有主梁、次梁之分。

6.4、密肋楼盖结构

(1)单向密肋楼盖

受力性能：与单向板肋梁楼盖相似，是单向受力状态，荷载沿短跨方向传递到两边的肋上。

第七章 筒体结构（定义是重点）

7.1、筒体结构定义

◆ 筒体结构：由竖向悬臂的筒体为主组成的能承受竖向和水平作用的高层建筑结构。

7.3、筒体结构类型

(1)框筒结构(frame-tube structure)

框筒结构：由外围密柱框筒与内部一般框架组成的高层建筑结构。

(2)框架-核心筒结构(frame-corewall structure)

◆ 框架-核心筒结构：由中央核心筒与外围的稀柱框架(即一般框架)组成的高层建筑结

构。

(3)筒中筒结构(tube in tube structure)

筒中筒结构：由中央核心筒与外围框筒组成的高层建筑结构。

λ=

(4)多重筒结构

◆多重筒结构：在外框筒与内筒之间另加一组框架筒体或实体筒体形成的高层建筑结

构。

(5)成束筒结构(bundled tubes structure)

成束筒结构：由若干并列筒组成的高层建筑结构。

7.6、筒体结构的布置原则

1、平面布置

◆确定筒体结构平面形状的原则：一是要有利于筒体空间整体工作特性的充分发挥；

二是要具有双轴对称，使地震引起的扭转振动减小到最低程度。

(1)筒体结构宜采用简单的平面形状，尽量采用圆形、正多边形、正方形等。

(2)核心筒或内筒的外墙与外框架柱间的中距，非抗震设计大于15m、抗震设计大于12m时，宜采取增设内柱等措施。

(3)核心筒宜贯通建筑物全高，核心筒的宽度不宜小于筒体总高的1/12。

(4)框架-核心筒结构的周边柱间必须设置框架梁。

(5)筒体结构核心筒或内筒的墙肢宜均匀、对称布置；

(6)筒体角部附近不宜开洞，当不可避免时，筒角内壁至洞口的距离不应小于500mm和开洞墙截面厚度的较大值。

(7)筒中筒结构的平面外形宜选用圆形、正多边形、椭圆形或矩形等，内筒宜居中。

(8)内筒宜贯通建筑物全高，内筒的宽度为高度的1/12-1/15。

(9)筒中筒结构中，外框筒的柱距不宜大于4m，框筒柱的截面长边应沿筒壁方向布置。

(10)筒中筒结构中，外框筒的洞口面积不宜大于墙面面积的60%，洞口的高宽比宜与层高和柱距之比值相近。

(11)筒中筒结构中，外框筒梁的截面高度可取柱净距的1/4；角柱截面面积可取中柱的1~2倍。

(12)筒中筒结构的内筒与外筒之间的距离以7~12m为宜；外筒尺寸宜为内筒尺寸的3倍,便于满足刚度要求，使内外筒之间留出足够的空间以供使用。

(13)外框筒边长不应超过45m；柱距一般为1.2~3.0m，不宜大于层高；

2、立面布置

(1)筒体结构宜上下体型一致，竖向结构不宜外伸或内收。

(2)筒体结构的高宽比不宜太小，也不宜过大。

(3)内筒高宽比不宜大于12：保证内筒具有足够的抗推刚度，能与外框筒协调地共同抵抗水平荷载引起的水平剪力和倾覆力矩。

第八章高层钢结构

8.7、钢结构布置原则

1、钢结构平面布置

(1)建筑平面宜简单规则，尽量采用方形、矩形、圆形、正六边形、正八边形和椭圆形等双轴对称平面形状。

(2)建筑的开间、进深宜统一，以减少构件规格，便于制作和安装。

(3)柱截面的钢板厚度不宜大于100mm。

(4)进行抗侧力构件布置时，宜使结构各层的抗侧力刚度中心与水平作用合力中心接近重合，同时各层接近在同一竖直线上，以减少结构的扭转振动效应。

(5)抗震设防的高层建筑钢结构，其常用平面的尺寸关系应符合相关要求。

(6)高层建筑钢结构不宜设置防震缝。薄弱部位应采取措施提高抗震能力。

2、钢结构竖向布置

(1)抗震设防的高层建筑钢结构，宜采用竖向规则的结构。

(2)各抗侧力构件宜竖向连续布置，并位于同一竖直线上。

(3)钢结构高层建筑宜设地下室。抗震设防建筑的高层结构部分，基础埋深宜一致，不宜部分采用局部地下室。

第十章空间网架结构

网架结构：由许多杆件根据建筑形体要求，按照一定规律进行布置，通过节点连接组成的网状空间杆系结构。

10.3、网架结构支承方式

(1)周边支承

网架支承在周边柱上：每个支座节点下设置一边柱，适用于大中跨度网架。

网架支承在柱顶圈梁上：柱子数量较少，间距较灵活，便于建筑平面和立面灵活变化。(2)点支承

特点：支承点对称布置，周边设置悬臂段，以平衡一部分跨中弯矩，减少跨中挠度。

适用范围：适用于体育馆、展览厅等大跨公共建筑。

(3)周边支承与点支承相结合

在周边支承基础上，在建筑物内部增设中间支承点。

优点：缩短网架跨度，有效减小网架杆件内力和网架挠度。

◆适用范围：大柱网工业厂房、仓库、展览厅等建筑。

(4)三边支承与两边支承

◆适用范围：适用于飞机库或飞机的修理及装配车间。

◆开口边应设置边梁或边桁架梁。

10.5、网架屋面排水坡度形成

(1)上弦节点上加小立柱找坡

按设计高度把小立柱(钢管)焊接或螺栓连接在球体上。

(2)网架变高度找坡

上弦节点按排水坡度要求布置于不同标高，网架下弦仍位于同一水平面内。

(3)整个网架起坡

网架在跨中起坡，起拱高度根据屋面排水坡度要求确定。

(4)支承柱变高度

网架上下弦仍保持平行，改变网架支承点高度，形成屋面坡度。

第十二章门式刚架结构

◆门式刚架结构的受力优于排架结构：

(1)在竖向荷载作用下，柱对梁的约束作用减小了梁跨中的弯矩和挠度。

(2)在水平荷载作用下，梁对柱的约束作用减少了柱内的弯矩和侧向变位。

12.3、门式刚架的受力特点

1.约束条件对结构内力的影响

(1)无铰门式刚架

柱脚与基础固接，为三次超静定结构；刚度好，结构内力分布比较均匀；

◆柱底弯矩比较大，对基础和地基的要求较高，基础材料用量较多。

当地基发生不均匀沉降时，将在结构内产生附加内力，在地基条件较差时需要慎用。(2)两铰门式刚架

柱脚与基础铰接，为一次超静定结构。

在竖向荷载或水平荷载作用下，两铰门式刚架内弯矩均比无铰门式刚架大。

铰接柱基不承受弯矩作用，构造简单，省料省工。

◆当基础有转角时，对结构内力没有影响。当两柱脚发生不均匀沉降时，将在结构内

产生附加内力。

(3)三铰门式刚架

在屋脊和两个柱脚处设置永久性铰，为静定结构。温度差、地基的变形或基础的不均匀沉降对结构内力没有影响。

◆三铰刚架刚度较差，内力大，一般适用于跨度较小或地基较差的情况。

12.4、门式刚架结构类型

1. 钢筋混凝土门式刚架

适用范围：适用于跨度不超过18m、檐高不超过10m的无吊车或者吊车起重量不超过100kN 的建筑。

◆截面形式：一般为矩形，也可采用工字形截面。

变截面：减少材料用量，减轻结构自重，杆件截面随内力大小作相应变化。

◆空腹式刚架：在预制构件时在梁柱截面内留管(钢管或胶管)抽芯，把杆件做成空心

截面。

◆空腹刚架：在杆件上留洞。

2、钢结构门式刚架

◆实腹式刚架：适用于跨度不很大的结构，常做成两铰门式结构。横截面一般为变截

面焊接工字形；跨度较大时，可在支座水平面内设置拉杆，并施加预应力以调整结构中的内力。

格构式刚架：适用范围较大，具有刚度大、耗钢省等优点。跨度较小时，可采用三铰门式刚架，跨度较大时，可采用两铰门式刚架或无铰门式刚架。跨度较大时，可再支座水平面内设置拉杆，施加预应力调整结构中的内力。

3、预应力混凝土门式刚架

优点：可减小门式刚架构件的截面尺寸和自重，改善结构的刚度和抗裂性能。

预应力筋布置方案：分段布置预应力筋；通长设置预应力筋

分段布置预应力筋方案

◆优点：受力明确，穿预应力筋方便。

◆缺点：费钢材，需要较多的锚具，且在转角节点处，预应力筋的孔道相互交叉，对

截面削弱较大，当截面尺寸不能满足要求时，常需加大截面宽度。

通长设置预应力筋方案

·优点：节省钢材与锚具，孔道对构件截面削弱较少，所需的构件截面尺寸(厚度)较小。·缺点：穿筋比较困难，张拉预应力筋时，容易引起构件在预应力筋方向的开裂，以及在转折点处因预压力的合力产生裂缝。

第13章.桁架结构

桁架结构：由若干直杆在其两端用铰连接而成的结构。

桁架结构比梁结构拥有更多的优点：

◆扩大了梁式结构的适用跨度；

◆可用各种材料制造:钢筋混凝土、钢、木均可；

◆桁架体型可以多样化；

◆施工方便:可以整体制造后吊装，也可以在施工现场高空进行杆件拼装。

4、桁架结构计算基本假定

·组成桁架的所有杆件都是直杆，所有各杆的中心线(轴线)都在同一平面内(中心平面)。·桁架的杆件与杆件相连接的节点均为铰接点。

·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、屋架结构的选型

(1)屋架结构的受力

◆折线形、梯形屋架：受力合理，在大中跨建筑中广泛应用。

◆三角形屋架：力学性能较差，一般仅适用于中小跨度。

◆平行弦屋架：常用做托架或荷载较特殊情况下使用。

(2)屋面防水构造

◆屋面防水构造决定屋面排水坡度，进而决定屋盖建筑造型。

◆瓦类：屋架上弦坡度应大些，以利于排水，应选用三角形、陡坡梯形屋架。

◆大型屋面板、卷材有组织排水：应选用拱形屋架、折线形屋架和缓坡梯形屋架。

(3)材料的耐久性及使用环境

相对湿度较大、通风不良或有侵蚀性介质的工业厂房，不宜选用木屋架和钢屋架，宜选用预应力混凝土屋架。

(4)屋架结构的跨度

◆小于18m：选用钢筋混凝土—钢组合屋架、木屋架。构造简单，施工吊装方便，技

术经济指标较好。

◆18~36m：选用预应力钢筋混凝土屋架。可节省钢材，有效地控制裂缝宽度和挠度。

◆大于36m：选用钢屋架。减轻结构自重，提高结构的耐久性与可靠性。

3、屋架结构的布置

(1)跨度

◆矩形平面：各榀屋架选用同一种类型的屋架，等跨度。

◆非矩形平面：各榀屋架跨度可能不一样，应尽量减少其类型以方便施工。

(2)间距

◆布置原则：宜等间距平行排列，与纵向排列间距一致。

◆常用间距：4~6m；小跨度轻屋架3m、大跨度屋架9~12m

(3)屋架的支座

◆原则：同层中屋架的支座取同一标高。

◆支座形式：

●铰接支座：支承在钢筋混凝土柱上的屋架；

●刚接支座：支承在钢柱上的屋架。

◆跨度较小时，一般把屋架直接搁置在墙体、墙垛、柱或圈梁上。跨度较大时，应采

取专门的构造措施，以满足屋架端部发生转动的要求。

4、屋架结构的支撑

●保证屋架结构的空间几何稳定性，即几何形状不变。

平面屋架能够保证屋架平面的几何稳定性，支撑系统可以保证屋架平面外的几何稳定性。

●保证屋架结构的空间刚度和空间整体性

上弦和下弦水平支撑与弦杆组成水平桁架，桁架端部和中央的垂直支撑与桁架竖杆组成垂直桁架，保证屋架具有足够的刚度和整体性，屋架只发生较小的变形。

●为屋架弦杆提供必要的侧向支承点

水平和垂直支撑节点为弦杆提供侧向支承点，减小弦杆在平面外的计算长度，减小长细比，提高其受压时的整体稳定性。

●承受并传递水平荷载

纵向和横向水平荷载，最后都通过支撑系统传到桁架支座

保证结构安装时的稳定和方便

桁架结构杆件内力与桁架形式的关系：

1）平行弦桁架内力特点：杆件内力分布不均匀，弦杆内力两端小向中间逐渐增大，腹杆内力由中间向两端增大；

2）三角形桁架内力特点：杆件内力分布也不均匀，弦杆内力由中间向两端逐渐增大，腹杆内力由两端向中间逐渐增大；

3）折线形桁架内力特点：杆件内力分布大致均匀。

第十四章悬索结构

◆悬索结构：由柔性受拉索、边缘构件和下部支承所组成的承重结构。

◆14.3、悬索结构型式

1、单层悬索结构：由一系列、按一定规律布置的单根悬索组成，悬索两端锚挂在稳定

的支承结构上。

(1)单曲面单层悬索结构(平行布置)

(2)双曲面单层悬索结构(辐射式布置)

◆特点：由单层索按中心辐射状布置，与圆形边缘构件组成的悬索结构。

◆适用范围：圆形建筑平面

2、双层悬索结构

◆结构特点：通过腹杆对上、下索施加预应力，提高整个屋盖刚度。

(1)单曲面双层悬索结构

◆适用范围：矩形平面单跨或多跨建筑。

◆双层索系两端必须锚固在侧边构件上，或通过锚索固定在基础上。

(2)双曲面双层悬索结构

适用范围：圆形建筑平面

特点：由承重索和稳定索构成，均沿辐射方向布置，周围支承在周边柱顶受压环梁上，中心设置受拉内环梁，整个屋盖支承于外墙或周边柱上。

3、交叉索网结构(鞍形悬索结构、双向正交索网结构)

特点：由承重索和稳定索两组索按上下相互正交布置，通过预加应力使两索紧贴，与不同形状的边缘构件组成的悬索结构

适用范围：适用于圆形、椭圆形、菱形等建筑平面。

2、增强悬索结构稳定性的一些措施

(1)增加悬索结构上荷载

在索上加重荷载：采用钢筋混凝土屋面板

在索下吊挂重荷载：增加吊挂地板重量；增加吊顶重量。

(2)形成预应力索－壳组合结构优点：

在雪荷载等活荷载或风力作用下，整个屋面如同壳体一样工作，稳定性大为提高；

预应力索和混凝土共同抵抗外荷载，提高了屋盖的刚度，弹性变形引起的屋面挠度大为减少；

在使用期间屋面产生裂缝的可能性大为减少。

(3)采用横向加劲构件形成索-梁或索-桁架结构体系

加劲构件两端与纵墙处边梁相连，并与各悬索在相交处互相连接形成整体，共同承受外荷载作用，改善整个屋盖受力性能。

(4)增设相反曲率的稳定索

形成双层拉索体系或交叉索网体系，使承重索和稳定索内始终有足够拉紧力，提高整个体系稳定性和抗震能力。

第十五章拱结构

15.3、水平推力的平衡

(1)水平推力由拉杆直接承担

室内布置拉杆：影响室内景观，降低建筑净高。

地下布置拉杆：基础受力简单，节约材料。

2)水平推力通过刚性水平结构传递给总拉杆

特点：仅在结构两端设置拉杆，水平推力作用在刚性水平构件上，由两端山墙内总拉杆来平衡。

(3)水平推力由竖向承重结构承担

斜柱墩：不设拉杆，拱支承在斜柱墩上。

(4)水平推力直接作用在基础上

落地拱：地质条件较好，或拱脚水平推力较小时，拱可直接作用在基础上，通过基础承受水平推力。

3、拱的失高的确定需考虑的因素：(1)矢高应满足建筑使用功能和造型要求

◆使用功能要求：失高决定了建筑物内部空间大小，应满足建筑使用功能上对建筑物

容积、净空、设备布置等要求。

◆造型要求：失高直接决定了拱外形，必须满足建筑造型要求。

(2)失高的确定应尽量使结构受力合理

◆拱脚水平推力大小与拱失高成反比：可通过增加拱失高来减小拱脚水平推力，减轻

地基负担，节省基础造价。

◆失高增大，拱身长度相应增大，材料用量增加

(3)失高应满足屋面排水构造要求

◆瓦屋面、构件自防水屋面：要求屋面坡度比较大，相应地失高也较大；

◆油毡屋面：为防止夏季高温时引起沥青流淌，要求屋面坡度不能太大，相应地失高

较小。

第19章大跨度预应力混凝土结构

(1)先张法

先张法：先在台座上张拉预应力钢筋后浇筑混凝土，通过放张预应力钢筋由粘结传递而建立预应力的方法。

适用范围：大批量生产采用钢丝或直径小于16mm钢筋的中、小型构件，如预应力混凝土楼板、轨枕、水管、电线杆等。

先张法施工工艺

钢筋就位，在台座(或钢模)上张拉钢筋，并临时锚固在台座(或钢模)上

支模板，绑扎普通钢筋，浇筑混凝土并养护；

混凝土达到一定强度(设计强度75％以上)后，切断或放松钢筋，钢筋回弹力通过钢筋与混凝土间粘结力传递给混凝土，获得预压应力。

2)后张法

后张法：先浇筑混凝土，待混凝土达到规定强度后，通过张拉预应力钢筋并在结构上锚固而建立预应力的方法

适用范围：适用于采用粗钢筋或钢绞线的大型预应力构件，如桥梁、屋架、屋面梁、吊车梁等。

后张法施工工艺

先浇筑混凝土，构件中预留孔道；混凝土达到规定强度(设计强度70％以上)后，预应力钢筋穿入孔道。

利用构件本身作为台座张拉钢筋，张拉的同时混凝土构件被压缩并获得预压应力；

在孔道内灌注水泥浆，使预应力钢筋与混凝土结成整体，并保护预应力筋不被锈蚀。

19.4 预应力技术对建筑功能影响

(1)使用空间灵活性

预应力混凝土可建造大开间、大柱网和大空间无内柱建筑，结构具有灵活使用空间，满足现代化建筑需要。

(2)降低结构层高

预应力混凝土楼盖代替一般钢筋混凝土楼盖，可以大大降低结构层高，或在建筑总高度有限制时增加结构层数。

(3)减少伸缩缝

采用预应力楼盖结构，自身具有抵抗温度、收缩应力能力，和普通钢筋混凝土结构相比，可大大扩展伸缩缝区段范围。

预应力混凝土与普通混凝土相比其优点表现在：

（1）克服了混凝土抗拉能力低的缺点，提高了构件的抗裂性能和刚度，减小了构件在使用荷载作用下裂缝和变形的发展，有效的改善构件的使用性能，增强了结构的耐久性。

（2）预应力受弯构件在预应力是使，使构件产生反拱现象，这样可以减少构件工作是的挠度。

（3）克服普通钢筋混凝土结构中不能使用高强度材料的缺点。

（4）通过预应力筋还可将预制构件拼装成整体构件，即可以在工厂预制构件，在运到现场拼装成整体，形成大型预制整体预应力建筑。