建筑结构选型复习资料

建筑结构选型复习资梁的分类：按材料分：石梁、木梁、钢梁、钢筋混凝土梁、预应力混凝土梁、钢-钢筋混凝土组合梁。

按截面形式分：矩形截面梁、T形截面梁、薄腹梁、空腹梁、工字型截面梁。

按支座约束力分：静定梁（单跨、多跨）、超静定梁（单跨、多跨）。

单跨静定梁有：简支梁、悬臂梁。

桁架结构由：上弦杆、下弦杆、斜腹杆、竖腹杆组成。

桁架结构受力特点：(1)上弦受压，下弦受拉，形成力偶来平衡外荷载所产生的弯矩(2)由斜腹杆轴力中的竖向分量来平衡外荷载所产生的剪力(3)桁架结构中，各杆单元均为轴向受拉或轴向受压构件，使材料的强度可以得到充分的发挥。

屋架结构的型式：按材料分：木屋架，钢—木组合屋架，钢屋架，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。

按屋架外形的不同：三角形屋架，梯形屋架，抛物线屋架，折线型屋架，平行弦屋架。

根据结构受力的特点及材料性能不同：桥式屋架，无斜腹杆屋架或刚接桁架，立体桁架等。

屋架结构的主要尺寸：包括屋架的矢高，坡度，节间距。

屋架结构的选型：屋架结构的选型应考虑房屋的用途，建筑造型，屋面防水构造，屋架的跨度，结构材料的供应，施工技术条件等因素，做到受力合理，技术先进，经济适用。

(1)屋架结构的受力(2)屋面防水构造(3)材料的耐久性与使用环境(4)屋架结构的跨度屋架结构的支撑：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。

按结构支撑方式分类，拱可分为：三铰拱（静定结构)、两铰拱(超静定）、无铰拱（超静定）。

拱的合理轴线：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，即可是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。

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拱式结构型式：按力学：无铰拱，两铰拱，三铰拱。

按材料：钢筋混凝土结构，钢结构，胶合木结构，砖石砌体结构。

按拱身截面：格构式和实腹式，等截面和变截面。

钢结构拱有实腹式和格构式两种。

钢筋混凝土拱采用实腹式，也可做成折板形，波形截面或网状筒拱结构拱的矢高应考虑建筑空间使用的要求、建筑造型的要求、结构受力的合理性及屋面排水构造等。

(1)矢高应满足建筑使用功能和建筑造型的要求(2)矢高的确定应使节构受力合理(3)矢高应满足屋面排水构造的要求。

空间网架结构是有许多杆件根据建筑形体要求，按照一定的规律进行布置，通过节点连接组成的一种网状的三维杆系结构。

它具有各向受力的性能，各杆件之间相互支撑，具有良好的空间整体性，是一种高次超静定的空间结构。

空间网格结构依外型可分为：平板网架结构，曲面网架或壳形网架结构平板网架结构的优点：1多向受力，跨度大，较平面结构自重轻，节省钢材。

2 整体刚度大，稳定性好，安全储备高，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、施工时的提升差异和地基不均匀沉降有较强的适应能力，并具有良好的抗震整体性。

3平板网架无水平推力或拉力，一般简支在支座上，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 应用范围广，平面布置灵活，对建筑的适应性强。

对于各种跨度的公共建筑、工业建筑、体育建筑，平面无论是方形、矩形、多边形、圆形、扇形等都能进行合理的结构布置。

用于大柱网的工业厂房，可灵活布置工艺流程。

5网架结构易于实现制作安装的工厂化，标准化。

且网架可拆，可装，便于建筑物的扩建改造与移动搬迁。

6占用空间小，并可利用上、下弦之间的空间布置各种设备及管道，有效地利用空间，使用方便，经济合理。

7网架的建筑造型新颖，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。

平板网架的结构：交叉桁架体系（两向正交正放网架、两向正交斜放网架、两向斜交斜放网架、三向交叉网架、单向折线形网架）与角锥体系（四角锥网架、三角锥网架、六角锥网架）网架结构支撑方式：周边支承网架、三边支承网架、两边支承网架、点支承网架、周边支承与点支承相结合的网架。

网架几何尺寸：1网架的网格尺寸2网架的高度3网架弦杆的层数4腹杆体系5悬臂长度网架结构的节点：(1)焊接钢板节点(2)焊接空心球节点(3)螺旋球节点支座形式：按跨度和支撑方式：平板支座，弧形支座，球铰支座和橡胶支座等。

按支撑力：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）和拉力支座（平板拉力支座和单面弧形拉力支座）。

网壳结构的优点：○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，把建筑美与结构美有机地结合起来，使建筑更易于与环境相协调。

○3由于杆件尺寸与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，在构造上和施工方法上具有与平板网架结构一样的优越性。

网壳结构的缺点：○1杆件和节点几何尺寸的偏差以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。

轴向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。

网壳结构的分类：按杆件的布置方法分单层网壳和双层网壳。

按材料分木网壳、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。

按曲面形式分单曲面（筒网壳）和双曲面（球网壳，扭网壳，扁网壳）。

单层球网壳结构：肋环型网格，施威特勒型网格、联方型网格、凯威特型网格、三向网格型、短程线型网格、双向子午线网格、混合型双层球网壳：网壳结构的选型：○1网壳结构的体型与建筑造型○2网壳结构的型式与建筑平面○3网壳结构的层数○4网格尺寸○5网壳的矢高与厚度悬索结构由受拉索、边缘构件和下部支承构件及拉锚所组成悬索屋盖结构的特点：1.悬索结构通过索的轴向受拉来抵抗外荷载的作用，可以最充分地利用刚才的强度。

2.悬索结构便于建筑造型，容易适应各种建筑平面，因而能叫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。

5.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。

6悬索屋盖结构的稳定性较差。

7悬索结构的边缘构件和下部支承必须具有一定的刚度和合理的型式，以承受索端巨大的水平拉力。

悬索结构稳定性差表现在：1适应荷载变化的能力差。

2抗风吸，风振能力差提高单层悬索屋盖结构稳定性：1增加悬索结构上的荷载2形成预应力索—壳组合结构3形成索—梁或索—桁架组合结构4增设相反曲率的稳定索建筑体型的组合：①简单平面与简单立面的组合②复杂平面与简单立面的组合③简单平面与复杂立面的组合④复杂平面与复杂立面的组合对称性包括：建筑平面的对称、质量分布的对称、结构抗侧刚度的对称三个方面。

最佳的方案是使建筑平面形心、质量中心、结构抗侧刚度中心位于同一点上，而在竖向则位于同一铅垂线上，简称“三心重合”。

结构布置包括：对称性、连续性、周边作用、角部构件、多道防御混合结构是指由砌体作为竖向承重结构（墙体），由其他材料（一般为钢筋混凝土或木结构）构成水平向承重结构（楼盖）所组成的房屋结构。

单层或多层结构房屋承重墙布置方案：①纵墙承重体系②横墙承重体系③纵横墙承重体系④内框架承重体系框架结构是指由梁和柱以钢接或者铰接相连接而成构成承重体系的结构，即由梁和柱组成框架共同抵抗适用过程中出现的水平荷载和竖向荷载。

框架结构按所用材料的不同分类：钢框架、钢筋混凝土框架。

钢筋混凝土框架结构按施工方法不同分为：整体式，半现浇式，装配式和装配整体式等。

框架结构布置：1）柱网布置○1柱网布置应满足生产工艺流程的要求（工业建筑）○2柱网布置应满足建筑平面布置的要求○3柱网布置要使结构受力合理○4柱网布置应使施工方便2）承重框架的布置○1横向框架承重方案○2纵向框架承重方案○3纵横向框架混合承重方案高层发展趋势：○1由平面构件向空间构件发展○2由分散的构件向集约化大构件发展○3由弯剪受力向轴向受力发展○4由简单体型向复杂体型发展○5由普通材料向高强度材料发展○6由单一结构向组合结构发展○7由结构抗侧向耗能减震发展○8由普通结构向轻质预应力方向发展高层中竖向承重结构体系：框架结构体系、剪力墙结构体系、框架剪力墙结构体系、筒体结构体系。

框架结构体系指整栋结构都是由梁、柱组成的框架来承受竖向荷载和侧向荷载的结构体系。

剪力墙结构体系是指利用建筑物墙体作为承受竖向荷载和抵抗水平荷载的结构。

框架剪力墙结构体系指在框架结构中，设置部分剪力墙，使框架和剪力墙两者结合起来，取长补短，共同抵抗水平荷载。

筒体结构体系包括：框筒结构、筒中筒结构、框架核心筒结构、多重筒结构和束筒结构。