建筑结构选型及其设计探讨

建筑结构选型及其设计探讨
建筑结构选型及其设计探讨

建筑结构选型及其设计探讨

发表时间:2018-09-20T10:42:03.393Z 来源:《防护工程》2018年第10期作者:季皓坤[导读] 传统的结构选型设计思想与方法将面临新的困难和挑战。因此,本文总结了各种建筑结构体系、特别是近年来出现的复杂、新颖的结构体系的受力特征,进而对建筑结构选型要点进行了探讨。季皓坤320911198XXXX51513 摘要:随着国民经济的快速发展,人民生活水平的不断提高。结构选型所面临的对象及其所处环境、需考虑解决的问题及所用的知识日趋复杂,结构选型的难度与重要性增大、时间增长,耗费的人力、财力、物力增加。选型不当带来的后果严重且难以修复,选型风险增大,传统的结构选型设计思想与方法将面临新的困难和挑战。因此,本文总结了各种建筑结构体系、特别是近年来出现的复杂、新颖的结构体系的受力特征,进而对建筑结构选型要点进行了探讨。关键词:建筑结构;选型;设计 1 建筑结构选型的概述

建筑的结构体系主要有框架结构,异型柱框架结构,框架一剪力墙结构,剪力墙结构,部分框支剪力墙结构,筒体结构(框架一核心筒结构,筒中筒结构),以及混合结构,即由多种材料构件如钢筋混凝土构件、钢构件、组合结构构件(钢管混凝土构件、型钢混凝土构件及组合梁等)构成的结构。主要分为:①一般建筑结构体系。一般建筑结构体系包括框架体系、剪力墙体系、框架剪力墙体系、框架-筒体体系、框筒体系、筒中筒体系等结构体系。②复杂建筑结构体系。复杂建筑结构体系一般是指带转换层结构体系、连体结构体系、悬挑结构体系、带加强层结构体系、平面不规则结构体系等。③新颖建筑结构体系。近年来,出现了一些新颖的建筑结构体系。其中具有代表性的有束筒体系、巨型框架体系、脊骨体系等结构体系。

2 建筑结构特点 2.1水平荷载成为决定性因素。建筑物自重和楼面使用荷载在竖向构件中所引起的轴力和弯矩的数值, 仅与建筑物高度的一次方成正比;而水平荷载对结构产生的倾覆力矩,以及由此在竖向构件中引起的轴力,是与建筑物高度的二次方成正比;另外,对某一定高度建筑物而言,竖向荷载大体上是定值, 而作为水平荷载的风荷载和地震作用,其数值是随结构动力特性的不同而有较大幅度的变化。

2.2轴向变形不容忽视。建筑中,竖向荷载数值很大,能够在柱中引起较大的轴向变形, 从而会对连续梁弯矩产生影响, 造成连续梁中间支座处的负弯矩值减小,跨中正弯矩和端支座负弯矩值增大;还会对预制构件的下料长度产生影响, 要求根据轴向变形计算值, 对下料长度进行调整;另外对构件剪力和侧移产生影响,与考虑构件竖向变形比较, 会得出偏于不安全的结果。

2.3结构延性是重要设计指标。相对于较低楼房而言,高楼结构更柔一些,在地震作用下的变形更大一些。为了使结构在进入塑性变形阶段后仍具有较强的变形能力,避免倒塌,特别需要在构造上采取恰当的措施,来保证结构具有足够的延性。

3 建筑结构选型与建筑设计

在结构的功能要求被确定以后,即可根据功能要求进行结构的选型。例如对于建筑,在选型上可以考虑框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构、框筒结构以及筒中筒结构等,在用材上可考虑钢结构、钢筋混凝土结构、组合结构等。对于大多数建筑物,工程造价中约有50%-70%用于结构工程,而且结构工程的施工工期也约占建筑物施工总工期的50%-70%。因此搞好结构工程对于建筑工程建设的质量控制、投资控制和进度控制有十分重要的作用。搞好结构工程的关键在于结构选型,如果选型不当,即使结构计算很精确,也有可能给结构的安全使用及耐久性带来无法弥补的缺陷,所以结构选型对于结构的全寿命优化有着举足轻重的作用。在非地震区的建筑,水平荷载以风荷载为主。所以非地震区建筑选型宜选用有利于抗风作用的建筑体型,也就是宜选用风压体型系数较小的建筑体型,比如圆形、椭圆形等。

流线型的建筑体型以及由下往上逐渐变小的截锥形体型的体型系数相对较小,有利于抗风。在进行结构平面布置时,宜使用结构平面形状和刚度分布尽量均匀对称,以减轻风荷载作用下扭转效应对结构内力和变形的影响,并应限制结构高宽比,防止倾覆和失稳。地震区建筑的体系选型,实际上属于抗震概念设计范畴,它是在总结震害规律及工程经验的基础上,以宏观概念为指导,正确地解决建筑的总体方案,选择合理的结构体系,以达到合理抗震。通常应选择对抗震有利的地段,选用整体性较好的基础,立体结构应具有合理的地震作用传递途径,拥有多道抗震防线,具有必要的刚度和强度,具有合理的刚度和强度分布,避免竖面侧移刚度的突变。

另外亦宜选择风压体型系数较小的形状并限制高宽比。对于低层、多层或建筑,其竖向和水平结构体系设计的基本原理是相同的。但随着高度的增加,由于以下两个原因,竖向结构体系成为设计的控制因素:较大的竖向荷载要求有较大的柱、墙和井筒;更重要的是,侧向力所产生的倾覆力矩和剪切变形要大得多,必须精心设计。建筑的竖向结构体系从上到下一层层地传递累积的重力荷载,因此要求较大的柱或墙截面来承受这些荷载。同时,这些竖向结构体系还必须把风荷载或地震作用等侧向荷载传给基础。可是,与竖向荷载相比,侧向荷载对建筑物的效应不是线性的,而是随建筑物的增高而迅速增大。例如,在其它条件相同时,在风荷载作用下,建筑物基底上的倾覆力矩近似地与建筑物高度的平方成正比,而建筑物顶部的侧向位移与其高度的4次方成正比。地震的效应甚至更加显著。当低层或多层建筑的结构按恒载及活荷载设计时,柱、墙、楼梯或电梯井就自然能承受大部分水平力,问题主要是抗剪。在“矮”房子的框架中,可以填充一些墙板,甚至全部填满墙板的办法很容易获得适当的附加支撑效果,而不必另外再加大原来竖向荷载所需要的柱和梁的尺寸。为了使建筑足以抵抗相当大的侧向荷载和侧移,常常不得不进行专门的结构布置,柱、梁、墙和板的截面总是要大一些。

4 结语

建筑物有效地减轻了住房压力,但必然也带来了安全隐患,其结构设计显得尤为重要,随着设计理念的不断发展,建筑物必将朝着更加合理的方向发展。建筑结构的选型与结构布置直接影响着结构的安全性与经济性,设计中应根据房屋的高度、高宽比等多方面因素选取合理的结构体系。参考文献:

大跨空间结构案例分析

通过这一个学期建筑结构选型将建筑结构分类如下:●平面结构 梁柱结构(框架结构 桁架结构 单层钢架结构 拱式结构 ●空间结构 薄壁空间结构 网架结构 网壳结构网格结构 悬索结构 薄膜结构 ●高层建筑结构 ●平面结构 平面屋盖结构空间跨度相比较小,节点、支座形式较简单。 2008年奥运会摔跤比赛馆总建筑面积约23950平方米,比赛馆平面是一个82.4*94米平面,屋面是反对称的折面,采用巨型门式钢钢架结构,将建筑塑造为富有韵律感的

造型,如图所示。三维整体模型工程屋盖由12榀空间门式钢钢架组成,跨度82.4米,中心距8,0米,钢刚架为四肢组合的格构式结构。构件间的连接节点均为相贯节点,钢架柱(钢管连接于看台部分的钢筋混凝土柱,屋盖结构外形简洁、流畅,节点形式简单,刚度大,几何特性好。 单榀空间门式钢刚架单榀空间门式钢刚架(有连系杆单榀空间门式钢刚架(有连系杆

刚架柱支座 ●空间结构 ●网格结构 ?网架结构 一:2008奥运会国家体育馆 国家体育馆位于北京奥林匹克公园中心区,建筑面积80 476m2 ,固定座席118 万座,活动座2 000座,用于举办2008 年奥运会的体操、手球比赛,赛后用于举办体育比赛和文艺演出。虽然体育馆在功能上划分为比赛馆和热身馆两部分,但屋盖结构在两个区域连成整体,即采用正交正放的空间网架结构连续跨越比赛馆和热身馆两个区域,形成一个连续跨结构。空间网架结构在南北方向的网格尺寸为815m,东西方向的网格有两种尺寸,其中中间(轴a和○K之间的网格尺寸为1210m,其他轴的网格尺寸为815m。按照建筑造型要求,网架结构厚度在11518~31973m之间。不包括悬挑结构在内,比赛馆的平面尺寸为114m ×144m,跨度较大,为减小结构用钢量,增加结构刚度,充分发挥结构的空间受力性能,在空间网架结构的下部还布置了双向正交正放的钢索,钢索通过钢桅杆与其上部的网架结构相连,形成双向张弦空间网格结构。其中最长桅杆的长度为91237m,钢索形状根据桅杆高度通过圆弧拟合确定。在

建筑结构选型总复习-张建荣教材配套..

《建筑结构选型(第2版)》课外练习题及答案 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) 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,所有各柱的中心线(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

双层网壳结构的静力分析与设计

双层网壳结构的静力分析与设计 摘要:本文简述了双层网壳的静力设计过程,并通过对杆件内力的分析和变形能力的探讨得出如下结论:双层网壳这种结构型式具有有较强的承载能力,良好的稳定性和优越的协调变形性能,是各种大跨度建筑值得采用的一种屋盖型式。 关键词:双层网壳,柱壳,大跨度空间结构。 设计概况:某展览馆主展厅屋面为弧线形,跨度27m,结合使用要求,拟采用双层网壳的屋盖结构型式。该结构不仅具有有较高的承载能力,且当在屋顶安装照明、空调等各种设备及管道时,它还能有效地利用空间,方便吊顶构造,经济合理。 一、柱壳结构的型式与分析 1 柱壳结构型式 本设计所用柱壳采用正放四角锥体系,柱壳跨度27m,矢高4.5m,纵向长度42m。杆件长度控制在3m~3.5m之间。 2 柱壳结构分析 结构分析的核心问题是计算模型的确定。本设计中柱壳结构的计算模型为空 图1 柱壳上弦支座图 图1中,a点为二向支承(约束x,z方向位移),d点为二向支承(约束y,z方向位移),c点为三向支承(约束x,y,z方向位移),其余带×号的各点均设置单向支承(只约束z方向的位移)。 柱壳结构为大型复杂结构,因此采用有限元分析软件SAP2000对其进行结构分析,并结合我国钢结构设计规范对各杆件进行截面设计和验算。 二、静力设计 1、荷载计算 1)恒载标准值计算

2 /375 m KN 2/5m KN 2 /m KN 屋面构件及网壳自重恒载: 0.752/m KN 灯具: 0.052/m KN 2)活载标准值计算 屋面活载:0.52/m KN ; 雪荷载:375.05.075.00=?=?=s s r k μ2/m KN ; 风荷载: C 类地貌,风压高度变化系数查表得74.0=z μ,风振系数 0.1=z β 2所示: 因此,有:21/0789.0m KN w -=,22/237.0m KN w -= ,23/148.0m KN w -= 2○ 1。 ○ 2 ○ 3 6/127/5.4/==l f 15 4)2.06/1(1.02.0-=-?-=s μl f /s μ 0.10.8 -0.20 0.50.6 +

单层球面网壳设计实例(已加密)

硕士研究生课程考试试卷 硕士研究生课程考试试卷 考试科目:大跨与空间钢结构 考生姓名:许爱国考生学号:20101602009 考生姓名:杨 丹考生学号:20101602024 考生姓名:张 长考生学号:20101602084 考生姓名:田真珍考生学号:20101602015 学院:土木工程学院专业:土木工程(结构工程方向)考生成绩:90 任课老师(签名) 崔佳 考试日期:2011 年9月5日

目 录 录 1设计资料 (1) 1.1 设计题目 (1) 1.2 设计参数 (1) 2 设计分析软件 (2) 2.1 分析软件简介 (2) 2.2 软件分析步骤 (2) 3 网壳结构设计计算 (3) 3.1 设计基本要求 (3) 3.2 计算分析方法 (3) 3.3 结构模型建立 (4) 3.4 节点与单元属性设置 (5) 3.5 材料参数设置 (6) 3.6 施加约束和荷载 (7) 3.7 软件初步分析设计 (11) 3.8 结构动力分析 (14) 3.9 竖向和水平地震作用抗震验算 (19) 3.10 结构风振系数计算 (21) 3.11 支座节点及檩条设计说明 (21) 4 网壳结构计算结果信息 (22) 4.1 网壳结构各杆件内力 (22) 4.2 网壳结构挠度验算 (23) 4.3 杆件与球节点配置及材料表 (25) 4.4 图纸生成说明 (25) 5 设计结果分析 (26) 5.1 单层球面网壳设计结果概述 (26) 5.2单层球面网壳整体稳定性分析简述 (27) 5.3 网壳结构设计中的几个问题 (29) 参考文献 (30) 附录 (31)

1 设计资料 1.1 设计题目 设计一单层球面网壳,网壳直径为20m,矢高7m,周边支承在钢筋混凝土柱及圈梁上,钢筋混凝土柱沿周边每20°一个均匀布置,柱截面尺寸为400mm×700mm,柱顶及圈梁顶标高为15.2m,圈梁截面尺寸为400mm×600mm。网壳上搭设檩条,屋面板采用压型钢板。 1.2 设计参数 1.2.1 静荷载 网壳自重:网壳结构的自重包括钢管杆件和焊接空心球节点(或螺栓球节点)的重量,可由计算机分析软件程序自动生成。 附加恒载:檩条、压型钢板和灯具重量取2 kN m。 0.65/ 1.2.2 活荷载 本工程屋面为不上人屋面,根据《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)(2006年版)第4.3.1条规定,屋面均布活荷载标准值取为2 kN m。屋面均布活荷载不应 0.5/ 与雪荷载同时考虑,取二者的较大值,此处不考虑雪荷载。基本风压取2 0.4/ kN m,本工程不考虑积灰荷载和吊车荷载。 1.2.3 温度作用 此处的温度作用仅指分析软件用到的温度差,即结构施工安装时的温度与使用过程中温度的最大差值,此处取为-25℃~25℃。 1.2.4 地震作用 本工程所在场地的抗震设防烈度为8度,场地类别为Ⅱ类,根据《空间网格结构技术规程》(JGJ7-2010)第4.4.2条规定,本工程单层球面网壳结构需要进行竖向和水平抗震验算。 1.2.5 结构材料 网壳结构杆件对钢材材质的要求与普通钢结构相同,本工程采用Q235B钢。网壳杆件截面形式有圆钢管、方钢管、角钢及H型钢等,由于圆钢管相对回转半径大和截面特性无方向性,对受压和受扭有利,一般情况下,圆钢管截面比其他型钢截面可节约20%的用钢量,当有条件时应优先采用薄壁圆管形截面,圆钢管可采用高频电焊钢管(即有缝管)或无缝钢管,其中高频电焊钢管较无缝钢管造价低且壁薄,设计时应优先使用,故本工程采用高频电焊圆钢管。网壳结构下部的钢筋混凝土柱及圈梁的混凝土强度等级采用C30。

建筑结构选型复习资料及试题(有答案)

建筑结构选型复习资料 1、简述简支梁和多跨连接梁的受力和变形特点? 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结构。 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。 2、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。 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? 斜腹杆的布置方向对腹杆受力符号(拉或压)有直接关系。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,而竖腹杆总是受拉。 4、屋架结构的布置有哪些具体要求? 一、屋架的跨度:一般以3米为模数 二、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 三、屋架的支座:当跨度较小时,一般把屋架直接搁置在墙、跺、柱或圈梁上。当跨度较大时,则应该采取专门的构造措施,以满足屋架端部发生转动的要求。 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? 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,也可适当的用圆弧过渡。为了减少材料用量,减轻结构自重,也可采用空腹刚架,其形式有两种: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何作用?应怎样布置? 为保证结构的整体稳定性,应在纵向柱之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。 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

浅论单层网壳钢结构采光顶设计

浅论单层网壳钢结构采光顶设计 摘要:介绍了遵义医学院附属医院新蒲医院-门急诊住院综合楼项目。该工程为 门急诊住院综合楼中庭屋顶钢结构部分的单层网壳设计。文中介绍了工程的结构 分析和设计方法。在设计中建立中庭采光顶结构有限元计算模型。在综合考虑工 程重要性的同时,根据结构的几何力学特点,节点的刚度等多种因素的基础上, 对恒荷载、活荷载、雪荷载、风荷载、温度作用、地震作用等工况组合,对结构 在使用阶段的内力和变形进行分析。在大量计算和分析的基础上,对结构几何体 系和构件进行了设计。并对结构的整体稳定进行了分析。 关键词:网壳的选型设计;节点设计;整体稳定 绪论 本工程为医院门急诊住院综合楼中庭钢结构部分,属于大型公共建筑。钢结构屋盖平面 呈防锤形,结构纵向最长为82.50m,横向最大跨度27.50m,立面呈椭圆形,最高点高度 21.9m。最低点高度15.55 m。整个屋顶建筑面积近1850m2。屋顶中间部分采用夹层中空全 钢化玻璃,两侧部分为铝板。整个结构落在主体混凝土结构上。 深化后采光顶轴侧图 论文正文 一、结构选型 综合考虑建筑的外观效果、经济性、结构安全等因素,屋面结构决定采用经济性、安全 性都较好的网壳结构。本工程钢结构屋面跨度不大,约28m。因此,形式上采用单层网壳结构。下端固定在混凝土平台上,交联过程稳定,重复性好。 结构视图 二、网格划分 在建筑方案的基础上对网壳的曲面形式、几何尺寸重新划分,根据网壳的受力特点,同 时考虑了施工因素等因素,来确定网格类型的选择、网格大小的划分,其目的是使网壳受力 合理,能充分发挥结构材料的力学性能,也考虑了整体造型美观。 除上述原则外,在遵循最优的结构形式,还应考虑加工制作、半成品运输、吊装安装等 条件,与之覆盖的材料协调和匹配,以取得最好的技术和经济效果。综上考虑,在方案设计时,通过分析和比较,最终网格采用了三向网格型,三向网格形是在水平面内形成大小相等 的三角形网格,然后投影到曲面上形成的。由于这种网格结构组成规律性强,结构外形美观,受力好,适用于该工程。

钢结构单层网壳设计本科学位论文

┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊

┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊ 钢结构单层网壳设计 ――某椭球面网壳设计 学生梁江浩(专业:土木工程学院建筑工程专业) 指导教师郭小农(单位:土木工程学院建筑工程系) 【摘要】单层钢结构网壳外形美观,结构新颖,是一种国内外颇受关注、有广阔发展前景的空间结构。网壳结构有如下特点: (1)网壳结构的杆件主要承受轴力,结构内力分布比较均匀,应力峰值较小,因此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,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)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。同时,又便于工厂制造和现场安装,在构造和施工方法上具有与平板网架结构相同的优越性。 本设计是以工程实例为背景,完成一个的单层钢网壳设计。网壳型式是椭球型网壳,底面为30m*20m的椭圆,矢高为10m。结构是肋环形网壳,网壳的地点在天津。本设计的实施过程如下: (1)进行钢结构网壳空间建模:完成结构选型和网格划分,首先用3D3S生成一个尺寸相同的肋环形网壳,然后手动删改生成网壳的区格构件,使得每根构件的长度大致处于1.5m-2.2m,这样结构的网格更加合理,方便玻璃的制作与安装,结构本身也更加美观; (2)进行结构内力分析:完成荷载输入、杆件截面选择。内力计算使用3D3S软件,但是其中荷载的导算是人工完成,由于荷载规范中网壳的风载体型系数较为复杂,软件并不能很好的导算。因此借助于ANSYS中的编程功能,读入3D3S生成的模型数据,在依据规范的公式,计算出导算好的节点荷载,并写出适用于3D3S和ANSYS 的荷载文件; (3)构件设计:计算长度根据网壳结构技术规程得出,杆件采用热扎无缝钢管114*4.0和95*4.0,电算后再任选一根构件,利用3D3S得到的杆件内力,进行手动验算; (5)节点设计:本网壳中节点采用焊接球节点,采用两种焊接球:200*8的不带肋空心球节点和300*12的带肋空心球节点,电算选择球类型,然后根据网壳结构技术规程的计算方法任选一个球节点手算。 (6)结构整体稳定性分析,首先进行线性屈曲分析,得到屈曲模态,以此选定初始缺陷然后进行几何非线性整体稳定性分析,并且进行同时考虑材料非线性的整体稳定性分析; (7)施工图绘制,大概共绘制10张A2图,其中手绘2张; (8)计算书整理。 【关键词】单层网壳;整体稳定;大跨空间结构。

单层网壳体育中心钢结构施工组织设计-第六章-第五节+第六节 高强螺栓施工、压型钢板施工

第五节高强度螺栓的施工 一高强螺栓施工概述 本工程钢结构高强度螺栓的安装主要分布于展望桥核心筒钢结构,主要采用10.9级的高强度螺栓,高强度螺栓制孔采用数控钻孔。高强度螺栓与构件连接处接触面采用喷砂处理,处理后其抗滑移系数μ值要达到0.50。 二安装准备 (一)高强度螺栓保管要求 (二)高强度螺栓的性能检测 1检测标准及准备

2检测方法 名称类别试件试验方法注意事项 高强度螺栓性能检查 高 强 度 螺 栓 紧 固 轴 力 试 验 现场安装用螺栓随机 抽取 (1)连接副预拉力采用 经计量检定、校准合格 的轴力计进行测试。 (2)采用轴力计方法复 验连接副预拉力时,应 将螺栓直接插入轴力 计。 (3)紧固螺栓分初拧、 终柠两次进行,初拧应 采用手动扭矩板手或专 用定扭电动板手;初拧 值应为预拉力标准值 50%左右。终拧应采用专 用电动板手,至尾部梅 花头拧掉,读出预拉力 值。 (1)扭剪型高强度螺栓应在施工 现场待安装的螺栓批中随机抽 取,每批应抽取8套连接副进行 复验。 (2)试验用的电测轴力计、油压 轴力计、电阻应变仪、扭矩板手 等计量器具,应在试验前进行标 定,其误差不得超过2%。 (3)每套连接副只应做一次试 验,不得重复使用。 (4)在紧固中垫圈发生转动时, 应更换连接副,重新试验。 (5)复验螺栓连接副的预拉力平 均值和标准偏差应符合上页表的 规定。 高 强 度 螺 栓 连 接 摩 擦 面 的 抗 滑 移 系 数 试 验 二栓拼接拉力试 件 (1)先将冲钉打入试件 孔定位,然后逐个装换 成同批经预拉力复验的 扭剪型高强度栓。 (2)紧固高强度螺栓应 分初柠、终拧。初拧应 达到螺栓预拉力标准值 的50%左右。 (3)试件应在其侧面画 出观察滑移的直线。 (4)将组装好的试件置 于拉力试验机上,试件 的轴线与试验机夹具中 心严格对中。 (5)加荷,应先加10% 的抗滑移设计荷载值, 停1min后,再平稳加荷, 加荷速度为3-5kN/s。直 拉至滑移破坏,测得滑 移荷载。 (6)由紧固轴力平均值 和测得的滑移荷载计算 抗滑移系数。 (1)制造厂和安装单位应分别以 钢结构制造批为单位进行抗滑移 系数检验。制造批可按分部(子 分部)工程划分规定的工程量每 2000t为一批,不足2000t的可视 为一批。 (2)选用两种及两种以上表面处 理工艺时,每种处理工艺应单独 检验。每批三组试件。 (3)试件钢板的厚度t1、t2应 根据钢结构工程中有代表性的板 材厚度来确定;宽度b可参照上页 表规定取值;L1应根据试验机夹 具的要求确定。 (4)试件板面应平整,无油污, 孔和板的边缘无飞边、毛刺。 (5)抗滑移系数检验用的试件应 由制造厂加工,试件与所代表的 钢结构构件应为同一材质、同批 制作、采用同一摩擦面处理工艺 和具有相同的表面状态,并应用 同批同一性能等级的高强度螺栓 连接副,在同一环境条件下存放。

结构体系与选型

1.梁的分类及受力特征: 按材料:石梁、木梁、钢梁、钢筋混凝土梁、组合梁等。 按断面形状:矩形梁、工字梁、T形梁、工字薄腹梁等。 按受力分:简支梁、连续梁、悬臂梁等。 当跨度太大时,在两端支座之间再增中间支座,称连续梁。 2.桁架的组成和特点: 桁架是由若干杆件在每杆两端用铰联结而成的结构。 平面桁架:当各杆的轴线都在同一平面内,且外力也在这个平面内时,称为平面桁架。在平面桁架的计算简图中,通常引用如下假定:a各结点都是无摩擦的理想铰。b各杆轴线绝对平直,并通过铰的中心。c荷载和支座反力作用在结点上。经抽象简化后,杆轴交于一点,且“只受结点荷载作用的直杆、铰结体系”的工程结构。 特性:只有轴力,而没有弯矩和剪力。轴力又称主内力(primary internal forces)。 3.桁架结构的分类:一、根据维数分类: 1. 平面(二维)桁架(plane truss):所有组成桁架的杆件以及荷载的作用线都在同一平面内。 2. 空间(三维)桁架(space truss):组成桁架的杆件不都在同一平面内。 二、按外型分类:1. 平行弦桁架2. 三角形桁架 3. 抛物线桁架 4. 梯形桁架 三、按几何组成分类:简单桁架(simple truss)联合桁架(combined truss)复杂桁架(complicated truss)。 四、按受力特点分类:1. 梁式桁架2. 拱式桁架。 五、计算方法:结点法、截面法、联合法 结点法:以只有一个结点的隔离体为研究对象,用汇交力系的平衡方程求解各杆的内力的方法。结构计算简化的技巧应用需注意: a相似三角形的应用:在计算中,经常需要把斜杆的内力S分解为水平分力X和竖向分力Y。 设斜杆的长度为L,其水平和竖向投影的长度分别为Lx和Ly,则由比例关系可知: b结点单杆:以结点为平衡对象能仅用一个方程求出内力的杆件,称结点单杆(nodal single bar)。利用这个概念,根据荷载状况可判断此杆内力是否为零。 c零杆:零内力杆简称零杆(zero bar)。 5.拱式结构分类: 从力学计算简图分:三铰拱、两铰拱和无铰供;按应用材料分类: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。6.拱的基本特点:在竖向荷载作用下会产生水平 推力。区别拱与梁的主要标志:水平推力存在与 否。 7.带拉杆的拱:在屋架中,为消除水平推力对墙 柱影响,在两支座间增加一拉杆,由拉杆来承担 水平推力,如上图。 8.在桥梁中为了降低桥面高度,可将桥面吊在拱 上。如下图。 9.拱的特点:在竖向荷载作用下会产生水平推力。 优点:水平反力产生负弯矩,可以抵消一部分正 弯矩,与简支梁相、 比拱的弯矩、剪力较小,轴力较大(压力),应力 沿截面高度分布较 均匀。节省材料,减轻自重,能跨越大跨度。宜 采用耐压不耐拉的 材料,如砖石混凝土等。有较大的可利用空间。 缺点:拱对基础或 下部结构施加水平推力,增加了下部结构材料用 量。 10.拱的合理轴线:拱式结构受力最理想的情况是 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称为合理拱轴线。 11.拱式结构的选型:一、结构支承方式分:三铰 拱、两铰拱和无铰拱。 (1).三铰拱是静定结构,其整体刚度较低,尤其是 挠曲线在拱顶铰处产生折角,致使活载对 桥梁的冲击增强,对行车不利。拱顶铰的构造和 维护也较复杂。三铰拱除有时用于拱上建 筑的腹拱圈外,一般不作主拱圈。(2).两铰拱取消 了拱顶铰,构造较三铰拱简单,结构整体 刚度较三铰拱为好,维护也较三铰拱容易,而支 座沉降等产生的附加内力较无铰拱为小, 因此在地基条件较差和不宜修建无铰拱的地方, 可采用两铰拱桥。(3).无铰拱属三次超静定 结构,虽然支座沉降等引起的附加内力较大,但 在荷载作用下拱的内力分布比较均匀,且 结构的刚度大,构造简单,施工方便,因此无铰拱 是拱桥中,尤其是钢筋混凝土拱桥中普遍采用的 形式。 二、拱的矢高:a矢高应满足建筑使用功能和建 筑造型的要求;b失高的确定应使结构受力合理; c矢高的确定应考虑屋面做法和排水方式。三、 拱轴线方程:从受力合理的角度出发,应选择合 理的拱轴线方程,使拱身内只有轴力。没有弯弯, 但合理拱轴线的形式不但与结构的支座约束条件 有关.还与外荷载的形式有关。 12.网格结构与网架结构定义:空间网格结构是由 多根杆件按照某种有规律的几何图形通过节点连 接起来的空间结构。 13.网架结构的优越性:a空间工作,传力途径简 捷。b重量轻,经济指标好。c刚度大,抗震性能 好。d施工安装简便。e网架杆件和节点定型化、 商品化生产f网架的平面布置灵活。发展迅速的 原因:a社会发展和工程建设的需要。b标准化、 工厂化生产。c电子计算技术的应用。 14.网架结构的形式与分类:平面桁架系组成的网 架结构。六角锥体组成的网架结 构。 四角锥体组成的网架结构。 三角锥体组成的网架结构。 15.网架结构的选型影响因素:网架制作、安装方 法、用钢指标、跨度大小、刚度要求、平面形状、 支承条件。实用与经济的原则,多方案比较确定。 主要考虑施工制作和用钢指标两个因素。 16.网壳结构形式。按组成层数分:单层网壳和双 层网壳。单层柱面网壳: 按材料分:木网壳、钢筋混凝土、钢网壳、铝合金 网壳、塑料网壳、玻璃钢网壳等。 按曲面形式:a单曲面:筒网壳或称为柱网壳。b 双曲面:球网壳、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)。 17.单层圆柱面网壳的网格可采用:a单向斜杆正 交正放网格、b交叉斜杆正交正放网格、c联方网 格、d三向网格。 18.单层球面网壳的网格可采用:a肋环型、b肋 环斜杆型、c三向网格、d扇形三向网格、e葵花 形三向网格、f短程线型。 19.悬索结构:索的形状是不稳定的(随荷载分布形 式变化)。必须采取不同的构造措施,以形成各种 具有形状稳定性的悬索体系。类型:a单层悬索 加重屋面b预应力“悬挂薄壳”c预应力双层索 系d预应力索网e劲性悬索f横向加劲平行索系 ——索-梁(桁)体系g索-拱体系。. 20.单层索系加重屋面:设置重屋面的作用——使 均布重力荷载具有优势,以保证初始形状的相对 稳定性。 21.悬挂薄壳:单层重屋面体系的进一步演进。a 挂屋面板b加超载,然后灌缝c缝结硬后卸去超 载,形成悬挂薄壳。 22.砌体结构:指用砖、石或砌块为块材,用砂浆 砌筑的结构。(砖砌体、石砌体、砌块砌体) 砌体结构发展概况:应用范围扩大、新材料、新 技术和新结构的不断研制和使用、砌体结构 计算理论和计算方法的逐步完善。 23.砌体结构的优缺点:优点:a砌体结构材料来 源广泛,易于就地取材。b砌体结构有很好的 耐火性和较好的耐久性。c砖砌体的保温、隔热 性能好,节能效果明显。d可以节约水泥、钢 材和木材。e当采用砌块或大型板材作墙体时, 可以减轻结构自重,加快施工进度,进行工业 化生产和施工。缺点:a砌体结构自重大。b无筋 砌体的抗拉、抗弯及抗剪强度低,抗震及抗 裂性能较差。c砌体结构砌筑工作繁重。d砖砌体 结构的粘土砖用量很大,往往占用农田,影 响农业生产。必须大力发展砌块、煤矸石砖、粉 煤灰砖等粘土砖的替代产品。 24.砌体结构的应用范围:a主要用于承受压力的 构件,如基础、内外墙、柱等。 b砌筑围护墙和填充墙等。c桥梁、隧道工程等。 25.砌体结构房屋(混合结构)的组成:房屋中墙、 柱等竖向承重构件用块体和砂浆砌筑而成的 砌体材料,屋盖、楼盖等水平承重构件用钢筋混 凝土、轻钢或其他材料建造的房屋称为砌体结构。 26.横墙承重体系:当房屋开间不大(一般为3~ 4.5m),横墙间距较小, 将楼(或屋面)板直接搁置在横墙上的结构布置称 为横墙承重方案: 房间的楼板支承在横墙上,纵墙仅承受本身自重。 27.横墙承重方案的荷载主要传递路线为: 楼(屋)面板→横墙→基础→地基。 纵墙门窗开洞受限较少、横向刚度大、抗震性能 好。 适用于多层宿舍等居住建筑以及由小开间组成的 办公楼。 28.纵墙承重体系:对于要求有较大空间的房屋(如 厂房、仓库)或隔墙位置可能变化的房屋,通常无 内横墙或横墙间距很大,因而由纵墙直接承受楼 面、屋面荷载的结构布置方案即为纵墙承重方案: 其屋盖为预制屋面大梁或屋架和屋面板。这类房 屋的屋面荷载(竖向)传递路线:板→梁(或屋架) →纵墙→基础→地基。 纵墙门窗开洞受限、整体性差。适用于单层厂房、 仓库、食堂。 29.纵、横墙承重体系:当建筑物的功能要求房间 的大小变化较多时,为了结构布置的合理性,通 常采用纵横墙布置方案,纵横墙承重方案,既可 保证有灵活布置的房间,又具有较大的空间刚度 和整体性,所以适用于教学楼、办公楼、多层住 宅等建筑。此类房屋的荷载传递路线:楼(屋)面 板→→基础→地基。 30.内框架承重体系:对于工业厂房的车间、仓库 和商店等需要较大空间的建筑,可采用外墙与内 柱同时承重的内框架承重方案,该结构布置为楼 板铺设在梁上,梁两端支承在外纵墙上,中间支 承在柱上。 此类房屋的竖向荷载的传递路线:楼(屋)面板→ 梁→→地基。

基于节点构形度的单层柱面网壳稳定优化设计

第37卷第9期 振动与冲击 JOURNAL OF VIBRATION AND SHOCK Vol.37 No.9 2018基于节点构形度的单层柱面网壳稳定优化设计 陆明飞,叶继红 (东南大学混凝土与预应力混凝土结构教育部重点实验室,南京210018) 摘要:稳定是单层柱面网壳结构分析与设计中的关键因素。从节点构形度的视角,考虑外在因素中与稳定问题 直接相关的核心部分,定义了能全面反映结构静力稳定特性的节点构形度相对变化梯度(0(_U,其最小值()与 稳定承载力直接相关。能定量地衡量结构丧失稳定的趋势,揭示网壳结构失稳机理。在此基础上,进一步提出了单 层柱面网壳稳定优化设计方法。稳定优化模型以最大化为优化目标,离散的杆件截面为优化变量,考虑规范规定 的各项设计约束条件,在给定用钢量的前提下,提高结构稳定承载力。两个实际工程算例验证了单层柱面网壳稳定优化 设计方法的有效性。 关键词:单层柱面网壳;节点构形度;稳定;稳定优化;优化设计 中图分类号:TU393.3 文献标志码:A DOI : 10. 13465/j. cnki. jvs. 2018.09.012 Stability optim izationdesignfor single-layer cylindrical domes based on joint well-formedness LU Mingfei, YE Jihong (Key Laboratory of Concrete and Prestressed Concrete Structures of China Ministry of E Southeast University,Nanjing 210018,China) Abstract:St abi li ty i s a key factor in design and analysis of single-layer cylindrical domes. From the perspective of joint well-formedness,the relative gradient of joint well-formedness (g r a_r)was defined here t o f u l l y r e flect the s t a t i c s t a b i l i t y of structures a nd consider the core part directly related t o s t a b i l i t y of external factors,i t s minimum value (g r a_ U b) was directly related t o s t a b i l i t y loads. I t was shown that g r a_r can quantitatively measure lose s t a b i l i t y and reveal domes ’unstable mechanism. On t h i s basis,the s t a b i l i t y optimization design metliod for single-layer cylindrical domes was proposed. Using the st a b i l i t y optimization model,the maximization of g objective,and discrete rods’cross-sections as variables,various design constraint conditions specified in the code were considered,the force-bearing a b i l i t y for the structure s t a b i l i t y was improved under the premise of a given steel-consuming amount. Two practical engineering examples verified the effectiveness of the proposed s t a b i l i t y opti for single-layer cylindrical domes. Key words:single-layer cylindrical domes;joint well-formedness;stability;s t a b i l i t y optimization;optimal design 整体失稳是壳体结构特有的一种失效模式,因此,稳定是网壳结构分析中的一个重要因素。1979年,Riks[1]提出了弧长法,成功解决了在迭代过程中,因刚度矩阵奇异而导致的不收敛问题。经弧长法非线性跟踪,可以准确求得代表网壳结构稳定的临界荷载J r。30多年来,学者们对网壳结构稳定性问题做了深入研究,在计算方法、缺陷、后屈曲性能等方面取得了丰硕成果[2—7]。曹正罡等[8]考虑弹塑性,研究了单层柱面网 基金项目:国家杰出青年科学基金项目(51125031) 收稿日期:2016 -12-09修改稿收到日期:2017 -02-15 第一作者陆明飞男,博士生,1991年生 通信作者叶继红女,博士,教授,博士生导师,1967年生壳弹塑性稳定性能。M a等[9]研究了半刚性节点对单层柱面网壳稳定性的影响。然而,对于网壳结构的静力失稳机理,系统性的研究尚未见报导。 不同于其它杆系结构,稳定性已经超越了强度、刚度问题,成为单层柱面网壳结构设计中的控制性因素。也就是说,单层柱面网壳在经满应力优化设计后,一般难以满足稳定性要求。沈世钊等在20世纪90年代末期,对许多大型复杂单层柱面网壳进行了大规模参数化分析,所得到的部分结论已编入相关设计规程。K a o 等[10]利用线性特征值屈曲荷载,以广义长细比为基础,提出了杆件截面分配法的网壳结构稳定设计方法。其不足在于,以放大系数及经验拟合公式考虑非线性。

建筑结构选型复习资料及试题(有答案)

1、简述简支梁和多跨连接梁的受力和变形特点 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结构。 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。 2、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。 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 斜腹杆的布置方向对腹杆受力符号(拉或压)有直接关系。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,而竖腹杆总是受拉。 4、屋架结构的布置有哪些具体要求 一、屋架的跨度:一般以3米为模数 二、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 三、屋架的支座:当跨度较小时,一般把屋架直接搁置在墙、跺、柱或圈梁上。当跨度较大时,则应该采取专门的构造措施,以满足屋架端部发生转动的要求。 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 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,也可适当的用圆弧过渡。为了减少材料用量,减轻结构自重,也可采用空腹刚架,其形式有两种: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何作用应怎样布置 为保证结构的整体稳定性,应在纵向柱之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。 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。

结构选型

1 建筑结构选型的基本原则:①功能②造型③结构自身优势④材料⑤施工经济 2 简支梁,中小跨度。悬臂梁,固定段有较大弯矩(倾覆力矩) 3 悬挑结构的抗倾覆平衡公式:悬挑结构的抗倾覆安全系数>1.5 抗倾覆力矩:倾覆力矩>1.5 p10 4桁架结构的组成(上弦杆、下弦杆、斜腹杆、竖腹杆)(上弦杆、下弦杆、腹杆)5桁架结构计算的假定: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交接节点。③所有外力(包括荷载及支座反力)都做用在中心平面内,并集中作用于节点上。 6 屋架结构的主要尺寸包括屋架的矢高、坡度、节间距。 7 屋架结构的选型:①从结构受力来看,抛物线状的拱式结构受力最为合理。②当屋面防水材料采用粘土瓦、机制平瓦或水泥瓦时应选用三角形屋架、陡坡梯形屋架。当屋面防水采用卷材防水、金属薄板防水时,应选用拱形屋架、折线型屋架和缓坡梯形屋架。③对于湿度大、通风不良等工业厂房,用预应力混凝土屋架。④跨度<18m,用钢筋混凝土—刚组合屋架,跨度<36m,用预应力混凝土屋架,跨度>36m,钢屋架。 8 张弦结构:将平面桁架结构的受拉下弦杆用高强度拉索代替,并通过张拉拉索在结构中施加预应力,可有效改善结构的受力性能。根据这一原理衍生出一种新的结构形式称为张拉结构。 9 钢架结构:是指梁、柱之间为刚性连接的结构。 10 排架结构:梁与柱之间为铰接的结构。 11 单层单跨刚架结构的结构计算简图,按构件的布置和支座约束条件可分成无铰刚架、两铰钢架、三铰刚架三种。 12 拱按结构支撑方式分类,可以分成三铰拱、两铰拱和无铰拱。三铰拱为静定结构,两铰拱和无铰拱为超静定结构。 13 拱的受力特点支座反力①在竖向荷载作用下,拱脚支座内将产生水平推力。 ②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在相应顶铰C截面上的弯矩M除以拱的矢高f。③当结构跨度与荷载条件一定时(M为定值),拱脚水平推力(HA=HB)与拱的矢高f成反比。拱身截面的内力①拱身内的弯矩小于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,而简支梁中是没有轴力的。 14 拱的合理轴线只要拱轴线的竖向坐标与相同跨度的相同荷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称为合理拱轴线。 15 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水平推力由竖向承重结构承担④水平推力直接作用在基础上。 16 薄壳结构的曲面形式①旋转曲面②平移曲面③直纹曲面(P82 会绘图判断) 17薄壳结构的施工方法①现浇混凝土壳体②预制单元、高空装配成整体壳体③地面现浇壳体或预制单元装配后整体提升④装配整体式叠合壳体⑤采用柔模喷涂成壳。 18 圆顶结构组成①壳身②支座环③下部支撑构件 19 圆顶的下部支撑结构:①圆顶结构通过支座环支承在房屋的竖向承重构件上。②圆顶结构支撑在斜柱或斜拱上。③圆顶结构支撑在框架上④圆顶结构直接落地并支撑在基础上。 20 筒壳由壳身、侧边构件及横隔三部分组成。 21 筒壳的受力特点①当L1/L2>=3时,称为长壳。②当L1/L2<=0.5时,称为短壳。③当0.51.5 抗倾覆力矩:倾覆 力矩>1.5 p10 4桁架结构的组成(上弦杆、下弦杆、斜 腹杆、竖腹杆)(上弦杆、下弦杆、腹杆) 5桁架结构计算的假定: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 的节点均为交接节点。③所有外力(包括 荷载及支座反力)都做用在中心平面内, 并集中作用于节点上。 6 屋架结构的主要尺寸包括屋架的矢高、 坡度、节间距。 7 屋架结构的选型:①从结构受力来看, 抛物线状的拱式结构受力最为合理。②当 屋面防水材料采用粘土瓦、机制平瓦或水 泥瓦时应选用三角形屋架、陡坡梯形屋架。 当屋面防水采用卷材防水、金属薄板防水 时,应选用拱形屋架、折线型屋架和缓坡 梯形屋架。③对于湿度大、通风不良等工 业厂房,用预应力混凝土屋架。④跨度 <18m,用钢筋混凝土—刚组合屋架,跨度 <36m,用预应力混凝土屋架,跨度>36m, 钢屋架。 8 张弦结构:将平面桁架结构的受拉下弦 杆用高强度拉索代替,并通过张拉拉索在 结构中施加预应力,可有效改善结构的受 力性能。根据这一原理衍生出一种新的结 构形式称为张拉结构。 9 钢架结构:是指梁、柱之间为刚性连 接的结构。 10 排架结构:梁与柱之间为铰接的结构。 11 单层单跨刚架结构的结构计算简图, 按构件的布置和支座约束条件可分成无铰 刚架、两铰钢架、三铰刚架三种。 12 拱按结构支撑方式分类,可以分成三 铰拱、两铰拱和无铰拱。三铰拱为静定结 构,两铰拱和无铰拱为超静定结构。 13 拱的受力特点支座反力①在竖向荷 载作用下,拱脚支座内将产生水平推力。 ②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 用下所产生的在相应顶铰C截面上的弯矩 M除以拱的矢高f。③当结构跨度与荷载条 件一定时(M为定值),拱脚水平推力 (HA=HB)与拱的矢高f成反比。拱身截面 的内力①拱身内的弯矩小于跨度相同荷载 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,而简支梁中是没有轴力的。 14 拱的合理轴线只要拱轴线的竖向坐 标与相同跨度的相同荷载作用下的简支梁 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称为合 理拱轴线。 15 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 向承重结构承担④水平推力直接作用在基 础上。 16 薄壳结构的曲面形式①旋转曲面②平 移曲面③直纹曲面(P82 会绘图判断) 17薄壳结构的施工方法①现浇混凝土壳体 ②预制单元、高空装配成整体壳体③地面 现浇壳体或预制单元装配后整体提升④装 配整体式叠合壳体⑤采用柔模喷涂成壳。 18 圆顶结构组成①壳身②支座环③下部 支撑构件 19 圆顶的下部支撑结构:①圆顶结构通过 支座环支承在房屋的竖向承重构件上。② 圆顶结构支撑在斜柱或斜拱上。③圆顶结 构支撑在框架上④圆顶结构直接落地并支 撑在基础上。 20 筒壳由壳身、侧边构件及横隔三部分 组成。 21 筒壳的受力特点①当L1/L2>=3时,称 为长壳。②当L1/L2<=0.5时,称为短壳。③ 当0.5

相关文档
最新文档