建筑结构选型建筑.pptx

《建筑结构选型建筑.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《建筑结构选型建筑.pptx（62页珍藏版）》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、建筑结构建筑结构选型整理选型整理钢结构充气膜结构框架结构建筑结构是在建筑中，由若干构件（如梁、板、柱等）连接建筑结构是在建筑中，由若干构件（如梁、板、柱等）连接而构成的能承受各种外界作用（如荷载、温度变化、地基不而构成的能承受各种外界作用（如荷载、温度变化、地基不均匀沉降等）的体系。均匀沉降等）的体系。结构对于建筑的意义结构对于建筑的意义：结构如同建筑的骨骼，支撑着建筑物；要克服重力，形成支撑体系：通过满足技术要求来满足建筑的使用功能；如：无柱空间的设计，中厅空间的设计：形成特定的建筑造型；如现在的一些大跨度建筑，其独特的外观造型是进行了正确的结构选型的结果。：结构科学的进步推动着建筑的发展。

2、一部建筑史也是一部建筑结构发展史建筑结构的定义建筑结构的定义 混合结构体系混合结构体系多层和高层建筑结构多层和高层建筑结构 框架结构体系框架结构体系 剪力墙结构体系剪力墙结构体系 平面结构体系：排架（桁架）、平面结构体系：排架（桁架）、单层大跨度建筑结构单层大跨度建筑结构 门式刚架、拱门式刚架、拱 空间结构体系：薄壳、网架网壳、空间结构体系：薄壳、网架网壳、悬索、索和膜悬索、索和膜建筑结构按受力和构造特点分类建筑结构按受力和构造特点分类混合结构是指一个建筑物的承重体系中采用两种或两种以上的结构类型 混合结构一般指砖混结构，即墙体、基础等竖向承重构件采用砖砌体结构，楼盖、屋盖等水平承重构件采用装

3、配式或现浇钢筋混凝土结构 砖墙既是承重结构，又是围护结构 混合混合结构体系结构体系横墙间距小些，可使结构整体性和空间刚度较好，还可防止地基不均匀沉降引起的墙体开裂纵墙宜贯通，可利于防止墙体开裂，且易于设置圈梁梁跨度较大时，其支承处应加设壁柱适当设置伸缩缝和沉降缝，可预防和减少墙体开裂房屋平、立面布置规则，房屋质量分布和刚度变化均匀，限制房屋的高度、层高和高宽比，设置防震缝，选用配筋砌体，设置圈梁和构造柱，可提高砌体结构的抗震性能与结构选型有关的构造要求与结构选型有关的构造要求 混合结构强度低，楼层较高时用料多、自重大，建筑有效面积随着楼层混合结构强度低，楼层较高时用料多、自重大，建筑有效面积随

4、着楼层增加大大减少增加大大减少 本章讲述的框架结构主要是指钢筋混凝土框架结构，较之砖砌体结构，本章讲述的框架结构主要是指钢筋混凝土框架结构，较之砖砌体结构，钢筋混凝土框架结构自重小、强度高，可以用于更多楼层的承重结构体钢筋混凝土框架结构自重小、强度高，可以用于更多楼层的承重结构体系系 一般用于不多于15层（不超过50米高度）的多层和高层房屋 框架框架结构体系结构体系 钢筋混凝土框架的梁柱节点多为刚节点，建筑物整体性好钢筋混凝土框架的梁柱节点多为刚节点，建筑物整体性好 因为刚节点的存在，梁跨中弯矩降低，从而可以跨越更大的因为刚节点的存在，梁跨中弯矩降低，从而可以跨越更大的跨度，空间布置更为灵活跨

5、度，空间布置更为灵活 在建筑上能够提供较大的空间，平面布置灵活，适用性强在建筑上能够提供较大的空间，平面布置灵活，适用性强 抗侧刚度小、水平位移大，结构柔度较大抗侧刚度小、水平位移大，结构柔度较大第一节第一节 结构特点和优缺点结构特点和优缺点 框架的主要受力构件包括梁和柱框架的主要受力构件包括梁和柱 梁、柱连接处一般为刚接连接，当为铰接连接时成为排架梁、柱连接处一般为刚接连接，当为铰接连接时成为排架 为利于结构受力合理，框架结构一般要求框架梁宜连通，框为利于结构受力合理，框架结构一般要求框架梁宜连通，框架柱在纵横两个方向上应与框架梁连接，梁、柱中心线宜重架柱在纵横两个方向上应与框架梁连接，梁、

6、柱中心线宜重合，框架柱宜纵横对齐、上下对中合，框架柱宜纵横对齐、上下对中 为了使用功能或建筑造型的要求，框架结构可采用抽梁、抽为了使用功能或建筑造型的要求，框架结构可采用抽梁、抽柱、内收、外挑、斜梁、斜柱等形式柱、内收、外挑、斜梁、斜柱等形式框架框架的组成与分类的组成与分类 房屋的抗震设计对于其安全性至关重要，需要在进行建筑方房屋的抗震设计对于其安全性至关重要，需要在进行建筑方案设计时就考虑到抗震设计案设计时就考虑到抗震设计 震害调查和工程经验表明，为了达到既安全又经济合理的要震害调查和工程经验表明，为了达到既安全又经济合理的要求，多高层框架结构的房屋高度有一定的适用范围求，多高层框架结构的房

7、屋高度有一定的适用范围 框架结构的适用高度包含房屋的适用层数与高宽比两个方面，框架结构的适用高度包含房屋的适用层数与高宽比两个方面，与结构布置、地震烈度、场地类别等有关与结构布置、地震烈度、场地类别等有关框架结构的适用层数框架结构的适用层数与高宽比与高宽比 在竖向荷载作用下，框架的变形与弯矩随着框架的层数增加在竖向荷载作用下，框架的变形与弯矩随着框架的层数增加没有显著的变化没有显著的变化 在水平荷载作用下，框架的变形与弯矩随着框架的层数增加在水平荷载作用下，框架的变形与弯矩随着框架的层数增加迅速加大迅速加大 框架结构的层数达到一定程度时，水平荷载产生的内力远远框架结构的层数达到一定程度时，水平

8、荷载产生的内力远远超过竖向荷载产生的内力超过竖向荷载产生的内力 水平荷载对设计其主要控制作用时，框架结构的优越性受到水平荷载对设计其主要控制作用时，框架结构的优越性受到较大的限制较大的限制框架结构的变形与内力框架结构的变形与内力 框架结构在水平荷载作用下，属于柔性结构，其抗侧移刚度框架结构在水平荷载作用下，属于柔性结构，其抗侧移刚度较小，房屋较高时其安全性和经济效益下降较小，房屋较高时其安全性和经济效益下降 框架结构适用层数：框架结构适用层数：6 61515层，层，1010层左右最为经济层左右最为经济 框架结构常用高宽比：框架结构常用高宽比：5 57 7 场地类别为场地类别为、和和类类，规则的

9、现浇钢筋混凝土框架结构，规则的现浇钢筋混凝土框架结构最大适用高度：最大适用高度：60m60m（烈度（烈度6 6度），度），55m55m（烈度（烈度7 7度），度），45m45m（烈度（烈度8 8度），度），25m25m（烈度（烈度9 9度）度）场地类别场地类别类类或不规则结构的最大适用高度还应适当降低或不规则结构的最大适用高度还应适当降低框架结构的适用层数、高宽比与适用高度框架结构的适用层数、高宽比与适用高度 剪力墙结构较之框架结构，采用剪力墙来提供很大的抗剪剪力墙结构较之框架结构，采用剪力墙来提供很大的抗剪强度和侧向刚度，从而提高整体结构的抗侧移刚度强度和侧向刚度，从而提高整体结构的抗侧移刚

10、度 剪力墙就是以承受水平荷载为主要目的而设置的现浇钢筋剪力墙就是以承受水平荷载为主要目的而设置的现浇钢筋混凝土成片墙体，在钢结构建筑中也可采用钢板剪力墙混凝土成片墙体，在钢结构建筑中也可采用钢板剪力墙 剪力墙结构体系主要包括以下三大类：框架剪力墙结构体系主要包括以下三大类：框架-剪力墙（框剪）剪力墙（框剪）结构，（全）剪力墙结构，筒体结构结构，（全）剪力墙结构，筒体结构 适用于适用于1010层以上的高层或超高层房屋层以上的高层或超高层房屋 剪力剪力墙结构体系墙结构体系 框架框架-剪力墙结构，简称框剪结构，是在框架结构的基础上剪力墙结构，简称框剪结构，是在框架结构的基础上增设一定数量的横向和纵向

11、剪力墙所构成的双重受力体系增设一定数量的横向和纵向剪力墙所构成的双重受力体系 在整个体系中，框架仍占主体、以承担竖向荷载为主，剪力在整个体系中，框架仍占主体、以承担竖向荷载为主，剪力墙承担绝大部分的水平荷载，两者协同工作、扬长避短墙承担绝大部分的水平荷载，两者协同工作、扬长避短 建筑结构相当于基础上的悬臂梁，剪力墙使得该悬臂梁在此建筑结构相当于基础上的悬臂梁，剪力墙使得该悬臂梁在此位置形成深梁，加强了侧向刚度位置形成深梁，加强了侧向刚度框架框架-剪力墙结构剪力墙结构 框架框架-剪力墙结构剪力墙结构属于半刚性结构体系，适用于属于半刚性结构体系，适用于10102020层房层房屋，最高不宜超过屋，最

12、高不宜超过2525层层 较之框架结构，较之框架结构，框架框架-剪力墙结构中剪力墙结构中剪力墙的设置在一定程剪力墙的设置在一定程度上影响了建筑平面的灵活布置，适用于办公楼、旅馆、公度上影响了建筑平面的灵活布置，适用于办公楼、旅馆、公寓、住宅等建筑以及一些工业厂房寓、住宅等建筑以及一些工业厂房 框架框架-剪力墙结构中剪力墙结构中剪力墙的布置可以较为灵活，可结合隔剪力墙的布置可以较为灵活，可结合隔墙、山墙、电梯井、楼梯间等设置，减少对建筑使用功能上墙、山墙、电梯井、楼梯间等设置，减少对建筑使用功能上的妨碍的妨碍框架框架-剪力墙结构的适用范围剪力墙结构的适用范围 当框架当框架-剪力墙结构中的剪力墙集中

13、在一处并形成筒体时，剪力墙结构中的剪力墙集中在一处并形成筒体时，称为框架称为框架-筒体结构筒体结构 框架框架-筒体结构的筒体一般位于建筑物中央（也可见到位于筒体结构的筒体一般位于建筑物中央（也可见到位于一侧的），其框架一般位于筒体四周一侧的），其框架一般位于筒体四周 框架框架-筒体结构与框架筒体结构与框架-剪力墙结构的受力和变形特点类似，剪力墙结构的受力和变形特点类似，但因为筒体的存在，其刚度、强度、抗扭性能都增强了，故但因为筒体的存在，其刚度、强度、抗扭性能都增强了，故可以建造高达可以建造高达30304040层的建筑层的建筑 框架框架-筒体结构的剪力墙设置很集中，建筑平面布置可较为筒体结构的

14、剪力墙设置很集中，建筑平面布置可较为灵活，适用于公共建筑、办公楼和商业建筑等灵活，适用于公共建筑、办公楼和商业建筑等框架框架-筒体结构筒体结构 房屋高度超过房屋高度超过2525层时，水平荷载的影响相当大，需要的剪力层时，水平荷载的影响相当大，需要的剪力墙数量很大，需要采用全剪力墙结构墙数量很大，需要采用全剪力墙结构 结构整体性更强，抗侧移刚度更大，侧向变形更小，抗震性结构整体性更强，抗侧移刚度更大，侧向变形更小，抗震性能更好，用钢量较省，施工相对简便快捷能更好，用钢量较省，施工相对简便快捷 墙体较密，建筑平面布置和空间利用受到较大限制，且结构墙体较密，建筑平面布置和空间利用受到较大限制，且结构

15、自重大、刚度大、地震反应大自重大、刚度大、地震反应大 适用于适用于10104040层的住宅、公寓和旅馆等层的住宅、公寓和旅馆等二、剪力墙结构二、剪力墙结构 砖混结构：砖混结构：5 5层以下（层以下（1010）低层建筑，竖向荷载为主低层建筑，竖向荷载为主 框架结构：框架结构：1515层以下层以下 (20)(20)多高层建筑，水平荷载渐主多高层建筑，水平荷载渐主 框剪：框剪：10102020层（层（2525）框架框架-筒体结构：筒体结构：10104040层（层（5050）剪力墙结构：剪力墙结构：10103030层（层（4040）高层建筑，水平荷载为主高层建筑，水平荷载为主 框筒结构：框筒结构：40

16、405050层（层（5555）筒中筒结构：筒中筒结构：40 40 6060层（层（7575）各种结构体系的适用层数各种结构体系的适用层数（括号内为可建层数）（括号内为可建层数）平面结构体系：门式刚架，薄腹梁，桁架，拱结构平面结构体系：门式刚架，薄腹梁，桁架，拱结构 门式刚架的结构特点与适用范围门式刚架的结构特点与适用范围 门式刚架的类型与构造门式刚架的类型与构造门门式刚架式刚架 横梁与柱子的连接为刚接横梁与柱子的连接为刚接 与铰接相比，刚接下横梁的跨中弯矩得以减少，故能适用于与铰接相比，刚接下横梁的跨中弯矩得以减少，故能适用于更大的跨度更大的跨度 杆件少，制作方便，结构内部空间大，便于利用杆件

17、少，制作方便，结构内部空间大，便于利用 广泛应用于工业厂房（吊车起重量不能太大）、体育馆、仓广泛应用于工业厂房（吊车起重量不能太大）、体育馆、仓库、礼堂、食堂等建筑库、礼堂、食堂等建筑 门式刚架从材料上来看，可采用钢筋混凝土结构或钢结构门式刚架从材料上来看，可采用钢筋混凝土结构或钢结构门门式刚架的结构特点与适用范围式刚架的结构特点与适用范围 从结构上来分类可分为：无铰刚架、两铰刚架和三铰刚架等从结构上来分类可分为：无铰刚架、两铰刚架和三铰刚架等三种三种 无铰刚架属于超静定结构，结构刚度大，但柱底弯矩较大无铰刚架属于超静定结构，结构刚度大，但柱底弯矩较大（基础造价大），且地基不均匀沉降会导致附加

18、内力，应用（基础造价大），且地基不均匀沉降会导致附加内力，应用很少很少 三铰刚架属于静定结构，柱底无弯矩，且不会产生附加内力，三铰刚架属于静定结构，柱底无弯矩，且不会产生附加内力，但刚度较差，适用于小跨度和地基较差的情况但刚度较差，适用于小跨度和地基较差的情况 两铰刚架与三铰刚架的情况较为接近，钢结构常用该形式两铰刚架与三铰刚架的情况较为接近，钢结构常用该形式 门门式刚架的类型与构造式刚架的类型与构造 门式刚架的外形选择主要考虑建筑排水和建筑造型的需要门式刚架的外形选择主要考虑建筑排水和建筑造型的需要 主要分为：单跨，双跨，多跨，带毗屋，带挑檐等形式主要分为：单跨，双跨，多跨，带毗屋，带挑檐等

19、形式 薄腹梁属于受弯构件，是用于屋盖的梁薄腹梁属于受弯构件，是用于屋盖的梁 为了跨越较大的跨度，基于减轻自重的考虑，截面采用工为了跨越较大的跨度，基于减轻自重的考虑，截面采用工字形或字形或T T形，从外观上看梁腹很薄，故称形，从外观上看梁腹很薄，故称“薄腹梁薄腹梁”优点：制作、构造、设计、施工等简便，侧向刚度较大优点：制作、构造、设计、施工等简便，侧向刚度较大 缺点：自重较大，适用跨度较小缺点：自重较大，适用跨度较小 梁的高度可随着梁轴方向逐渐变化，以节省材料和更经济梁的高度可随着梁轴方向逐渐变化，以节省材料和更经济薄薄腹梁结构腹梁结构 薄腹梁的设计尺寸由施工条件、钢筋布置、构造要求以及刚薄腹

20、梁的设计尺寸由施工条件、钢筋布置、构造要求以及刚度等因素决定度等因素决定 屋面坡度：屋面坡度：1/81/81/12 1/12 梁端部高度一般不小于梁端部高度一般不小于60cm 60cm 梁截面高度主要由刚度控制梁截面高度主要由刚度控制 梁腹板宽度一般为梁腹板宽度一般为6 610cm10cm 上翼缘宽度：取决于屋面板的支承稳定，可取上翼缘宽度：取决于屋面板的支承稳定，可取25254040 下翼缘宽度：取决于钢筋布置，可取下翼缘宽度：取决于钢筋布置，可取20203030薄腹梁的设计要点和大致尺寸薄腹梁的设计要点和大致尺寸 薄腹梁无法满足跨度继续增大的情况，从梁结构的应力分布薄腹梁无法满足跨度继续增

21、大的情况，从梁结构的应力分布出发，将材料布在应力较大的地方，可达到节省材料和减少出发，将材料布在应力较大的地方，可达到节省材料和减少自重的目的自重的目的 桁架结构从梁式结构发展而来，其实质是利用截面的几何特桁架结构从梁式结构发展而来，其实质是利用截面的几何特性，在截面面积不变的情况下增大其惯性矩和抵抗矩性，在截面面积不变的情况下增大其惯性矩和抵抗矩 桁架结构杆件主要承受轴向力，可以较为充分地利用材料的桁架结构杆件主要承受轴向力，可以较为充分地利用材料的强度，也因此较之受弯构件（梁）受力更为合理强度，也因此较之受弯构件（梁）受力更为合理 桁架的结构特点与优点桁架的结构特点与优点 桁架结构的优点主

22、要有：桁架结构的优点主要有：较之梁式结构可适用于更大的跨度较之梁式结构可适用于更大的跨度 可用钢筋混凝土、钢、木等多种材料制造可用钢筋混凝土、钢、木等多种材料制造 由杆件组成，型式多样化，选型范围较广由杆件组成，型式多样化，选型范围较广 施工方便，可整体吊装，亦可高空拼装施工方便，可整体吊装，亦可高空拼装 用于房屋上的桁架称为屋架用于房屋上的桁架称为屋架 屋架形式根据材料的不同，可分为木屋架、钢屋架、钢屋架形式根据材料的不同，可分为木屋架、钢屋架、钢-木木组合屋架、轻型钢屋架、钢筋混凝土屋架、预应力混凝土屋组合屋架、轻型钢屋架、钢筋混凝土屋架、预应力混凝土屋架、钢筋混凝土架、钢筋混凝土-钢组合

23、屋架等钢组合屋架等 屋架形式根据外形的不同，可分为三角形屋架、梯形屋架、屋架形式根据外形的不同，可分为三角形屋架、梯形屋架、拱形（折线形）屋架、平行弦屋架等拱形（折线形）屋架、平行弦屋架等 各种材料的力学性能各不相同，由不同材料制造的屋架也采各种材料的力学性能各不相同，由不同材料制造的屋架也采用各不相同的形式用各不相同的形式屋架屋架形式与材料的关系形式与材料的关系 木屋架的典型形式为豪式屋架，其特点有：（木屋架的典型形式为豪式屋架，其特点有：（1 1）节间大小）节间大小均匀，杆件内力变化较为均匀；（均匀，杆件内力变化较为均匀；（2 2）腹杆长度与杆件内力）腹杆长度与杆件内力变化相一致，两者较为

24、协调；（变化相一致，两者较为协调；（3 3）节点处杆件不多，易于）节点处杆件不多，易于木屋架所用的齿联结木屋架所用的齿联结 豪式木屋架的适用跨度为豪式木屋架的适用跨度为9 921m21m，最经济跨度为，最经济跨度为9 915m15m，节间长度为节间长度为1.51.52.5m2.5m 屋架跨度超过屋架跨度超过15m15m时，常采用竖杆为钢杆、其它杆件为木杆时，常采用竖杆为钢杆、其它杆件为木杆的钢的钢-木组合豪式屋架木组合豪式屋架一、木屋架一、木屋架 常用形式为三角形屋架、梯形屋架和平行弦屋架等常用形式为三角形屋架、梯形屋架和平行弦屋架等 轻型钢屋架的常用形式为芬克式屋架和三铰拱式屋架轻型钢屋架的

25、常用形式为芬克式屋架和三铰拱式屋架 芬克式屋架的特点：（芬克式屋架的特点：（1 1）上弦受压杆较短，与钢结构受压）上弦受压杆较短，与钢结构受压存在稳定问题相适应；（存在稳定问题相适应；（2 2）下弦中段受拉杆较长，与钢结）下弦中段受拉杆较长，与钢结构受拉不存在稳定问题相适应构受拉不存在稳定问题相适应 钢屋架适用于大跨度情况，轻型钢屋架适用于小跨度情况钢屋架适用于大跨度情况，轻型钢屋架适用于小跨度情况二、钢屋架二、钢屋架 钢筋混凝土屋架无固定形式，为节点构造简单起见，每个节钢筋混凝土屋架无固定形式，为节点构造简单起见，每个节点处杆件数不多于点处杆件数不多于5 5根，且杆件夹角不小于根，且杆件夹角

26、不小于3030o o三、钢筋混凝土屋架三、钢筋混凝土屋架 屋架的选型必须综合考虑建筑物的使用要求、建筑造型、屋屋架的选型必须综合考虑建筑物的使用要求、建筑造型、屋面防水构造、跨度和荷载大小、材料供应、施工技术条件等面防水构造、跨度和荷载大小、材料供应、施工技术条件等因素，并进行全面的技术经济分析，做到受力合理、技术先因素，并进行全面的技术经济分析，做到受力合理、技术先进、经济适用、外形美观和制造简便进、经济适用、外形美观和制造简便 建筑跨度在建筑跨度在36m36m以上时宜选用钢屋架以上时宜选用钢屋架 有振动、腐蚀或高温车间，宜选用预应力钢筋混凝土屋架有振动、腐蚀或高温车间，宜选用预应力钢筋混凝

27、土屋架 相对湿度大于相对湿度大于7575、通风不良或有腐蚀性介质的建筑不宜选、通风不良或有腐蚀性介质的建筑不宜选用木屋架和钢屋架用木屋架和钢屋架屋架屋架结构的选型结构的选型 排架结构一般由预制的钢筋混凝土屋架、吊车梁、柱、基础排架结构一般由预制的钢筋混凝土屋架、吊车梁、柱、基础等组成，多用于单层工业厂房等组成，多用于单层工业厂房 工业厂房与民用房屋相比，基建投资多，占地面积大，常受工业厂房与民用房屋相比，基建投资多，占地面积大，常受生产工艺条件的制约生产工艺条件的制约 排架结构传力明确，构造简单，有利于实现设计标准化、构排架结构传力明确，构造简单，有利于实现设计标准化、构件生产工业化以及施工机

28、械化，提高建筑工业化水平件生产工业化以及施工机械化，提高建筑工业化水平排架排架结构简介结构简介 柱头与屋架铰接，柱脚与基础刚接柱头与屋架铰接，柱脚与基础刚接 根据生产工艺与使用要求，排架可做成单跨和多跨，亦可做根据生产工艺与使用要求，排架可做成单跨和多跨，亦可做成等高、不等高和锯齿形等成等高、不等高和锯齿形等 跨度可达跨度可达30m30m，高度可达，高度可达30m30m以上，吊车吨位可达以上，吊车吨位可达150t150t以上以上一、排架结构的类型一、排架结构的类型 单层厂房排架结构通常由屋面板、屋架、吊车梁、排架柱、单层厂房排架结构通常由屋面板、屋架、吊车梁、排架柱、抗风柱、基础梁、基础等构件

29、组成抗风柱、基础梁、基础等构件组成 上述构件分别组成屋盖结构、横向平面排架、纵向连系体系、上述构件分别组成屋盖结构、横向平面排架、纵向连系体系、围护结构等围护结构等（1 1）屋架结构：分为有檩体系与无檩体系，有檩体系由小）屋架结构：分为有檩体系与无檩体系，有檩体系由小型屋面板、檩条、屋架及屋盖支撑组成，无檩体系由大型屋型屋面板、檩条、屋架及屋盖支撑组成，无檩体系由大型屋面板、屋架及屋盖支撑组成，前者用于小型厂房，后者用于面板、屋架及屋盖支撑组成，前者用于小型厂房，后者用于大、中型厂房大、中型厂房二、排架结构的组成二、排架结构的组成 拱在竖向荷载下，两端支承处产生竖向反力和水平推力，使拱在竖向荷

30、载下，两端支承处产生竖向反力和水平推力，使拱内产生轴向压力，并大大减小了跨中弯矩拱内产生轴向压力，并大大减小了跨中弯矩 拱结构的材料利用率高，可充分利用抗压强度较高而抗拉强拱结构的材料利用率高，可充分利用抗压强度较高而抗拉强度差的圬工材料（石材、砖、混凝土）来建造拱桥，现在多度差的圬工材料（石材、砖、混凝土）来建造拱桥，现在多采用钢筋混凝土、钢材、钢管混凝土等来建造拱结构桥梁和采用钢筋混凝土、钢材、钢管混凝土等来建造拱结构桥梁和民用建筑民用建筑 拱的形式多种多样，有利于丰富建筑外形，不仅适用于大跨拱的形式多种多样，有利于丰富建筑外形，不仅适用于大跨度结构（桥梁），也适用于中小跨度的房屋建筑（展

31、览馆、度结构（桥梁），也适用于中小跨度的房屋建筑（展览馆、体育馆、商场等公共建筑物和商业建筑物）体育馆、商场等公共建筑物和商业建筑物）拱拱的受力特点与适用范围的受力特点与适用范围 拱结构的选型需要考虑结构的支承形式、拱轴形式、拱的矢拱结构的选型需要考虑结构的支承形式、拱轴形式、拱的矢高、拱身形式、拱的结构布置与支撑体系设置高、拱身形式、拱的结构布置与支撑体系设置 静定三铰拱不会产生附加内力，但构造复杂，适用于地基特静定三铰拱不会产生附加内力，但构造复杂，适用于地基特别软弱时，一般工程不大使用别软弱时，一般工程不大使用 两铰拱和无铰拱属于超静定结构，要考虑基础不均匀沉降和两铰拱和无铰拱属于超静定

32、结构，要考虑基础不均匀沉降和温度变化引起的附加内力的影响温度变化引起的附加内力的影响 两铰拱受力合理，用料经济，制作和安装简便，最常用两铰拱受力合理，用料经济，制作和安装简便，最常用 无铰拱受力最为合理，但对支座要求高，适用于地基条件好无铰拱受力最为合理，但对支座要求高，适用于地基条件好或支承可靠时，一般用于桥梁结构，很少用于房屋建筑或支承可靠时，一般用于桥梁结构，很少用于房屋建筑拱拱的结构选型与布置的结构选型与布置 拱结构根据建筑平面形式的不同，可以有以下布置方案：拱结构根据建筑平面形式的不同，可以有以下布置方案：并列布置：建筑平面为矩形，可用等间距、等跨度、并列布并列布置：建筑平面为矩形，

33、可用等间距、等跨度、并列布置的平面拱结构，纵向需加支撑置的平面拱结构，纵向需加支撑 径向布置：建筑平面为非矩形，常采用径向布置的空间拱结径向布置：建筑平面为非矩形，常采用径向布置的空间拱结构，其空间刚度和稳定性都较好构，其空间刚度和稳定性都较好 环向布置：建筑平面为圆形，采用环向布置的空间拱结构最环向布置：建筑平面为圆形，采用环向布置的空间拱结构最合理，各拱沿周围排列、拱脚相抵、推力互消合理，各拱沿周围排列、拱脚相抵、推力互消 井式布置：仿效井字梁布置，多向承受荷载、共同传力井式布置：仿效井字梁布置，多向承受荷载、共同传力 多叉布置：适用于任意建筑平面形状，围绕一个中心铰或环、多叉布置：适用于

34、任意建筑平面形状，围绕一个中心铰或环、径向布置辐射状的拱肋，呈多叉状的肋形拱，拱脚与拱顶多径向布置辐射状的拱肋，呈多叉状的肋形拱，拱脚与拱顶多为铰接，多叉拱肋的顶端汇聚于中心，各叉拱脚形成的平面为铰接，多叉拱肋的顶端汇聚于中心，各叉拱脚形成的平面宜为正多边形或圆形宜为正多边形或圆形 与平面结构体系不同，空间结构体系为空间受力，可以更与平面结构体系不同，空间结构体系为空间受力，可以更好地解决大跨度屋盖的问题好地解决大跨度屋盖的问题 薄壳结构采用钢筋混凝土，其壳体内主要承受以压力为主薄壳结构采用钢筋混凝土，其壳体内主要承受以压力为主的薄膜应力，且薄膜应力沿壳体厚度方向均匀分布，故材的薄膜应力，且薄

35、膜应力沿壳体厚度方向均匀分布，故材料强度能得到充分发挥；此外，壳体为曲面，处于空间受料强度能得到充分发挥；此外，壳体为曲面，处于空间受力状态，各向刚度均较大，故其厚度往往很小力状态，各向刚度均较大，故其厚度往往很小 6m6m 6m6m的钢筋混凝土双向板，最小厚度需的钢筋混凝土双向板，最小厚度需130mm130mm；35m35m 35m35m的双向扁壳屋盖，壳板厚度仅需的双向扁壳屋盖，壳板厚度仅需80mm80mm薄薄壳结构壳结构 薄壳必须具备的两个条件：曲面的；刚性的薄壳必须具备的两个条件：曲面的；刚性的 薄壳的结构组成：曲面的壳板；周边的边缘构件薄壳的结构组成：曲面的壳板；周边的边缘构件 优点

36、：强度高，刚度大，用料省，自重轻，覆盖大面积；曲优点：强度高，刚度大，用料省，自重轻，覆盖大面积；曲面多样活，造型多变，曲线优美，表现力强面多样活，造型多变，曲线优美，表现力强 适用于：展览厅，食堂，剧院，天文馆，厂房，飞机库等适用于：展览厅，食堂，剧院，天文馆，厂房，飞机库等 缺点：体型多为曲线、复杂多变，费工费模板，施工难度大；缺点：体型多为曲线、复杂多变，费工费模板，施工难度大；壳壁薄，保温隔热性能差，耐久性较差；某些壳体易产生回壳壁薄，保温隔热性能差，耐久性较差；某些壳体易产生回音音 不适用：对音响效果要求高的大会堂、体育馆、影剧院等不适用：对音响效果要求高的大会堂、体育馆、影剧院等

37、薄壳的型式有：球面壳，圆柱壳，双曲面壳，折结构，幕结薄壳的型式有：球面壳，圆柱壳，双曲面壳，折结构，幕结构，等等构，等等 薄壳的各种型式都是由若干曲面进行切割、组合而创造出来薄壳的各种型式都是由若干曲面进行切割、组合而创造出来的，几种基本的曲面形式包括：的，几种基本的曲面形式包括：薄壳的型式以及薄壳的型式以及典型曲面形式典型曲面形式1 1、旋转曲面、旋转曲面、旋转曲面、旋转曲面 由一平面曲线作母线绕其平面内的轴旋转而成由一平面曲线作母线绕其平面内的轴旋转而成 该平面曲线可有不同形状，可用于得到球形曲面、旋转抛该平面曲线可有不同形状，可用于得到球形曲面、旋转抛物线曲面、椭圆曲面和双曲面等物线曲面

38、、椭圆曲面和双曲面等2 2、平移曲面、平移曲面、平移曲面、平移曲面 由一竖向曲线作母线沿作导线的另一竖向曲线平移而成由一竖向曲线作母线沿作导线的另一竖向曲线平移而成 椭圆抛物面：竖向抛物线沿凸向相同的抛物线平移而成椭圆抛物面：竖向抛物线沿凸向相同的抛物线平移而成 双曲抛物面：竖向抛物线沿凸向相反的抛物线平移而成双曲抛物面：竖向抛物线沿凸向相反的抛物线平移而成4 4、复杂曲面、复杂曲面、复杂曲面、复杂曲面 由上述基本曲面任意切取一部分或将曲线进行不同组合，由上述基本曲面任意切取一部分或将曲线进行不同组合，可得到各种各样的复杂曲面可得到各种各样的复杂曲面 曲面形式过于复杂，施工难度很大，很少采用曲

39、面形式过于复杂，施工难度很大，很少采用3 3、直纹曲面、直纹曲面、直纹曲面、直纹曲面 由一直线的两端沿二固定曲线移动而成，施工方便应用多由一直线的两端沿二固定曲线移动而成，施工方便应用多 鞍壳、扭壳：前者亦可形成双曲抛物面；后者为一直线沿鞍壳、扭壳：前者亦可形成双曲抛物面；后者为一直线沿两根互相倾斜且不相交的直线移动而成两根互相倾斜且不相交的直线移动而成 柱面、柱状面：前者为一直线沿一竖向曲线移动而成；后柱面、柱状面：前者为一直线沿一竖向曲线移动而成；后者为一直线沿两根曲率不同的竖向曲线、并始终平行于一者为一直线沿两根曲率不同的竖向曲线、并始终平行于一导平面移动而成导平面移动而成 锥面、锥状面

40、：前者为一直线沿一竖向曲线移动、且始终锥面、锥状面：前者为一直线沿一竖向曲线移动、且始终通过一固定点而成；后者为一直线一端沿一直线、另一端通过一固定点而成；后者为一直线一端沿一直线、另一端沿一曲线、并始终平行于一导平面移动而成沿一曲线、并始终平行于一导平面移动而成 平板平板网架的结构形式及其选型网架的结构形式及其选型 平板网架从结构形式方面可以分为以下两大类：平板网架从结构形式方面可以分为以下两大类：交叉桁架体系网架：交叉桁架体系网架：交叉桁架体系网架：交叉桁架体系网架：由不同方向的平行弦桁架相互交叉组成由不同方向的平行弦桁架相互交叉组成 角锥体系网架：角锥体系网架：角锥体系网架：角锥体系网架

41、：由三角锥、四角锥、六角锥等各种锥体单元由三角锥、四角锥、六角锥等各种锥体单元组成，较之交叉桁架体系网架，其刚度更大、受力性能更好组成，较之交叉桁架体系网架，其刚度更大、受力性能更好 是由许多上下弦平行的平面桁架相互交叉联成一体的网状结是由许多上下弦平行的平面桁架相互交叉联成一体的网状结构，可由两向或三向相互交叉的桁架组成构，可由两向或三向相互交叉的桁架组成 两向交叉为两向交叉为9090o o正交或任意角度相交，三向交叉的交角为正交或任意角度相交，三向交叉的交角为6060o o一、交叉桁架体系网架一、交叉桁架体系网架 由两组相互交叉成由两组相互交叉成9090o o（“正交正交”）的平面桁架组成

42、，且两）的平面桁架组成，且两组桁架分别与其相应的建筑平面边线平行（组桁架分别与其相应的建筑平面边线平行（“正放正放”）适用于四点支承的正方形建筑平面，跨度宜为适用于四点支承的正方形建筑平面，跨度宜为303060m60m 网格平面为几何可变，必须加设水平支撑网格平面为几何可变，必须加设水平支撑1 1、两向正交正放网架（井字形网架）、两向正交正放网架（井字形网架）、两向正交正放网架（井字形网架）、两向正交正放网架（井字形网架）由三组互成由三组互成6060o o 的平面桁架相交而成的平面桁架相交而成 刚度更大，内力均匀，但杆件多，适宜采用钢管杆件球节点刚度更大，内力均匀，但杆件多，适宜采用钢管杆件球

43、节点 适用于大跨度建筑（适用于大跨度建筑（60m60m），特别适合于三角形、多边形），特别适合于三角形、多边形和圆形的建筑平面和圆形的建筑平面3 3、三向交叉网架、三向交叉网架、三向交叉网架、三向交叉网架 由两组相互交叉成由两组相互交叉成9090o o（“正交正交”）的平面桁架组成，且两）的平面桁架组成，且两组桁架分别与其相应的建筑平面边线成组桁架分别与其相应的建筑平面边线成4545o o（“斜放斜放”）适用于周边支承的矩形建筑平面，刚度较大、用料较省，适用于周边支承的矩形建筑平面，刚度较大、用料较省，用于大跨度经济效果好用于大跨度经济效果好2 2、两向正交斜放网架、两向正交斜放网架、两向正交

44、斜放网架、两向正交斜放网架 锥体网架因不是桁架交叉组成，故网架的上下层网格之间设锥体网架因不是桁架交叉组成，故网架的上下层网格之间设有竖向腹杆，即锥体的棱角斜杆有竖向腹杆，即锥体的棱角斜杆 可预制成标准锥体单元，方便加工、运输、存放、安装可预制成标准锥体单元，方便加工、运输、存放、安装二、角锥体系网架二、角锥体系网架 三角锥网架：上下弦平面均为三角形网格三角锥网架：上下弦平面均为三角形网格 抽空三角锥网架：基于三角锥网架，抽去部分三角锥单元抽空三角锥网架：基于三角锥网架，抽去部分三角锥单元的腹杆和下弦杆而成，上弦面为三角形网格，下弦面为三的腹杆和下弦杆而成，上弦面为三角形网格，下弦面为三角形和

45、六边形网格或全部为六边形网格角形和六边形网格或全部为六边形网格1 1、三角锥体网架（、三角锥体网架（、三角锥体网架（、三角锥体网架（a a）抽空三角锥网架杆件减少、用料较省、构造较易，但刚度抽空三角锥网架杆件减少、用料较省、构造较易，但刚度稍差，适用于较小跨度的三角形、六边形和圆形建筑平面稍差，适用于较小跨度的三角形、六边形和圆形建筑平面 蜂窝形三角锥网架：上弦面为三角形和六边形，下弦面为蜂窝形三角锥网架：上弦面为三角形和六边形，下弦面为六边形网格，适用于周边支承的中小跨度六边形、矩形和六边形网格，适用于周边支承的中小跨度六边形、矩形和圆形建筑平面圆形建筑平面 三角锥体系网架受力均匀，空间刚度

46、较其他类型的网架大三角锥体系网架受力均匀，空间刚度较其他类型的网架大 在大跨度建筑中应用广泛，适用于矩形、三角形、六边形在大跨度建筑中应用广泛，适用于矩形、三角形、六边形和圆形等建筑平面和圆形等建筑平面1 1、三角锥体网架（、三角锥体网架（、三角锥体网架（、三角锥体网架（b b）上下弦平面均为正方形网格且相互错开半格，使下弦网格上下弦平面均为正方形网格且相互错开半格，使下弦网格的角点对准上弦网格的形心，再用斜腹板将上下弦的网格的角点对准上弦网格的形心，再用斜腹板将上下弦的网格节点连接起来，即形成一个个互连的四角锥体节点连接起来，即形成一个个互连的四角锥体 正方四角锥网架：单元底边与相应的建筑平

47、面边线平行，正方四角锥网架：单元底边与相应的建筑平面边线平行，锥尖可向上、亦可向下；受力均匀、刚度较好，上下弦面锥尖可向上、亦可向下；受力均匀、刚度较好，上下弦面均为四角形，杆件统一、构造简单；但杆件量大、用料较均为四角形，杆件统一、构造简单；但杆件量大、用料较多；适用于周边支承的中小跨度接近正边形建筑平面，也多；适用于周边支承的中小跨度接近正边形建筑平面，也适用于大柱网、点支承、设有悬挂吊车的工业厂房适用于大柱网、点支承、设有悬挂吊车的工业厂房2 2、四角锥体网架（、四角锥体网架（、四角锥体网架（、四角锥体网架（a a）正方抽空四角锥网架：基于正方四角锥网架，为节约钢材、正方抽空四角锥网架：

48、基于正方四角锥网架，为节约钢材、采光通风，适当抽去一部分四角锥单元的腹杆和下弦杆，采光通风，适当抽去一部分四角锥单元的腹杆和下弦杆，使得下弦网格尺寸扩大一倍使得下弦网格尺寸扩大一倍 斜方四角锥网架：上弦与建筑平面边线成斜方四角锥网架：上弦与建筑平面边线成4545o o，下弦与建筑，下弦与建筑平面边线平行或垂直，上弦杆长为下弦杆长的平面边线平行或垂直，上弦杆长为下弦杆长的0.70.7倍，上弦倍，上弦受压、下弦受拉，受力合理、节点处杆件少、构造简单，受压、下弦受拉，受力合理、节点处杆件少、构造简单，适用于中小跨度的矩形平面建筑适用于中小跨度的矩形平面建筑 六角锥体网架：杆件多、节点构造复杂、施工困

49、难，少用六角锥体网架：杆件多、节点构造复杂、施工困难，少用2 2、四角锥体网架（、四角锥体网架（、四角锥体网架（、四角锥体网架（b b）平面形状为矩形的周边支承网架，当其长宽比小于等于平面形状为矩形的周边支承网架，当其长宽比小于等于1.51.5时，宜选用斜放四角锥、正放抽空四角锥、两向正交斜放、时，宜选用斜放四角锥、正放抽空四角锥、两向正交斜放、两向正交正放、正放四角锥网架两向正交正放、正放四角锥网架 平面形状为矩形的周边支承网架，当其长宽比大于平面形状为矩形的周边支承网架，当其长宽比大于1.51.5时，时，宜选用两向正交正放、正放四角锥、正放抽空四角锥网架宜选用两向正交正放、正放四角锥、正放

50、抽空四角锥网架 平面形状为矩形的多点支承网架，可根据具体情况选用正放平面形状为矩形的多点支承网架，可根据具体情况选用正放四角锥、正放抽空四角锥、两向正交正放网架四角锥、正放抽空四角锥、两向正交正放网架 平面形状为圆形、六边形的周边支承网架，可根据具体情况平面形状为圆形、六边形的周边支承网架，可根据具体情况选用三向、三角锥、抽空三角锥网架选用三向、三角锥、抽空三角锥网架三、网架的结构选型三、网架的结构选型 取决于网架的跨度、屋面材料和屋面做法取决于网架的跨度、屋面材料和屋面做法 与网架型式、网架高度、腹杆布置、建筑平面形状、支承条与网架型式、网架高度、腹杆布置、建筑平面形状、支承条件、跨度大小、