建筑结构选型目录总结

第一章梁和悬挑结构梁主要承受垂直于梁轴线方向的荷载作用。1.1梁的型式1.1.1梁按材料分类梁按材料分类有石梁、木梁、钢梁、钢筋混凝土梁、预应力混凝土梁及钢——钢筋混凝土组合梁。1.1.2梁按截面形式分类1.1.3梁按支座约束条件分类1.2梁的受力与变形1.4悬挑结构1.4.1悬挑结构的形式1.4.2悬挑结构的抗倾覆平衡1.4.3悬挑结构的受力第二章桁架（屋架）结构在房屋建筑中，桁架常作为屋盖承重结构，这时常称为屋架。2.1桁架结构的受力特点2.1.1桁架结构的组成2.1.2桁架结构计算的假定2.1.3桁架结构的内力1）弦杆的内力，2）腹杆的内力，2.2屋架结构的型式屋架结构的型式很多，根据材料的不同，可分为木屋架、钢屋架、钢一木组合屋架、轻型钢屋架、钢筋混凝土屋架、预应力混凝土屋架、钢筋混凝土-钢组合屋架等。按屋架外形的不同，有三角形屋架、梯形屋架、抛物线屋架、折线型屋架、平行弦屋架等。根据结构受力的特点及材料性能的不同，也可采用桥式屋架、无斜腹杆屋架、立体桁架等。2.2.1木屋架常用的木屋架是方木或圆木连接的豪式木屋架。一般分为三角形和梯形两种。2.2.2钢——木组合屋架形式有豪式屋架、芬克式屋架、梯形屋架和下折式屋架。2.2.3钢屋架钢屋架的形式主要有三角形钢屋架、梯形钢屋架、矩形（平行弦）钢屋架，为改善上弦杆的受力情况，常采用再分式腹杆的形式2.2.4轻型钢屋架轻型钢屋架按结构形式主要由三角形屋架、三角拱屋架和梭形屋架等三种。屋面有斜坡屋面和平坡屋面两种。2.2.5混凝土屋架混凝土屋架的常见形式有梯形屋架、折线形屋架、拱形屋架、无斜腹杆屋架等。根据是否对屋架下弦施加预应力，可分为钢筋混凝土屋架和预应力混凝土屋架。2.2.6钢筋混凝土——钢组合屋架常见的钢筋混凝土——钢组合屋架有折线型屋架、三铰屋架、两铰屋架等。2.3屋架结构的选型与布置2.3.1屋架结构的主要尺寸屋架结构的主要尺寸包括屋架的矢高、坡度、节间距。2.3.2屋架结构的选型（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2.3.3屋架结构的布置（1）屋架的跨度（2）屋架的间距（3）屋架的支座2.3.4屋架结构的支撑屋架支撑包括设置在屋架只见的垂直支撑、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。2.4立体桁架2.4.1立体桁架的结构形式及特点立体桁架的截面形式可为矩形、正三角形、倒三角形。2.5张弦结构2.5.1张弦结构的特点（1）承载能力高（2）结构刚度大（3）结构稳定性强（4）支座推力小（5）建筑造型适应性强（6）支座、运输、施工方便2.5.2张弦结构的形式按荷载传递方向的不同可分为平面张弦结构和空间张弦结构。2.5.3张弦结构的受力性能1）张弦结构的形态定义三种形态定义：零状态、初始态、荷载态2）张弦结构的预应力特性3）张弦结构的平面稳定及纵向受力4）张弦结构的抗风作用2.5.4张弦结构的选型1）上弦刚性受压构件2）张弦结构上弦矢高和下弦垂度3）撑杆数目2.6桁架结构的其他应用形式2.6.1刚接桁架结构2.6.2主次桁架结构2.6.3悬挑桁架结构第3章单层钢架结构刚架结构是指梁、柱之间为刚性连接的结构，当梁与柱之间为铰接时，一般称为排架，多层多跨的刚结构则称为框架，单层刚架也称为门式刚架。单层刚架为梁柱合一的结构，其内力小于排架结构，梁柱截面高度小，造型轻巧，内部净空较大，故被广泛应用于中小型厂房、体育馆、礼堂、食堂等中小跨度的建筑中。但与拱相比，刚架仍然属于以受弯为主的结构，材料强度没有充分发挥作用，这就造成了刚架结构自重较大，用料较多，适用跨度受到限制。3.1单层钢架结构的受力特点3.1.1约束条件对结构内力的影响1、单层单跨刚架，按构件的布置和支座约束条件可分成三种:（1）无铰刚架（2）两铰刚架（3）三铰刚架2、刚架结构的承载力和刚度都大于排架结构。3.1.2梁柱线刚度比对结构内力的影响3.1.3门式刚架的高跨比对结构内力的影响3.1.4结构构造对结构内力影响3.1.5温度变化对结构内力影响3.1.6制作移动对结构内力影响3.2单层刚架结构的型式单层刚架的建筑造型可以轻松活泼，形式丰富多变见图。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。3.2.1胶合木刚架结构3.2.2钢刚架结构分为实腹式和格构式两种3.2.3钢筋混凝土刚架3.2.4预应力混凝土刚架3.3单层刚架结构的构造与布置3.3.1单层刚架结构的外形3.3.2刚架节点的连接构造1、钢刚架节点的连接构造：门式实腹式刚架，格构式刚架2、混凝土刚架节点的连接构造3.3.3刚架铰节点的构造3.3.4刚架柱脚支座构造3.3.5单层刚架结构的布置3.3.6刚架结构的支撑系统第4章拱式结构拱主要承受轴向压力作用4.1拱的受力特点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。4.1.1支座反力4.1.2拱身截面的内力4.1.3拱的合理轴线4.2拱脚水平推力的平衡拱脚水平推力一般有四种平衡方式4.2.1水平推力直接由拉杆承担4.2.2水平推力通过刚性水平结构传递给总拉杆4.2.3水平推力由竖向承重结构承担4.2.4水平推力直接作用在基础上4.3拱式结构的形式4.3.1钢结构拱4.3.2钢筋混凝土拱4.4拱式结构的选型与布置4.4.1结构支承方式三铰拱为静定结构，两铰拱和无铰拱为超静定结构。4.4.2拱的矢高4.4.3拱轴线方程4.4.4拱身截面高度4.4.5拱式结构的布置4.4.6拱式结构的支撑系统第5章钢筋混凝土空间薄壁结构5.1概述梁式结构、桁架结构、和拱结构常常被成为平面受力结构。平面受力结构的缺点是结构内力较大，材料强度得不到充分利用，材料用量增加，空间整体性能减弱，结构安全性降低。薄壁结构指结构的厚度远小于其长度和宽度，一般由金属或钢筋混凝土做成，并布置成空间受力体系。钢筋混凝土大跨度空间薄壁结构主要由两种类型：由曲面形薄板构成的薄壳结构；由平板构成的折板、雁形板、幕结构。5.1.1薄壳结构的概念高斯曲率：5.1.2薄壳结构的曲面形式1）旋转曲面2）平移曲面3）直纹曲面5.1.3薄壳的内力5.1.4薄壳结构的施工1）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但愿装配后整体提升（4）装配整体式叠合壳体（5）采用柔模喷涂成壳2）预应力结构5.2圆顶圆顶是正高斯曲率的旋转面壳。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。5.2.1圆顶的结构组成及结构型式圆顶结构由壳身、支座环、下部支承构件三部分所组成。1）壳身结构按壳面构造不同，圆顶的壳身结构可分为平滑圆顶、肋形圆顶和多面圆顶等。2）支座环3）支承结构圆顶的下部支承结构一般有以下几种：（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5.2.2圆顶的受力特点1）圆顶的破坏图形2）圆顶的薄膜内力、3）支座环的受力支座环内的拉力T为：5.2.3圆顶的结构构造5.3筒壳与锥壳5.3.1筒壳的结构组成筒壳由壳身、侧边构件及横隔三部分所组成。5.3.2筒壳的受力特点5.3.3筒壳的构造结构1）短壳2）长壳3）天窗孔的布置5.4双曲扁壳5.4.1双曲扁壳的结构组成双曲扁壳由壳身及周边竖直的边缘构件所组成曲面方程：曲率近似取为：、5.4.2双曲扁壳的受力特点5.4.3双曲扁壳的结构构造5.5双曲抛物面扭壳5.5.1双曲抛物面扭壳的结构组成和型式双曲抛物面扭壳结构由壳板和边缘构件所组成曲面方程：5.5.2双曲抛物面扭壳的受力特点5.5.3双曲抛物面扭壳的结构构造5.6折板5.6.1折板结构的组成折板结构一般由折板、边梁和横隔三部分所组成。折板结构的型式可分为有边梁和无边梁的两种。根据施工方法的不同，折板结构可分为现浇整体式、预制装配式和装配整体式。5.6.2折板结构的受力特点及计算要点5.6.3折板结构的构造5.7雁形板5.7.1雁形板的截面形式雁形板可分为普通型、加肋形、拉杆形三类5.7.2雁形板的结构型式5.7.3雁形板的受力特点5.7.4雁形板结构的构造5.8幕结构5.8.1幕结构的组成幕结构是由若干块三角形或梯形薄板连接成整体的薄壁空间结构。幕结构由折板、侧边构件和下部支承构件所组成。5.8.2幕结构的受力特点及计算幕结构的整体受力和破坏形态与支撑条件有关5.8.3幕结构的构造第六章平板网架结构本章和下一章将介绍空间网格结构。在节点荷载作用下，各杆件主要承受轴力，因而能够充分发挥材料强度，结构的技术经济指标较好。空间网格结构的外形可为平板状，也可以呈曲面状。前者称为平板网架结构，常简称为网架；后者成为曲面网架或壳形网架结构，常成为网壳。6.1概述6.2平板网架的结构体系及其型式平板网架结构可分为交叉桁架结构体系和角锥体系两类。交叉桁架体系由两向或三向相互交叉的平面桁架所组成；角锥体系则分别由四角锥、三角锥、六角锥等组成。6.2.1交叉桁架体系网架（1）两向正交正放网架（2）两向正交斜放网架（3）两向斜交斜放网架（4）三向交叉网架（5）单向折线形网架6.2.2角锥体系网架1）四角锥体网架（五种型式）（1）正放四角锥网架（2）正放抽空四角锥网架（3）斜放四角锥网架（4）棋盘形四角锥网架（5）星形四角锥网架2）三角锥体网架（三种型式）（1）三角锥网架（2）抽空三角锥网架（3）蜂窝形三角锥网架3）六角锥体网架6.3网架结构的支承方式6.3.1周边支承网架6.3.2三边支承网架6.3.3两边支承网架6.3.4点支承网架6.3.5周边支承与点支承相结合的网架6.4网架结构的受力特点及其选型6.4.1周边支承网架1）周边支承网架结构的受力特点2）周边支承网架结构的选型6.4.2四点支承及多点支承网架1）四点支承网架结构的受力特点2）四点支承网架结构的选型6.4.3三边支承的网架6.5网架结构主要几何尺寸的确定6.5.1网架的网格尺寸6.5.2网架的高度6.5.3网架弦杆的层数6.5.4腹杆体系6.5.5悬臂长度6.6网架结构的构造6.6.1杆件界面6.6.2节点1）焊接钢板节点焊接钢板节点由十字节点板和盖板所组成。2）焊接空心球节点焊接空心球节点由两个半球对焊而成，分为不加肋和加肋两种。3）螺栓球节点螺栓节点由螺栓、钢球、销子（或螺钉）、套筒和锥头（或封板）等零件所组成。6.6.3支座形式根据支承反力的不同，支座又可分为压力支座和拉力支座两大类。1）压力支座：平板压力支座、单面弧形压力支座、双面弧形压力支座、球铰压力支座、板式橡胶支座等。2）拉力支座：平板拉力支座、单面弧形拉力支座。6.6.4柱帽6.6.5屋面1）屋面排水坡度的形式（1）上弦节点上加小立柱找坡（2）屋架变高度找坡（3）整个网架起坡（4）支承柱变高度2）天窗架3）屋面构造6.7组合网架结构6.7.1概述6.7.2组合网架结构受力特点6.7.3组合网架结构型式6.7.4组合网架结构的施工方法6.7.5组合网架结构的构造（1）焊接十字板节点（2）焊接球缺节点（3）螺栓盘节点（4）对锚直焊式节点第七章网壳结构7.1概述网壳结构兼有薄壳结构和平板网架结构的有点。网壳结构按杆件的布置方式分类，有单层网壳和双层网壳两种形式。网壳结构按材料有木网壳、钢筋混凝土网壳、钢网壳、铝合金网壳、塑料网壳、玻璃钢网壳等。网壳结构按曲面形式分类有单曲面和双曲面两种。7.2筒网壳结构7.2.1单层筒网壳7.2.2双层筒网壳1）按几何组成规律分类（1）交叉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2）按弦杆布置方向分类（1）正交类双层筒网壳（2）斜交类双层筒网壳（3）混合类双层筒网壳7.2.3筒网壳结构的受力特点7.