《建筑结构选型》复习---参考版

《建筑结构选型》复习【参考版】

1. 大跨度结构的分类?多高层建筑结构的分类?

大跨度结构的形式有：刚架结构、桁架结构、拱式结构、薄壳结构、平板网架结构、网壳结构、悬索结构等;(课本204页)

2.梁式结构的受力和变形特点？

梁主要承受垂直于梁轴线方向的荷载作用，其内力主要为剪力和弯矩，有时也伴有扭矩或轴力。梁的变形主要是挠曲变形。梁的受力和变形主要和梁的约束条件有关。（课本4页） 3. 桁架结构的计算假定？弦杆和腹杆的内力分布特点？屋架结构的支撑作用？种类？计算假定（课本18页）：

a.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；

b.桁架的杆件和杆件相连接的节点都为铰接节点；

c.所有外力（包括荷载和支座反力）都作用于中心平面内，并集中于节点上。

弦杆和腹杆的内力分布特点（课本20~22页）

屋架结构的型式（课本22~23页）：

a.按使用材料分（7种）：木屋架、钢—木组合屋架、钢屋架、轻型刚屋架、钢筋混凝土屋架、预应力混凝土屋架、钢筋混凝土—钢组合等；

b. 按屋架外形分（5种）：三角形屋架、梯形屋架、抛物线屋架、折线性屋架、平行弦屋架等；

c.按结构受力特点及材料性能的不同分（4种）：桥式屋架、无斜腹杆屋架、刚接屋架、立体桁架；

屋架结构的支撑作用（课本30页）：

屋架支撑包括：设置在屋架之间的垂直支撑、水平系杆及设置在上、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。

屋架之间的垂直支撑和下弦水平系杆是为了保证无极在使用和安装时的侧向稳定性，（抗倾覆及防止在吊车工作时屋架下弦的侧向颤动），上弦水平系杆则是为了保证无支撑开间处屋架上弦或屋面梁受压翼缘的侧向稳定性，减少弦杆的计算长度并传递水平荷载；屋架上弦横向支撑的作用是，以斜杆和檩条作为腹杆，以两榀屋架的上弦作为弦杆构成水平桁架。该水平桁架将两榀竖向屋架在水平方向联系起来，增强屋架的整体刚度。保证了屋架上弦的侧向稳定性，减少了屋架上弦在平面外的计算长度。同时将抗风柱传来的风力传递到纵向排架柱顶。物价局下弦横向水平支撑的作用是将下弦收到的水平力传至纵向排架柱顶

4.刚架结构的受力特点？（课本47页）

5. 拱结构的拱身内力和简支梁截面内力比较？最合理拱轴线？拱脚水平推力的平衡？拱式结构的支撑系统？

拱结构的拱身内力和简支梁截面内力比较（课本68页）

1）拱身内的弯矩小于跨度相同何载作用下简支梁内的弯矩

2）拱身截面内的剪力小和相同跨度相同何载作用下简支梁内剪力

3）拱身截面内存在有较大的轴力，而简支梁中没有轴力

轴线的竖向坐标和相同跨度相同何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。满足这一条件的拱轴线成为合理拱轴线。

拱脚水平推力的平衡(课本69-71页)

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(课本76页)

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者大型屋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，还应设置纵向支撑和横向支撑形成整体。

6.薄壳结构的概念？薄壳结构的曲面形式？薄膜内力是指什么内力？壳体结构什么条件下出现薄膜内力？

壳体结构一般有上下两个几何曲面所构成的薄壁空间结构。两个曲面之间的距离为δ，当δ远小于壳体的最小曲率半径r是称为薄壳。

薄壳结构的曲面形式:旋转曲面;平移曲面;直纹曲面

对于一般壳体结构内力包括：正向力;顺剪力；横剪力；弯矩；扭矩.

当曲面结构的壁厚δ小于其最小主曲率半径r的二十分之一并能满足下列条件时，薄膜内力是壳体结构中的主要内力：

（1）壳体具有具有均匀连续变化的曲面

（2）壳体上的荷载是均匀连续分布的；

（3）壳体的各边界能够沿着曲面的法线方向自由移动，支座只产生组织曲面切线方向位移的反力。（课本84)

7.圆顶的受力特点？支座环的内力？支承结构有哪几种方式？

受力特点：

一、圆顶具有四周传力的受力特点。球壳在均布竖向荷载作用下，在上部承受环向压力，而在下部承受环向拉力。

二、支座环承受壳身边传来的推力，该推力使支座环在水平面内受拉，在竖向平面内受弯。

三、圆顶的下部支承结构一般有以下几种：（具体图见书本88页下方）

支承结构方式：

①圆顶结构通过支座环支承在房屋的竖向承重构件上（如砖墙、钢筋混凝土柱等）

②圆顶结构支承在斜柱或斜拱上。

③圆顶结构支承在框架上。

④圆顶结构直接落地并支承在基础上。

8.筒壳结构的组成？壳身的受力特点？（课本97页）

筒壳由壳身、侧边构件及横隔三部分所组成。两个横隔之间的距离称为筒壳的跨度，以l1表示；两个侧边构件之间的距离称为筒壳的波长，以l2表示。

筒壳的受力特点：筒壳是双向承荷和传力的空间结构，筒壳在横向的作用和拱相似，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，筒壳结构是横向拱的作用和纵向梁的作用的综合。

9.何谓扁壳？扁壳的受力特点？双曲抛物面扭壳的组成？受力特点呢？

10.平板网架的优点？平板网架的分类？平板网架的支承方式？网架结构的受力特点？网架结构的杆件和节点类型？正交正放网架比正交斜放合理，为什么？

平板网架的优点：

（1）平板网架为多向受力的空间结构，比单向受力的平面桁架适用跨度更大，一般可达30~60m，甚至达60m以上。在用料方面，它可以比桁架结构节省钢材30%。

（2）网架结构整体刚度大、稳定性好，能有效地承受各种非对称荷载、集中荷载、动荷载的作用，对局部超载、施工时不同步提升和地基不均匀沉降等有较强的适应能力，并有良好的抗震整体性。通过适当的连接构造，还能承受悬挂吊车及由于柱上吊车引起的水平纵横向的刹车力作用。

（3）平板网架是一种无水平推力或拉力的空间结构，一般简支在支座上，这能使边梁大为简化，也便于下部承重结构的布置，构造简单，节省材料。

（4）网架结构应用范围广泛，平面布置灵活，对于各种跨度的工业建筑、体育建筑、公共建筑，平面上不论是方形、矩形、多边形、圆形、扇形等都能进行合理的布置。近年来厂房建筑中较多地考虑工艺布置灵活，便于产品更新、设备调整，因而大柱网、大面积的工业厂房采用网架结构的日益增多。

（5）网架结构易于实现制作安装的工厂化、标准化。若采用螺栓连接，网架的杆件和节点都可以在工厂生产，现场仅需进行简单的拼装，技术简单，工作量小。且网架可拆、可装，便于建筑物的扩建改造或移动搬迁。

（6）网架结构占有的空间小，并可利用网架上下弦之间的空间布置各种设备及管道等，能更有效地利用空间，使用方便，经济合理。

（7）网架的建筑造型新型、壮观、轻巧、大方，并能直接利用网架上下弦杆件及腹杆的布

置形成一些美丽的顶棚图案，因而乐于为建筑师和业主所采用。

平板网架的分类（课本129页）

交叉桁架体系和角锥体系。

平板网架的支承方式（课本134页）

周边支承网架、三边支承网架、两边支承网架、点支承网架、周边支承和点支承相结合网架网架结构的杆件和节点类型

杆件可采用普通型钢和薄壁型钢，节点的形式有焊接钢板节点，焊接空心球节点，螺栓球节点

11.网壳的优点和缺点？网壳结构的分类？筒网壳结构的受力特点？球网壳的分类及受力特点？扭网壳的分类及受力特点？

优点：

（1）网壳结构的杆件主要承受轴力，结构内力分布均匀，应力峰值较小，因而可以充分发挥材料强度作用。

（2）由于它可以采用各种壳体结构的曲面形式，因而在外观上可以和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，把建筑美和结构美有机地结合起来，使建筑更易于和环境相协调。

（3）由于杆件尺寸和整个结构的尺寸相比很小，因此，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）网壳结构中网络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，可以具有和薄壳结构相似的良好的受力性能。同时又便于工厂制造和现场安装，在构造上和施工方法上具有和平板网架结构有一样的优越性。

缺点：

（1）杆件和节点几何尺寸的偏差及曲面的偏离对网壳的内力、整体稳定性和施工精度影响较大，这给结构设计带来了困难。另外，为减少初始缺陷，对于杆件和节点的加工精度提出较高的要求，这就给制作加工增加了困难。这些缺点在大跨度网壳中显得更加突出。

（2）网壳结构可以构成大空间，但当矢高很大的时，增加了屋面面积和不必要的建筑空间，增加建筑材料和能量的消耗。

（3）网壳结构虽然能跨越很大的跨度，但主要为承受压力，存在稳定问题，并不能充分利用材料的强度，因此超过某一跨度后就会显得不经济。（网壳结构兼有薄壳结构和平板网架结构的优点，是大跨度的空间结构，缺点是计算、构造、制作安装均较复杂，使其在实际工程中应用受到限制。）

网壳结构的分类

按杆件的布置方式分类，有单层网壳和双层网壳

按材料分类有木网壳、钢筋混凝土网壳、钢网壳、铝合金网壳、塑料网壳、玻璃钢网壳。

12.悬索结构的优缺点？悬索结构的受力和变形特点？悬索结构的形式？拉索水平力的传递方法？交叉索体系的形式？保证悬索结构的稳定措施？悬索结构的优缺点

优点：

1.悬索结构通过索的轴向受拉来抵抗外荷载的作用，可以最充分地利用钢材的强度。

2.悬索结构便于建筑造型吗，容易适应各种建筑平面，因而能较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。

缺点：

1.悬索结构的受力属于大变位、小应变、非线性强，常规结构分析中的叠加原理不能利用，计算复杂。

2.悬索屋盖结构的稳定性较差

3.悬索结构的边缘构件和下部支承结构必须具有一定的刚度和合理的形式，以承受索端巨大的水平拉力。因此不经济。

悬索结构的形式

单层悬索体系：单曲面单层拉索体系、双曲面单层拉索体系

双层悬索体系：单曲面双层拉索体系、双曲面双层拉索体系交叉索网体系

13.什麽叫混合空间结构？应用实例？（课本246页）

混合空间结构是由刚架、桁架、拱、壳体、网架、网壳、悬索等结构中的两种或三种结构单元组合成一种心的结构，以实现建筑上的独特造型或结构上的经济合理。

应用实例：

刚架—索混合空间结构

拱—网架混合空间结构

拱—悬索混合结构

悬索—拱—交叉索网混合空间结构

14.斜拉混合结构斜拉索的布置方式？有何特点？（课本238，247页）

斜拉桥的纵向布置有按照索布置的疏密程度来说：

有密索型布置和稀索型布置；

按照索面内索两端的连接情况来说：

有辐射形索面、竖琴形索面、和扇形索面

斜拉索横桥向的布置按照塔、梁、索之间的连接及支承方式不同，桥面宽度不同，索塔和主梁的形式不同，拉索索面在空间可布置成单索面、双索面或多索面。而双索面又可分为竖直双索面和倾斜双索面。

15.薄膜结构的概念？按材料分类？（课本208，210页）

膜结构可分为充气膜结构和支承膜结构。充气膜结构是向膜内充气，由空气压力支撑膜面，包括气压式、气承式、混合式和气枕式；支承膜结构分为柔性支承膜结构和刚性支承膜结构，前者是利用拉索结构将薄膜张开，又称为张拉式膜结构或悬挂式膜结构，后者是将薄膜绷紧在刚性支撑结构上，又称为骨架支撑膜结构。

膜材有以下几类：

聚酯纤性织物基层加聚氯乙烯（PVC）涂层。

无机材料织物加聚四氟乙烯（PTFE，也称特氟隆）涂层。

改进PVC膜材，常见的有PVF（聚氟乙烯）和PVDF（聚偏二氟乙烯）。

ETFE膜材（乙烯—四氟乙烯共聚物）

16. 建筑物结构布置有和要求？(书本264页）变形缝几种？做法？设置的原因？（书本249页）

结构布置的要求：

1.对称性--对抗震非常重要

2.连续性

3.周边作用

4.角步构件的加强

5.多道防御

结构缝（变形缝）

（1）.伸缩缝：是指为防止建筑物构件由于气候温度变化（热涨、冷缩），使结构产生裂缝或破坏。

其做法为：沿建筑物长度方向每隔一定距离预留缝隙，将建筑物从屋顶、墙体、楼层等地面以上构件全部断开，建筑物基础因其埋在地下受温度变化影响小，不必断开。

（2）.沉降缝：为防止建筑物各部分由于地基不均匀沉降引起房屋破坏。

其做法为：沉降缝宽度和地基性质和建筑高度有关沉降缝的构造和伸缩缝基本相同，但盖缝的作法，必须保证相邻两个独立单元能自由沉降。

（3）.防震缝：为防止地震使房屋破坏，应用防震缝将房屋分成若干形体简单、结构刚度均匀的独立部分。

其做法为：沉降缝宽度和地基性质和建筑高度有关沉降缝的构造和伸缩缝基本相同，但盖缝的作法，必须保证相邻两个独立单元能自由沉降。

17.框架结构的布置方案？框架结构的受力特点？（书本284页）

布置方案为：柱网布置

受力特点是：

(1)普通框架结构的受力特点：受到竖向荷载和水平荷载的共同作用

(2)底层大空间框架的受力特点：在竖直向下的荷载作用下，中间部分柱子上的轴向力将通过转换大梁传给两侧的落地柱

(3)带小塔楼框架结构：小塔楼部分的荷重以最短的途径传至基础

18.高层剪力墙结构按孔洞大小分类？筒体结构分类？（书本313页）

高层剪力墙结构按孔洞分类：

1.截面剪力墙，

2.壁式框架，

3.整体小开口剪力墙，

4.双肢剪力墙

筒体结构分类框架结构：

筒中筒结构，框架核心结构，多重筒结构，束筒结构