《建筑結(jié)構(gòu)選型》課程教學(xué)大綱

1、課程編號(hào)：610005課程名稱：建筑結(jié)構(gòu)選型英文名稱：SeIectionofstructuraIdesign課程類型：必修課總學(xué)時(shí)：32講課學(xué)時(shí)：32學(xué)分：2適用對(duì)象：建筑學(xué)本科先修課程：無執(zhí)筆人：金杰審定人：孟昭博一.課程性質(zhì)、目的和任務(wù)建筑結(jié)構(gòu)選型課程是建筑學(xué)專業(yè)學(xué)生的一門專業(yè)必修課，其基本出發(fā)點(diǎn)是緊密結(jié)合建筑學(xué)專業(yè)實(shí)際的需要提供相應(yīng)結(jié)構(gòu)的基本概念知識(shí)。基本目的和意義在于，使學(xué)生通過學(xué)習(xí)后，能掌握基本結(jié)構(gòu)知識(shí)，在進(jìn)行建筑構(gòu)思和設(shè)計(jì)中，增強(qiáng)建筑中結(jié)構(gòu)的合理性與可行性，做出比較經(jīng)濟(jì)合理、切實(shí)可行的建筑方案與設(shè)計(jì)，以求得建筑藝術(shù)與建筑技術(shù)的完美結(jié)合。同時(shí)，加深同學(xué)們對(duì)一般性房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法的了解

2、.，拓寬結(jié)構(gòu)專業(yè)方面的知識(shí),開闊學(xué)生的眼界和思路。二.課程教學(xué)和教改基本要求通過學(xué)習(xí)后，能掌握基本結(jié)構(gòu)知識(shí)，在進(jìn)行建筑構(gòu)思和設(shè)計(jì)中，增強(qiáng)建筑中結(jié)構(gòu)的合理性與可行性，做出比較經(jīng)濟(jì)合理、切實(shí)可行的建筑方案與設(shè)計(jì)，以求得建筑藝術(shù)與建筑技術(shù)的完美結(jié)合。同時(shí)，加深同學(xué)們對(duì)一般性房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法的了解，拓寬結(jié)構(gòu)專業(yè)方面的知識(shí)，開闊學(xué)生的眼界和思路。三.課程各章重點(diǎn)與難點(diǎn)、教學(xué)要求與教學(xué)內(nèi)容第一章梁和懸挑構(gòu)件教學(xué)要求：了解梁和懸挑構(gòu)件的形式，掌握梁和懸挑構(gòu)件的受力及變形特點(diǎn)。教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)：梁和懸挑構(gòu)件的受力及變形特點(diǎn)教學(xué)時(shí)數(shù)：理論教學(xué)2學(xué)時(shí)。教學(xué)內(nèi)容：1.1 梁的形式；1. 按材料來分(1)石梁，古代埃及

3、、西亞、希臘形成狹長式密柱林立的空間，如阿蒙神廟，帕提農(nóng)神廟。這是因?yàn)槭蹇箯澬阅懿?抗拉低，抗壓高)所以石梁高度很大，極其笨重，跨度受限制,可達(dá)89m(2)木梁,古代亞州地區(qū)大面積才用，形式空間開闊通透，一般為框架結(jié)構(gòu)，也有采用干式結(jié)構(gòu)木材抗腐、防蛀、防火性能差且資源有限，木結(jié)構(gòu)房屋輕巧、精致，且富于裝飾(細(xì)部)自重輕抗拉、抗壓、截面小，跨度大，可達(dá)11m按外觀還可分為直梁和月梁近年來，膠合木結(jié)構(gòu)有所發(fā)展(3)鋼梁，適用范圍廣泛，輕質(zhì)高強(qiáng)材料強(qiáng)度高，所需截面小，自重相對(duì)較小，抗拉抗壓均強(qiáng)防腐防火差，造價(jià)高，一般采用土學(xué)形式空腹鋼梁跨度可達(dá)18m以上(4)碎梁，受力明確，力學(xué)性能好碎受壓，縱向

4、鋼筋受拉，箍筋受剪受到撓度和裂縫寬度條件的限制，一般不超過12m預(yù)壓力碎梁石受拉區(qū)預(yù)壓應(yīng)力控制梁的裂縫窗度和撓度，跨度達(dá)18m；一般梁高為1/14-1/8L,梁寬為1/3-1/2梁高。1.1 截面形式分類焊接工字型鋼梁，碎有等變截面梁普通碎薄腹梁612m,預(yù)碎梁12-18m1.2 支座約束條件分類靜定梁：單跨多跨超靜定梁：1.3 梁的受力與變形一、梁的受力特點(diǎn)梁主要承受垂直于梁軸線方向的荷載的作用，這在各種受力體中是最不保理的一種：不能完全發(fā)揮材料(強(qiáng)度)一力學(xué)性能。內(nèi)力主要為彎矩和剪力；扭矩軸力。變形與約束條件有關(guān)：(1)兩端約束小，變形撓度大，內(nèi)力大適用：中小跨度建筑，地基較差，有不均勻沉

5、降不適用于跨度，外力較大的情況(2)兩端約束大，變形小于，內(nèi)力小于當(dāng)梁剛度柱剛度時(shí)最小當(dāng)梁剛度二柱剛度時(shí)，處于兩端固定與兩端簡支之間。(3)只有一端有約束，固定端有較大彎矩(傾覆力矩)抗傾覆安全系數(shù)，強(qiáng)度變形平衡方式四種，上壓；下拉，左右自平衡，副跨框架兩端外伸的簡支梁及連續(xù)梁(4)兩端外伸的簡支梁及連續(xù)梁充分發(fā)揮材料力學(xué)性能特點(diǎn)：內(nèi)力小，剛度大，抗震好。對(duì)支座變形敏感，易引起附加內(nèi)力1.4 梁式結(jié)構(gòu)的工程實(shí)例1.5 懸挑結(jié)構(gòu)1.5.1 懸挑結(jié)構(gòu)的形式1、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：無端部支承構(gòu)件，可以構(gòu)成靈活的使用空間，不妨礙視線，同時(shí)在建筑造型上有利于穿插（圖1-4-1）；2、主要應(yīng)用：在挑檐、陽臺(tái)、體育場

6、看臺(tái)的頂棚等；3、材料選擇：鋼筋混凝土或鋼結(jié)構(gòu)；4、受力特點(diǎn)：除了需要進(jìn)行強(qiáng)度和變形計(jì)算外，還需進(jìn)行抗傾覆驗(yàn)算。1.4. 2懸挑結(jié)構(gòu)的抗傾覆平衡1.5. 3懸挑結(jié)構(gòu)的受力第二章桁架（屋架）結(jié)構(gòu)教學(xué)要求：掌握桁架結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)及應(yīng)用。教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn):重點(diǎn)：桁架結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)及應(yīng)用。教學(xué)時(shí)數(shù)：理論教學(xué)2學(xué)時(shí)。教學(xué)內(nèi)容：1.6. 架結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)1、受力簡支梁在外力作用下，產(chǎn)生彎矩和剪力，在其截面上產(chǎn)生正應(yīng)力和剪應(yīng)力，但其分而極不均勻，若以下邊緣處材料強(qiáng)度作為控制值，中間部分材料不能充分發(fā)揮作用。且分布在上下邊緣處材料剪力為0不能充分發(fā)揮其抗剪作用。因此，將中間部分挖空可減輕自重、節(jié)省材料，縱截面與橫截面都

7、可以進(jìn)行這種改變，當(dāng)大幅度挖空后，中間只剩幾根截面很小的連桿時(shí)，形成桁架。由梁到桁架雖然其結(jié)構(gòu)整體來說其內(nèi)力情況與簡支梁完全一致，但它已由受彎構(gòu)件變?yōu)檩S向受力構(gòu)件，傳力路線發(fā)生了根本變化，將材料的抵抗力集中在最外邊緣的纖維上，此時(shí)力臂最大上弦受壓、下弦受拉，由此形成力偶來平衡外荷載產(chǎn)生的彎矩，剪力則由斜腹桿中的豎向分量來承擔(dān)。2、桁架結(jié)構(gòu)內(nèi)力與外形的關(guān)系在桁架各桿件單元中內(nèi)力的分布是不均勻的。（1）平行弦桁架上下弦各節(jié)間內(nèi)力隨外荷載所產(chǎn)生的總彎矩而變化，跨中節(jié)間軸力大，支座處軸力較小。（2）三角形桁架跨中節(jié)間軸力小靠近支座處最大（3）拋物線形桁架形狀與簡支梁彎矩圖形相似，符合受荷后的內(nèi)力變化規(guī)

8、律，內(nèi)力分布均勻。（4）折線形桁架便于施工制作，將上弦各節(jié)點(diǎn)與彎矩圖重合，在之間取直線，上下弦桿內(nèi)各節(jié)間軸力基本相等。(5)梯形桁架介于矩形和三角形之間有緩坡(接近矩形)與陡坡(接近三角形)之分。腹桿受力與弦桿受力情況類似，在矩形、三角形相反拋物線、折線內(nèi)力為零。其間受力最為合理的為3和4O2.2屋架結(jié)構(gòu)的形式一、按材料1、木屋架(1)木屋架的典型型式是豪式屋架，因其適于木屋架表現(xiàn)在a.屋架節(jié)間均勻桿件內(nèi)力突變不致太大。b.腹桿長度與桿件內(nèi)力變化相一致。c.屋架結(jié)點(diǎn)上相交的結(jié)點(diǎn)不多，適于木屋架的齒聯(lián)結(jié)。(2) 豪式屋架可有：三角形、梯形、三角形適于18m以內(nèi)跨度。(3) 節(jié)間長度應(yīng)控制在2-3

9、m,適用跨度為1278m,高跨比宜在1/57/4之間。2、鋼一一木組合屋架將屋架下弦或腹桿等承受拉力較大的桿件采用鋼材，提高屋架結(jié)構(gòu)剛度和強(qiáng)度。對(duì)于三角形屋架適用跨度為12-18m,梯形為18-24m。3、鋼屋架(1)典型型式是芬克式屋架，適用于鋼屋架，因其：a.桿件長度較短b,下弦受拉c.施工方便(2)形式主要有三角形、梯形、矩形。(3)主要用于大跨度建筑中，適用跨度為12-60m三角形高跨比1/67/4之間，梯形節(jié)間長度應(yīng)與屋面板協(xié)調(diào)三角形芬克式1278m高跨比1/67/4梯形豪式豪-30m高跨比1/67/10再分式24-60m高跨比1/87/104 .輕型鋼屋架：三角形、三角拱、梭形屋架

10、三種輕型鋼采用高強(qiáng)鋼材質(zhì)量輕、截面小。三角形相似于普通鋼屋架，三角拱由兩要斜梁一根拉桿組成梭形，取材方面，截面重心低空間剛度好，可不設(shè)支撐。由于腹桿不能受壓，不能設(shè)置水平支撐和垂直支撐，因此側(cè)向剛度小，適用跨度為18米以下,高跨比為1/97/12o5 .碎屋架屋架形式多樣，各項(xiàng)受力強(qiáng)度高，防腐蝕性能好。屋架適用跨度為15-24m,預(yù)應(yīng)力碎屋架適用跨度為18-36mo6 .碎一鋼組合屋架上弦和受壓腹桿為碎構(gòu)件，下弦和受拉腹桿為柔性鋼筋，對(duì)材料的利用頗為充分。常見有：折線型組合一、三校兩級(jí)組合屋架。橋式屋架是將屋面板與屋架合二為一的結(jié)構(gòu)體系。二、按形式分1、三角形：最大特點(diǎn)是上弦為兩根直桿制作簡單

11、，但弦桿內(nèi)力分布不均，一般用于小于18m的建筑中，可用鋼木，碎坡度為1/3-1/6,適用于小別墅等中小型民用建筑。2、梯形：上弦平坦1/107/12適于上鋪預(yù)應(yīng)力大型屋面板，減少油鉆下滑，油膏流淌現(xiàn)象，屋架之間便于架設(shè)管道和人穿行，常用于18-36m,有的可達(dá)72m,適用于影劇院舞臺(tái)和觀眾廳屋頂。3、弧形屋架：內(nèi)力均勻，受力合理?？稍谙覘U端部加短立柱來改變屋面坡度。4.平行弦屋架桿件尺寸和節(jié)點(diǎn)形式劃一，制作簡便，適應(yīng)性強(qiáng)，在均布荷載作用下，內(nèi)力分布不均勻，不宜用于桿件內(nèi)力相差大的大跨一常用作廠房吊車梁和托架。三、按受力特點(diǎn)1 .平面2 .立體桁架：截面形式：矩形、正三角形、倒三角形，是由兩根平

12、面桁架隔一定距設(shè)連接桿件將兩根平面桁架成90度或45度的夾角。為減少連接桿件，可采用三角形截面的立體桁架正三角形適于小跨度，倒三角形適于大跨（跨度大、截面大，可分，反之不可分）。立體桁架采用鋼球節(jié)點(diǎn)，使各桿件中心匯交于球節(jié)點(diǎn)中心，受力明確均勻，施工方便。2.3屋架結(jié)構(gòu)的選型與布置一、屋架結(jié)構(gòu)的主要尺寸1 .矢高：結(jié)構(gòu)的高度2 .坡度：大于1/3或1/87/12大板3 .節(jié)間長度：3m,1.5-4m二、屋架結(jié)構(gòu)的選型4 、屋架結(jié)構(gòu)的受力2、屋架結(jié)構(gòu)的跨度15-24米適用于混凝土結(jié)構(gòu)；18-36米適用于予應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)；36米以上適用于鋼結(jié)構(gòu)。5 、屋面防水構(gòu)造6 、材料耐久性及使用環(huán)境三、屋架結(jié)

13、構(gòu)的布置1 .跨度2 .間距3 .支座四、屋架結(jié)構(gòu)的支撐第三章單層剛架結(jié)構(gòu)教學(xué)要求：掌握單層剛架的受力特點(diǎn)及剛架的結(jié)構(gòu)形式，能夠合理地進(jìn)行剛架結(jié)構(gòu)的選形。重點(diǎn)：掌握單層剛架的受力特點(diǎn)并能夠合理地進(jìn)行剛架結(jié)構(gòu)的選形。難點(diǎn)：各單層剛架的受力特點(diǎn)。教學(xué)內(nèi)容：3.1 單層剛架結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)一、受力特點(diǎn)1 .概念：梁柱等桿件之間為剛性連接的構(gòu)件均為剛架單層剛架是直線性桿件組成的具有剛性結(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)2 .特點(diǎn)門架頂部可看做兩端有固定端的橫梁由于與柱子剛性連接、橫梁彎矩比較接情況下的M減少（柱對(duì)梁的約束減少梁的跨中彎矩）。同時(shí)梁對(duì)柱的約束作用也減少了柱內(nèi)彎矩，峰值小很多，（在水平荷載下）二、影響其結(jié)構(gòu)內(nèi)力的因

14、素1 .約束條件三碎剛架，最大優(yōu)點(diǎn)是靜定結(jié)構(gòu)，計(jì)算簡便，不會(huì)引起附加內(nèi)力，與其他剛架相比節(jié)點(diǎn)彎矩稍大，剛度略差的適用于2m跨度以內(nèi)，或地基較差的情況。兩碎剛架：超靜定結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)無彎矩，省料省工，但地基不均勻沉降對(duì)結(jié)構(gòu)內(nèi)力也有影響。無碎剛架：二次超靜定結(jié)構(gòu)，節(jié)點(diǎn)彎矩小，基礎(chǔ)有彎矩，費(fèi)工費(fèi)料，對(duì)溫差與支沉降差很敏感。易產(chǎn)生附加內(nèi)力。實(shí)際工程中常采用三碎剛或兩碎剛架以及由它們組成的多跨結(jié)構(gòu)2 .梁、柱線剛度比豎向均布荷載：梁/柱很大時(shí)，剛架大約等于簡支梁（內(nèi)力分布），梁/柱很小時(shí)，剛架大約等于兩端固定梁。水平荷載：剛架梁無彎曲，柱無轉(zhuǎn)動(dòng)（柱相當(dāng)于支座），剛架梁相當(dāng)于連桿大約等于排架。3 .高跨比壓力

15、線：如何理解。剛架高度的減小將使支座推力增大（相同跨度下）。4 .其他因素：節(jié)點(diǎn)構(gòu)造：溫度變化，支座變化（平移，轉(zhuǎn)動(dòng)，沉降）。三、截面形式及尺寸，構(gòu)造及尺寸適用范圍3. 2單層剛架結(jié)構(gòu)形式約束條件：三碎、兩碎、無碎。一、結(jié)構(gòu)材料：膠合木、鋼、碎。二、截面形式：變截面、空腹式、格構(gòu)化剛架。結(jié)構(gòu)型體：平頂、坡頂、拱頂、單跨、多跨、施工技術(shù)。4. 3單層剛架結(jié)構(gòu)的構(gòu)造與布置平頂、坡頂、拱頂、單跨與多跨?？筛鶕?jù)通風(fēng)、采光的需要設(shè)置天窗、通風(fēng)屋脊和采光帶。剛架的橫梁坡度主要由屋面材料及排水要求確定。對(duì)于常見的中小跨度的雙坡門式剛架，其屋面材料一般多用石棉水泥波形瓦、瓦楞鐵及其他輕型瓦材，通常用的屋面坡度

16、為1/3,節(jié)點(diǎn)構(gòu)造與結(jié)構(gòu)計(jì)算簡圖一致；制造、運(yùn)輸、安裝方便1、一般情況下矩形平面建筑都采用等間距.等跨度的結(jié)構(gòu)布置間間距一般6m跨度由各項(xiàng)條件等確定。2、根據(jù)不同平面可呈輻射狀，扇形等多種排列方式形成風(fēng)格多變的建筑造型。3.4單層剛架結(jié)構(gòu)的工程實(shí)例第四章拱式結(jié)構(gòu)教學(xué)要求：掌握拱結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)及結(jié)構(gòu)形式，能夠?qū)笆浇Y(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的選型和布瓦教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn):重點(diǎn)：拱式結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)教學(xué)時(shí)數(shù)：理論教學(xué)2學(xué)時(shí)。教學(xué)內(nèi)容：4.1拱的受力特點(diǎn)一.受力特點(diǎn)1 .無論是木行架還是剛架從整體上來看仍相當(dāng)于受彎構(gòu)件，而拱結(jié)構(gòu)已根本不再受彎。因此拱結(jié)構(gòu)是使構(gòu)件彎曲擺脫彎曲變形的一種突破性發(fā)展。為抗壓性能好的材料提供了

17、一種理想的結(jié)構(gòu)形式。2 .拱結(jié)構(gòu)的支卒會(huì)產(chǎn)生水平推力。水平推力大小等于相同跨度簡支梁在相同荷載作用下所產(chǎn)生的在相應(yīng)于頂較C截面上的彎矩Me除以拱的f,因此荷載一定時(shí)H與f或反比。二.內(nèi)力1. MV同跨簡支梁內(nèi)彎矩2. VV同跨簡支梁剪力3. 軸力較大三.合理軸線拱軸線的豎向坐標(biāo)與相同跨度作用相同荷載下簡支梁彎矩值成比例，可使拱截面內(nèi)僅有軸力無彎矩，滿足這一條件的拱軸線為拱的合理軸線。在豎向均布荷載作用下為一拋物線在徑向均布荷載作用下為一圓弧線4. 2拱腳水平推力的平衡一、按拱腳分類(水平推力平衡方式)1、落地拱利用地基基礎(chǔ)直接隨水平推力，不需立柱支承。例如：帳蓬或蒙古包，造型別致拱端部空間高度

18、較小，常用于倉庫或小型體育健身房2 、(1)在地下拱腳間設(shè)置拉桿基礎(chǔ)受力簡單節(jié)省材料3 .拉桿拱經(jīng)濟(jì)合理安全可靠(2)當(dāng)做為屋蓋結(jié)構(gòu)時(shí)支承拱式屋蓋的磚墻或柱子不隨拱的水平推力，整個(gè)房屋如排架結(jié)構(gòu)，用料較省。室內(nèi)有拉桿存在，內(nèi)景欠佳，若設(shè)吊頂則浪費(fèi)空間(3)通過剛性水平結(jié)構(gòu)傳遞給總拉桿需要有水平剛度很大的位于拱腳處的天溝板或副跨屋蓋結(jié)構(gòu)作為剛性水平構(gòu)件以傳遞拱的推力。這些水平構(gòu)件可看成一根水平放置的深梁，其剛度足夠大時(shí)可認(rèn)為柱子不承擔(dān)水平推力，柱內(nèi)力較小。室內(nèi)無拉桿，可充分利用室內(nèi)建筑空間，效果較好。4 .利用豎向承重結(jié)構(gòu)來隨受水平推力這種結(jié)構(gòu)措施是建筑功能與結(jié)構(gòu)需要有效結(jié)合的好方法，建筑大廳屋

19、蓋采用拱結(jié)構(gòu)，側(cè)面的框架可做為提供服務(wù)性的附屬建筑，水平推力由側(cè)面框架承受也可采用兩側(cè)斜柱墩，要求兩側(cè)副框架必須具有足夠的剛度。5 .3拱式結(jié)構(gòu)的型式二.從材料1 .鋼結(jié)構(gòu)拱可分為實(shí)腹式和格構(gòu)式兩種實(shí)腹式可作成弧形，格構(gòu)式分段制做2 .鋼筋混凝土拱一般采用實(shí)腹式，I字形或矩形截面上大型預(yù)帛板還可做成折板拱，波形拱或網(wǎng)狀簡拮成為梁板合一結(jié)構(gòu)節(jié)省材料，取得較好室內(nèi)效果4. 4拱式結(jié)構(gòu)的選型與布置一.構(gòu)造1 .結(jié)構(gòu)支承方式三較拱.兩較拱.無錢拱2 .拱的高千千影響拱的外形，拱身本助與拱推力與千成反比因此對(duì)于屋蓋結(jié)構(gòu)千二對(duì)于三校拱和兩校拱，自防水時(shí)坡度應(yīng)油氈屋面坡度3 .拱身截面實(shí)體式拱高度、鋼實(shí)體式

20、高度、鋼格構(gòu)式高度二.結(jié)構(gòu)布置1 .并列布置。等間距跨度并列布置，側(cè)向剛度由支撐解決2 .徑向布置?？臻g剛度和穩(wěn)定性都比較好例加拿大蒙特利爾市梅字納夫公司奧林匹克體育中心賽車場沿建筑橫向在各肢肋間布置雙Y形肋形梁間鑲丙烯酸酯玻璃，滿足場內(nèi)充足陽光。3 .環(huán)向布置古羅馬萬神廟4 .交叉布置構(gòu)成圓形或正多邊形平面4. 5拱式結(jié)構(gòu)的工程實(shí)例第五章鋼筋混凝土空間薄壁結(jié)構(gòu)教學(xué)要求：掌握鋼筋混凝土圓頂、筒殼與錐殼、雙曲扁殼、雙曲拋物面扭殼及折板的特點(diǎn)及應(yīng)用。了解雁形板、幕結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)及應(yīng)用。教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)：重點(diǎn)：圓頂、筒殼與錐殼、雙曲扁殼、雙曲拋物面扭殼及折板的特點(diǎn)及應(yīng)用。難點(diǎn)：各種形式殼體的受力特點(diǎn)分析。

21、教學(xué)時(shí)數(shù)：理論教學(xué)3學(xué)時(shí)。教學(xué)內(nèi)容：5. 1概說當(dāng)殼體結(jié)構(gòu)兩個(gè)曲面之間的距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于殼體的最小曲率半徑R時(shí)稱為薄殼優(yōu)點(diǎn)：材料省一經(jīng)濟(jì)自重輕一大跨曲面多樣一建筑造型豐富缺點(diǎn)：施工復(fù)雜，費(fèi)模板保溫隔熱效果不好，易開裂曲面易引起混響與反射，不適合于音響效果要求高的大會(huì)堂，影劇院等。吸聲設(shè)備多用于市場.食堂.博物館.車站.航站樓.機(jī)庫.體育館等殼體結(jié)構(gòu)型式根據(jù)曲面的幾何形式可分：1 .旋轉(zhuǎn)曲面一根直線或曲線繞一豎軸線旋轉(zhuǎn)而得到的曲面豎直線一圓柱斜直線一圓錐弧線一球面雙面線一圓錐2 .平移曲面一平面曲線或直線沿另一平面直線或曲線平移而成，通常兩平面為正交3 .一直線沿兩條固定曲線或直線移動(dòng)所得曲面根據(jù)曲

22、殼施工方法可分一.現(xiàn)澆二.裝配式：有邊肋5. 2圓頂1 .結(jié)構(gòu)組成(1)殼身：平滑圓頂，肋形圓頂多面圓頂(2)支座環(huán)：圓頂保持幾何不變的保證(3)支承結(jié)構(gòu)a.支座環(huán)支承在豎向承重構(gòu)件上b.支承在斜柱或斜拱上c.支承在框架上d.支承在基礎(chǔ)上2 .內(nèi)力及破壞特點(diǎn)(1)破壞圓形一形式，圓頂下部徑向裂逢一鋼盤屈服一破壞(2)內(nèi)力：薄內(nèi)力，支座環(huán)拉力均以=51。19一為界=51o19"薄膊內(nèi)力為部受壓，支座環(huán)拉力與角成正比；=51o19"薄膜內(nèi)力為下部受拉，支座環(huán)拉力與角成反比；3 .構(gòu)造尺寸等要求(1)殼板厚度由板造確定，可取R現(xiàn)澆應(yīng)240m裝配應(yīng)230m(2)殼板邊緣由于支座環(huán)約

23、束會(huì)產(chǎn)生徑向局部彎矩，應(yīng)局部加厚配雙層鋼(3)當(dāng)上設(shè)孔洞時(shí)應(yīng)在孔洞周圍設(shè)圓形加強(qiáng)一內(nèi)環(huán)梁5. 3筒殼與錐殼亦稱柱面殼為零高斯曲率殼，是歷史上出現(xiàn)最早的殼體幾何形狀簡單，模板制作方便，易于施橫隔可理解為殼板和邊梁的支承構(gòu)件故L1為跨度L1/L2n簡殼受力類似曲線截面梁，把整個(gè)殼體看做兩端支承在橫隔上的梁L1為跨度L1<40mL2420m，否則邊梁過高，橫向從過大不經(jīng)濟(jì)大部分為多波形以覆蓋較大空間，殼板厚一般為準(zhǔn)080mm空間作用不明顯(2)短筒殼L1/L2<1橫向殼板拱的作用明顯受力近似于單向作用的拱內(nèi)很小，一般可不計(jì)算機(jī)殼板厚與配按構(gòu)照要求。L1=6-10m,L2=30100m(適

24、用跨度)大多為單波多跨3 .筒殼的開洞通常采用鋸齒形屋蓋來解決筒殼的采光通風(fēng)問題優(yōu)點(diǎn)：采光均勻、波谷匯水量小、造型優(yōu)美也可采用無窗鈕的處理方式宜放于筒殼頂部洞口橫向尺寸4 .選型與布置適用跨度大，平面進(jìn)深在，支承結(jié)構(gòu)多樣化。一般用于展覽性建筑，平面布局不太變化的建筑，規(guī)則平面，有多種布置方式:單波單跨、單波多跨、多波單跨、多波多跨、形式多樣、并列，垂直交叉、懸挑橫向懸挑、縱向懸挑。5 .4雙曲扁殼扁殼又稱微彎平板，因其矢高小結(jié)構(gòu)所占空間小建筑造型美觀，結(jié)構(gòu)分析簡單，所以應(yīng)用廣泛。1 .結(jié)構(gòu)組成殼板邊緣構(gòu)件千/14為扁殼雙向有曲率邊緣構(gòu)件可采用薄腹果，拉桿拱、拱形桁架，交援約束殼板變形，主要承受

25、順剪力。殼板主要承受壓力，值很小可忽略，厚度按構(gòu)造2 .形式及構(gòu)造雙曲扁殼矢高與底面短邊之比w,但也不能過篇否則邊緣處剪應(yīng)力和彎曲應(yīng)力均較大，承載能力較下降材料用量要增加。雙向曲率不是時(shí)，較大曲率/較小曲率和長邊/短邊425. 5雙曲拋物面扭殼是雙向直紋曲面，受力合理，造型別臻應(yīng)用歷史短，發(fā)展快。1 .結(jié)構(gòu)組成殼體、邊緣構(gòu)件、下部支承一般按無彎矩理論計(jì)算，主要通過薄膜內(nèi)力傳遞殼面荷載。(1)殼面受力是一系列拉學(xué)與受壓拱正交組成的曲面，共同作用通過扭殼周邊的順剪力將荷載傳遞到側(cè)邊構(gòu)件上。(2)邊緣構(gòu)件受力一般為直桿承受順剪力。(3)下部支承結(jié)構(gòu)可為柱、墻?？赡苁谴怪眽毫σ部赡苁切毕驂毫? .結(jié)構(gòu)

26、形式與特點(diǎn)(1)受力合理、偏定性好(2)制作簡便是其他殼體無法比擬的，直紋曲直5. 6折板1 .把若干塊薄板以一定的角度連接成整體的空間結(jié)構(gòu)體系，折板結(jié)構(gòu)具有筒殼結(jié)構(gòu)受力性能好的優(yōu)點(diǎn)，構(gòu)造簡單，施工方便模板消耗量少，因而在工程中得到廣泛應(yīng)用外形波浪起伏，建筑造型活潑而富有韻律2 .結(jié)構(gòu)組成折板邊梁橫隔無邊梁折板結(jié)構(gòu)是由若干等厚度的平板和橫隔構(gòu)件組成橫隔僅受沿折板平面內(nèi)的順剪力，不僅是折板的支座和板端邊框，更主要的作用是保證斜板不變位，使之有足夠剛度3 .型式(1)殼形折板波長L2412m距度1.27m左右頂板寬度為(0.25-0.40)L2板寬43.5m,板厚4100m折板傾角V30o(2)預(yù)

27、制折疊式預(yù)應(yīng)力V形板一般板厚僅有3550mm一預(yù)制裝配整體式折板波寬L2一般為2m,3m,有時(shí)也采用3.5m,L1675m21m板與水平面交角一般為30o-42o,最小26。最大45。折板高度2h,板厚可取b(b為板寬)25-45m5. 7雁形板6. 8幕結(jié)構(gòu)第六章平板網(wǎng)架結(jié)構(gòu)教學(xué)要求：了解網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)以及網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的發(fā)展概況和受力特點(diǎn)。掌握平板網(wǎng)架的結(jié)構(gòu)體系、形式和主要幾何尺寸的確定，能夠?qū)ζ桨寰W(wǎng)架的各種結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行合理的選型。教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)：重點(diǎn)：平板網(wǎng)架的結(jié)構(gòu)體系、形式及應(yīng)用。教學(xué)時(shí)數(shù)：理論教學(xué)3學(xué)時(shí)。教學(xué)內(nèi)容：7. 1概述網(wǎng)架結(jié)構(gòu)是由許多構(gòu)件按照一定規(guī)律組成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)改變了單向平面結(jié)構(gòu)

28、的受力狀態(tài)，具有各向受力性能，是高次超靜定空間結(jié)構(gòu)。在節(jié)點(diǎn)荷載作用下各桿件主要承受軸力充分發(fā)揮材料強(qiáng)度空間剛度大，整體性好，穩(wěn)定性好能利用較小規(guī)格桿件建造大跨度結(jié)構(gòu)，桿件類型劃一，有利于大批量預(yù)料生產(chǎn)，保證質(zhì)量平面適應(yīng)性強(qiáng)，可用于多種建筑平面造型新穎、輕巧、富有極強(qiáng)表現(xiàn)力6. 2平板網(wǎng)架的結(jié)構(gòu)體系及其形式一.平板網(wǎng)架1 .是格構(gòu)化的板，稱之為網(wǎng)板，總體外形為平板者為平板網(wǎng)架平面桁回交叉體系角錐體系2 .平板網(wǎng)架比網(wǎng)殼的優(yōu)點(diǎn)在于（1）平板網(wǎng)架無推力，一般簡支在支座上，邊緣構(gòu)件簡單，（2）減少了屋面面積，充分利用建筑空間（3）構(gòu)造處理，制造安裝較簡單三.型式1 .交叉桁架體系。是由許多平行弦桁架相

29、互交叉邊成一體的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。（1）兩向正交正放網(wǎng)架構(gòu)造簡單，適用于正方形、正多邊形、圓形、橢圓形不適用于長寬方向相差太大的平面否則為單向桁架為保持其正方形格的幾何不變性常設(shè)水平支撐當(dāng)采用四點(diǎn)支承方式時(shí)一般向外懸挑長度在柱距左右（2）正交斜放網(wǎng)架適用于方形.矩形.形式美觀，注意四角的錨拉區(qū)格（周邊）為三角形，剛度大大提高3060m中等跨，60m以上時(shí)玻璃明顯（3）斜交斜放網(wǎng)架兩個(gè)方向角度任意相交交角不宜太小30o-60o（4）三向交叉網(wǎng)架上海體育館：圓形，110m跨46.8kg/m2空間剛度大，適合于大距度建筑，三角形、多邊形、圓形平面（5）單向折線形網(wǎng)架2 .角錐體系（1）四角錐體網(wǎng)架正放四角錐

30、，錐尖可上可下，還可跳格布置內(nèi)加均勻，屋面板規(guī)格統(tǒng)一，構(gòu)造簡單斜放四角錐體，上弦桿與建筑平面周邊夾角為45o,受力較正放合理，當(dāng)為點(diǎn)支承時(shí)需布置封閉邊桁架（2）三角錐網(wǎng)架桿件受力均勻剛度比其他形式網(wǎng)架大，適合矩、梯、六邊圓形有抽空形式及蜂窩形。（3）六角錐網(wǎng)架桿件多、構(gòu)造復(fù)雜、較少采用6. 3網(wǎng)架的支承方式一.支承方式1 .周邊支承網(wǎng)架周邊設(shè)柱、節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)邊柱，也可設(shè)聯(lián)系梁、靈活分割優(yōu)：受力均勻、空間剛度大，可不設(shè)邊桁架2 .三邊支承網(wǎng)架可在自由邊設(shè)托梁或邊桁架也可適當(dāng)增強(qiáng)開口處網(wǎng)架剛度適干：飛機(jī)、輪船修配車間及有擴(kuò)建可能的建筑中3 .兩邊支承兩邊為自由邊4 .點(diǎn)支承網(wǎng)架支承點(diǎn)對(duì)稱布置并在周邊設(shè)

31、懸挑、平衡跨中M適于體育館、展覽廳等大跨公建5 .周邊支承與點(diǎn)支承結(jié)合縮短網(wǎng)架跨度減小內(nèi)力適于：大柱網(wǎng)工業(yè)廠房、倉庫、展廳6.4網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)及其選型了解網(wǎng)架的受力特點(diǎn)。6.5網(wǎng)架結(jié)構(gòu)主要幾何尺寸的確定幾何尺寸1 .網(wǎng)架的網(wǎng)格尺寸主要指上弦桿網(wǎng)格的幾何尺寸2 .網(wǎng)架的高度網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的高度與支承方式有關(guān)3 .網(wǎng)架弦桿層數(shù)t>100m時(shí)宜采用多層網(wǎng)架。結(jié)構(gòu)剛度好，內(nèi)外均勻，L>50m時(shí)三層用鋼量二層用鋼量4 .腹桿體系腹桿與上下弦平面夾角宜45。對(duì)節(jié)點(diǎn)構(gòu)造有力一般應(yīng)將腹桿布置成受拉桿5 .懸臂長度四點(diǎn)及多點(diǎn)支承懸裳長度宜6. 6網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的構(gòu)造1 .桿件截面：圓形截面鋼管形式最合理&l

32、t;5rmi厚。2 .節(jié)點(diǎn)：鋼板節(jié)點(diǎn)，空心球節(jié)點(diǎn)，螺栓球節(jié)點(diǎn)3 .支座：壓力支座、拉力支座4 .柱帽5 .屋面：上弦節(jié)點(diǎn)上加立柱找坡網(wǎng)架變高度找坡網(wǎng)架起坡支承變高度找坡6. 7組合網(wǎng)架結(jié)構(gòu)7. 8網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的工程實(shí)例第七章教學(xué)要求：掌握網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和形式。教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)：重點(diǎn)：筒網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)和球網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式和特點(diǎn)。教學(xué)時(shí)數(shù)：理論教學(xué)2學(xué)時(shí)。教學(xué)內(nèi)容：7.1概述網(wǎng)殼，即為網(wǎng)狀殼體，是格構(gòu)化的殼體，或者說是曲面狀的網(wǎng)架（網(wǎng)格）結(jié)構(gòu)。它是以桿件為基礎(chǔ)，按一定規(guī)律組成網(wǎng)絡(luò)，按殼體坐標(biāo)進(jìn)行布置的空間構(gòu)架，兼具桿系結(jié)構(gòu)和殼體結(jié)構(gòu)的性質(zhì)，屬于桿系空間結(jié)構(gòu)。與平板網(wǎng)架不同的是，網(wǎng)殼的承載力特點(diǎn)為沿確定的曲面薄

33、膜傳力，作用力主要是通過殼面內(nèi)兩個(gè)方向的拉力或壓力以及剪應(yīng)力。網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)1、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的構(gòu)件主要承受軸力，結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布比較均勻，應(yīng)力峰值較小，因而可以充分發(fā)揮材料強(qiáng)度作用。2、由于它可以采用各種殼體結(jié)構(gòu)的曲面形式，在外觀上可以與薄殼結(jié)構(gòu)一樣具有豐富的造型，無論是建筑平面或建筑形體，網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)都能給設(shè)計(jì)人員以充分的設(shè)計(jì)自由和想象空間，通過使結(jié)構(gòu)動(dòng)靜對(duì)比、明暗對(duì)比、虛實(shí)對(duì)比，把建筑美與結(jié)構(gòu)美有機(jī)地結(jié)合起來，使建筑更易于與環(huán)境相協(xié)調(diào)。3、由于桿件尺寸與整個(gè)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的尺寸相比很小，可把網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)近似地看成各向同性或各向異性的連續(xù)體，利用鋼筋混凝土薄殼結(jié)構(gòu)的分析結(jié)果進(jìn)行定性的分析。4、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)中網(wǎng)格的桿件

34、可以用直桿代替曲桿，即以折面代替曲面，如果桿件布置和構(gòu)造處理得當(dāng)，可以具有與薄殼結(jié)構(gòu)相似的良好的受力性能。5、便于工廠制造和現(xiàn)場安裝，在構(gòu)造上和施工方法上具有與平板網(wǎng)架結(jié)構(gòu)一樣的優(yōu)越性。網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)1、桿件和節(jié)點(diǎn)幾何尺寸的偏差以及曲面的偏離對(duì)網(wǎng)殼的內(nèi)力、整體穩(wěn)定性和施工精度影響很大，給結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)帶來了困難。2、當(dāng)矢高很大時(shí)，增加了屋面面積和不必要的建筑空間，增加的建筑材料和能量的消耗。3、由于網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)桿件以受壓為主，存在穩(wěn)定問題，不能充分利用材料的強(qiáng)度，當(dāng)跨度超過某一范圍后會(huì)不經(jīng)濟(jì)。8. 2筒網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)筒網(wǎng)殼也稱柱面網(wǎng)殼，是單曲面結(jié)構(gòu)，適合于覆蓋工業(yè)廠房、倉庫、游泳池、網(wǎng)球館等矩形平面。9. 2

35、.1單層筒網(wǎng)殼以網(wǎng)格的形式及其排列方式分類聯(lián)方網(wǎng)格型筒網(wǎng)殼弗普爾型筒網(wǎng)殼單斜桿型筒網(wǎng)殼雙斜桿型筒網(wǎng)殼三向網(wǎng)格型筒網(wǎng)殼10. 2.2雙層筒網(wǎng)殼1）按幾何組成規(guī)律分類（1）交叉桁架體系雙層筒網(wǎng)殼由兩個(gè)或三個(gè)方向的平面桁架交叉構(gòu)成。（2）四角錐體系雙層筒網(wǎng)殼由四角錐按一定規(guī)律連接而成。（3）三角錐體系雙層筒網(wǎng)殼由三角錐單元按一定規(guī)律連接而成。2）按弦桿布置方式分類與平板網(wǎng)架一樣，雙層筒網(wǎng)殼主要受力構(gòu)件為上、下弦桿。力的傳遞與上、下弦桿的走向有直接關(guān)系。習(xí)慣上按上、下弦桿的布 Hl:方向分成三類:正交類雙層筒網(wǎng)殼斜交類雙層筒網(wǎng)殼混合類雙層筒網(wǎng)殼7.3球網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)球面網(wǎng)殼為典型的同向曲面結(jié)構(gòu)，其關(guān)鍵在于球

36、面的劃分。球面劃分的基本要求桿件規(guī)格盡可能少，以便制作與裝配；形成的結(jié)構(gòu)必須是幾何不變體。7.3.1單層球網(wǎng)殼包括：肋環(huán)型球面網(wǎng)殼、施威德勒（Schwedler）型球面網(wǎng)殼、聯(lián)方型球面網(wǎng)殼、凱威特型球面網(wǎng)殼、三向網(wǎng)格型、短程線球面網(wǎng)殼、雙向子午線網(wǎng)格，共7種。7.3.2雙層球網(wǎng)殼由兩個(gè)同心的單層球面通過腹桿連接而成；主要有交叉桁架系和角錐體系兩大類。交叉桁架體系各種形式的單層球面網(wǎng)殼的網(wǎng)格形式均可適用于交叉桁架系，只要將單層網(wǎng)殼中的每根桿件用平面網(wǎng)片來代替，即可形成雙層球面網(wǎng)殼，注意網(wǎng)片豎桿的方向是通過球心的。角錐體系由角錐體系組成的雙層球面網(wǎng)殼的基本單元為四角錐或三角錐，而實(shí)際工程中以四角錐

37、體居多。7.4扭網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)特點(diǎn)直紋曲面，反向雙曲，即雙向直紋；在直紋方向可以毫無阻礙的設(shè)置單根肋桿或桁架式網(wǎng)肋，就能構(gòu)成雙曲扭面。采用簡單的施工方法就能準(zhǔn)確地保證桿件按曲面布置。負(fù)高斯曲殼，可避免其他扁殼所具有的聚焦現(xiàn)象，能產(chǎn)生良好的室內(nèi)聲響效果。造型輕巧活潑，適應(yīng)性強(qiáng)，很受建筑師和業(yè)主的青睞。7.5其他形狀的網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)7.6網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的選型1）網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的體型應(yīng)與建筑造型相協(xié)調(diào)進(jìn)行網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，特別是高、大跨度網(wǎng)完結(jié)構(gòu)的選型，應(yīng)與建筑設(shè)計(jì)密切配合，使網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)與建筑造型相一致，與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)，整體比例適當(dāng)。建筑空間要求大，可選用矢高較大的球面或柱面殼，建筑空間要求較小，可選用矢高較小的雙曲扁殼或落地

38、式的雙曲拋物面網(wǎng)殼；如網(wǎng)殼的矢高受到限制又要求較大的空間，可將網(wǎng)殼支承于墻上或柱上。使網(wǎng)殼呈現(xiàn)動(dòng)態(tài)美或“躍動(dòng)景觀”，可在邊界處即支承點(diǎn)附近或角隅部分進(jìn)行處理，或采用非幾何學(xué)曲面。2）網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的形式應(yīng)與建筑平面相協(xié)調(diào)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)適用于各種形狀的建筑平面。圓形平面：可選用球面網(wǎng)殼、組合柱面或組合雙曲拋物面網(wǎng)殼；方形或矩形平面：可選用柱面、雙曲拋物面和雙曲扁網(wǎng)殼；平面狹長：宜選用柱面網(wǎng)殼；平面為菱形：可選用雙曲拋物面網(wǎng)殼；三角形、多邊形的平面，可對(duì)球面、柱面或雙曲拋物面等作適當(dāng)?shù)那懈罨蚪M合。3）網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的層數(shù)一般來說，相同條件下，單層網(wǎng)殼較雙層用鋼量少。但單層受穩(wěn)定控制較大，當(dāng)跨度超過一定數(shù)值后，雙層網(wǎng)

39、殼的用鋼量反而省。當(dāng)網(wǎng)殼承受較大荷載或非對(duì)稱荷載時(shí)宜采用雙層網(wǎng)殼。4）網(wǎng)格尺寸網(wǎng)格數(shù)或網(wǎng)格尺寸對(duì)于網(wǎng)殼的撓度影響較小，而對(duì)用鋼量影響較大。網(wǎng)格尺寸越大、用鋼量越省。但網(wǎng)格尺寸太大、對(duì)壓桿的穩(wěn)定不利。網(wǎng)格尺寸太小，則桿件數(shù)和節(jié)點(diǎn)數(shù)增多，將增加節(jié)點(diǎn)用鋼員和制造安裝的費(fèi)用。網(wǎng)格尺寸最好與屋面板模數(shù)相協(xié)調(diào)，屋面板采用鋼筋混凝土板，尺寸太大，吊裝困難；屋面板采用輕型屋面，網(wǎng)格尺寸過大，將使楝條的用料增加。網(wǎng)格尺寸還必須保證與網(wǎng)殼厚度有合適的比例、使腹桿與弦桿之間的夾角在40o55。之間。5）網(wǎng)殼的矢高與厚度矢跨比直接影響建筑體型，也是影響網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)內(nèi)力的主要因素之一矢跨比越大，網(wǎng)殼表面積越大，屋面材料用量

40、多，結(jié)構(gòu)用鋼量也增加，室內(nèi)空間大，使用助詞能源消耗大，但矢跨比大時(shí)，側(cè)向推力有所減少，可降低下部結(jié)構(gòu)的造價(jià)；矢跨比越小，材料消耗相應(yīng)減少，但側(cè)向椎力增加，從而提高了下部結(jié)構(gòu)的造價(jià)。柱面網(wǎng)殼的矢跨比可取1/41/8,單層柱面網(wǎng)殼的矢跨比宜大于1/5,球面網(wǎng)殼的矢跨比一般取1/21/7。第八章懸索結(jié)構(gòu)教學(xué)要求：掌握懸索結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和形式。教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn):教學(xué)時(shí)數(shù)：理論教學(xué)2學(xué)時(shí)。教學(xué)內(nèi)容：1.1 概述最早用在橋梁，很多現(xiàn)存的年代久遠(yuǎn)的橋是鐵李橋1937年美國加州金門大橋主跨1280m,橋下承高68m用在房屋中如蒙古包、帳蓬，現(xiàn)代大跨發(fā)展于十九世紀(jì)末從1961年開始用于體育包的建設(shè)特別多。主要用于跨度

41、在60100m左右的體育館、展覽館、機(jī)場目前懸索結(jié)構(gòu)的跨度已達(dá)160m跨度在100150m范圍內(nèi)懸索結(jié)構(gòu)是比非常經(jīng)濟(jì)的。1.2 懸索的受力與變形特點(diǎn)單懸索與拱結(jié)構(gòu)一樣，都是平面結(jié)構(gòu)，屬于軸心受力物件但拱屬于軸心受壓的，對(duì)于抗壓性能好的磚石和來講是一種合理的結(jié)構(gòu)形式，懸索則是軸心受拉的構(gòu)件對(duì)于抗檢性能好的鋼材來講，懸索是一種理想的結(jié)構(gòu)形式。1.索網(wǎng)是一個(gè)軸心受拉構(gòu)件，既無M也無V,抗彎剛變?yōu)?,當(dāng)僅有自重作用時(shí)處于自然懸掛狀態(tài)，受集中力作用時(shí)，自動(dòng)形成懸吊折線形。索的支座僅僅存在著向外的拉力和向上的拉力找出合理的重度處理好水平力的傳遞和平衡結(jié)構(gòu)是設(shè)計(jì)中解決的重要問題，首要問題均布，拋物線，集中，

42、折線3 .邊緣構(gòu)件承受拉力、較大，所以構(gòu)件斷面尺寸也較大。4 .下部支承構(gòu)件受壓5 .柔性懸索只能單向受力，當(dāng)荷載和垂度方向相反時(shí)會(huì)發(fā)生失穩(wěn)1.3懸索結(jié)構(gòu)的型式一.單面懸索結(jié)構(gòu)1 .單層平地索行由許多平行的單根拉索構(gòu)成，表面成反向圓筒形凹面。優(yōu)：構(gòu)造簡單.傳力明確，缺：穩(wěn)定性差，抗風(fēng)能力小常采用重層蓋或施加預(yù)應(yīng)力以彌補(bǔ)此不足拉索水平拉力的傳遞至關(guān)重要一般有以下三種方式（1）通過豎向承重結(jié)構(gòu)傳至基礎(chǔ)，斜柱看臺(tái)框架（2）通過拉錨傳至基礎(chǔ)，在柱頂改變方向，通過（3）通過剛性水平構(gòu)件集中傳至抗側(cè)力墻2 .雙層拉索體系（雙層平行索系）由多片平行的索網(wǎng)組成，每片索網(wǎng)均為曲率相反的承重索和穩(wěn)定索構(gòu)成，之間用

43、國鋼或拉索聯(lián)系，形狀似斜腹桿。吉村水上運(yùn)動(dòng)中心滑冰館.雙曲面懸索結(jié)構(gòu)1 .單層（單層輻射索系）不設(shè)中柱一碟形，設(shè)中柱一傘形碟形音響效果好，傘形排水效果好，穩(wěn)定性均較差，拉索，外環(huán)梁，支承結(jié)構(gòu)2 .雙曲雙層（雙層輻射索系）屋面剛度大，抗風(fēng)抗震性能好，平面較自由。3 .交叉索網(wǎng)體系。由兩組曲率相反的拉索交叉而成，下凹一組為承重索上凸一組為穩(wěn)定索，形成曲面為雙曲拋物面一般稱為鞍形懸索常需設(shè)置強(qiáng)大的邊緣構(gòu)件（因其再根索拉力大小、方向均不一樣）三.邊緣構(gòu)件1 .雙曲環(huán)梁浙江省體育館2 .落地交叉拱雷里競技館3 .不落地交叉拱柏林瑞士展覽館10.4混合空間結(jié)構(gòu)一.概述大跨度建筑是人類社會(huì)發(fā)展與進(jìn)步的產(chǎn)物，

44、體現(xiàn)了一個(gè)城市甚至一個(gè)國家建筑技術(shù)的發(fā)展水平，同時(shí)大跨度的公共建筑往往作為一個(gè)城市或著地區(qū)的標(biāo)志，肩負(fù)著傳遞地區(qū)、民族文化特征，時(shí)代精神風(fēng)貌的重出，它還對(duì)改善城市景觀，調(diào)節(jié)市民生活環(huán)境起著重要作用。因此對(duì)大跨度建筑而言，它在外觀造型和文化內(nèi)涵上更為人們所重視，而更應(yīng)注意其建筑造型與結(jié)構(gòu)受力的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，結(jié)構(gòu)力學(xué)原理的科學(xué)性與建筑空間的藝術(shù)性的完美統(tǒng)一。事空間結(jié)構(gòu)通過不同型式的結(jié)構(gòu)如剛架桁架、拱、薄殼、平板網(wǎng)架、網(wǎng)殼懸索是以過合理的布置組合而成，發(fā)揮每種結(jié)構(gòu)的特長，利用不同材料的力學(xué)性能，傳力合理，材盡其用，建筑造型豐富，建筑功能多樣，是實(shí)際過程中正在并將繼續(xù)得到廣泛應(yīng)用的結(jié)構(gòu)型式。二.組成巨型骨

45、架（或支座）+屋面剛架、拱、桁架、懸索斜、網(wǎng)困、懸索、索膜主輪廓覆蓋層剛性柔性組成原理1 .建筑功能：使用2 .建筑結(jié)構(gòu)、技術(shù)：受力體系合理、穩(wěn)定性、預(yù)應(yīng)力3 .建筑藝術(shù)：造型4 .建筑經(jīng)濟(jì)：施工簡捷、造價(jià)合理10. 5多面體空間剛架結(jié)構(gòu)第十一章多高層建筑的體系與結(jié)構(gòu)布置教學(xué)要求：掌握多高層建筑體型的組成及變化原則、結(jié)構(gòu)布置的原則及構(gòu)造要求。教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn):重點(diǎn)：多高層建筑體系的結(jié)構(gòu)布置原則。教學(xué)時(shí)數(shù)：理論教學(xué)1學(xué)時(shí)。教學(xué)內(nèi)容：10.1 建筑體型10.1.1 建筑體型的形成11. 1.2建筑體型的變化簡單平面與簡單立面的組合，復(fù)雜平面和簡單立面的組合，簡單平面和復(fù)雜立面的組合，復(fù)雜平面和復(fù)雜立

46、面的組合11.1 結(jié)構(gòu)布置11.1.1 1對(duì)稱性建筑平面的對(duì)稱性、質(zhì)量布置的對(duì)稱性、結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度的對(duì)稱性11.1.2 連續(xù)性11.1.3 周邊作用11.1.4 角部構(gòu)件11.1.5 多道防御11.2 結(jié)構(gòu)構(gòu)造溫差及混凝土收縮對(duì)結(jié)構(gòu)布置的要求、不均勻沉降的要求、防震的要求、結(jié)構(gòu)高寬比的要求。第十二章多層建筑結(jié)構(gòu)教學(xué)要求：了解混合結(jié)構(gòu)體系的特點(diǎn)，掌握多層框架結(jié)構(gòu)、井格梁樓蓋結(jié)構(gòu)、密肋樓蓋結(jié)構(gòu)、無梁樓蓋結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)及結(jié)構(gòu)布置原則。教學(xué)時(shí)數(shù)：理論教學(xué)3O教學(xué)內(nèi)容：12.1 多層砌體與混合結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)體系主要由兩類基本構(gòu)件共同組合而形成空間：一類是墻、柱形成空間的垂直面，另一類是梁、板，形成空間的水平面，墻或

47、柱承受垂直的壓力，梁和板承受彎曲力。墻體本身受到圍隔空間的作用，同時(shí)又要承擔(dān)屋頂?shù)暮芍?，把圍護(hù)結(jié)構(gòu)和承重結(jié)構(gòu)合并在一起，正因?yàn)槿绱?，混合結(jié)構(gòu)在分隔空間靈活性上有很大的局限性。12. 2多層框架結(jié)構(gòu)一、框架結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)組成豎直方向的柱與水平方向的梁，板二、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)1，把承重骨架利用來圍護(hù)和分隔空間的簾幕式的墻面明確的分離開來。材料各自有自己的力學(xué)性能和特點(diǎn)，有的適宜做支撐物件而不宜防風(fēng)避雨，有的適宜于遮蔽空間而不宜于支撐重量，利用材料各自特性，形成圍護(hù)與承重分開的框架結(jié)構(gòu)2,梁柱交接處為剛性連接，節(jié)點(diǎn)為剛節(jié)點(diǎn)框架結(jié)構(gòu)類型及結(jié)構(gòu)布置一、柱網(wǎng)尺寸柱網(wǎng)布置應(yīng)求做到簡單、規(guī)則、整齊、柱網(wǎng)尺寸應(yīng)符合經(jīng)濟(jì)原則和

48、盡量符合模數(shù)。（一）多層廠房（二）多層民用房屋的柱網(wǎng)尺寸柱距：3.3-6m（旅館建筑兩個(gè)客房寬6-8m）跨度672m（不宜超過4m）二、框架布置1 .橫向框架一一橫梁為主梁、縱梁為次梁2 .縱向框架一一3 .縱橫兩向布置框架4 .無梁框架柱子與模板整體連接三、結(jié)構(gòu)布置要點(diǎn)1 .房屋平、立面宜用簡單的體型體型突變受力復(fù)雜平面上有突出部分時(shí)，拐角處樓板應(yīng)避免開洞、突出部分兩側(cè)梁、柱適當(dāng)加強(qiáng)；立面上有局部突出應(yīng)考慮其鞭端效應(yīng)。2 .框架帶懸挑與建筑藝術(shù)的有效結(jié)合連續(xù)梁端部適當(dāng)懸挑有利于減少跨中彎矩，建筑底層以上的室內(nèi)空間可向周邊延伸，“底層收進(jìn)使立面上下強(qiáng)烈對(duì)比，同時(shí)擴(kuò)大了建筑使用面積。底層樓蓋懸挑

49、成雨罩，使建筑立面高中有寬，聳而不危，多層次空間處理。懸挑外伸長度從力學(xué)結(jié)構(gòu)角度來說，外伸越長，內(nèi)力越大，懸臂變形（撓度）越大，四次方增長。一般說來，均布荷載作用下，外伸長度小于1/2L,大于1/4L,宜1/3L左右并且兩端最好同時(shí)挑出?？蚣芙Y(jié)構(gòu)外形特點(diǎn)及適用范圍一、外形特點(diǎn)1 .平面、布置靈活、可結(jié)合人流流線和使用要求，靈活劃分廳室空間和案插各種構(gòu)圖要素，如門斗、樓梯、電梯、通道、輕質(zhì)隔斷、實(shí)墻面等打破廳室空間中規(guī)則柱網(wǎng)的單調(diào)感。形成流動(dòng)空間，增強(qiáng)內(nèi)外空間的交融。2 .立面可利用面積窗與實(shí)墻面形成虛實(shí)對(duì)比的韻律創(chuàng)造風(fēng)格簡潔多變，活潑明快的建筑物外形二、適用范圍框架房屋為柔性結(jié)構(gòu)，當(dāng)受水平負(fù)載

50、時(shí)，側(cè)向力的作用一一水平位移為重要的控制因素，當(dāng)層數(shù)較高時(shí)，柱、梁截面尺才會(huì)增大。到不經(jīng)濟(jì)、不合理的地步，例十八層、底柱9595cm,工程實(shí)踐表明，框架結(jié)構(gòu)的合理層數(shù)為6-15層。最經(jīng)濟(jì)10層左右一般高寬比約為5-7,產(chǎn)生了新結(jié)構(gòu)物系剪力墻結(jié)構(gòu)。一些旅館的購物中心、酒店等所需空間比較靈活的建筑一般采用框架結(jié)構(gòu)。12. 3井格梁樓蓋結(jié)構(gòu)井格梁樓蓋的結(jié)構(gòu)布置、受力特點(diǎn)及工程實(shí)例。13. 4密肋樓蓋結(jié)構(gòu)密肋樓蓋結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，單向密肋樓蓋及雙向密肋樓蓋受力特點(diǎn)及構(gòu)造要求。14. 5無梁樓蓋結(jié)構(gòu)無梁樓蓋結(jié)構(gòu)分類、柱網(wǎng)布置、結(jié)構(gòu)形式受力特點(diǎn)。15. 6多層建筑的其他結(jié)構(gòu)形式第十三章高層建筑結(jié)構(gòu)教學(xué)要求：掌握

51、高層建筑常用的結(jié)構(gòu)體系一框架結(jié)構(gòu)體系、剪力墻結(jié)構(gòu)體系、框架-剪力墻結(jié)構(gòu)體系、框架支撐結(jié)構(gòu)體系以及筒體結(jié)構(gòu)體系的特點(diǎn)及應(yīng)用，高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則。教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)：重點(diǎn)：掌握高層建筑常用的結(jié)構(gòu)體系一框架結(jié)構(gòu)體系、剪力墻結(jié)構(gòu)體系、框架-剪力墻結(jié)構(gòu)體系、框架-支撐結(jié)構(gòu)體系以及筒體結(jié)構(gòu)體系的特點(diǎn)及應(yīng)用，掌握高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震、抗風(fēng)設(shè)計(jì)原則及結(jié)構(gòu)布置的基本原則。難點(diǎn)：框架結(jié)構(gòu)體系、剪力墻結(jié)構(gòu)體系、框架-剪力墻結(jié)構(gòu)體系、框架-支撐結(jié)構(gòu)體系以及筒體結(jié)構(gòu)體系的力學(xué)特點(diǎn)分析。教學(xué)時(shí)數(shù)：理論教學(xué)4學(xué)時(shí)。教學(xué)內(nèi)容：16. 1概述17. 2高層建筑的基本結(jié)構(gòu)體系一、框架結(jié)構(gòu)體系同多層框架結(jié)構(gòu)體系。二、剪力墻結(jié)構(gòu)一、力

52、學(xué)特點(diǎn)1 .是一種提高建筑抗側(cè)力的剛度的構(gòu)件，利用建筑的外墻和永久性內(nèi)隔墻的位置布置碎承重-pk二回。2 .所受外力既有豎向荷載又有水平力，主要承受平行于墻體平面的水平力，并提供強(qiáng)大的抗側(cè)力度。剪力墻在水平力用下的工作猶如懸壁深梁，其抗彎慣性矩很大，從而提高了結(jié)構(gòu)的抗側(cè)力剛度，為整個(gè)房屋提供很大的抗剪強(qiáng)度的剛并，因此稱之為剪力墻。二、現(xiàn)代社會(huì)生產(chǎn)和生活對(duì)使用空間提出了“多”和“大”的要求，也就促使建筑物的使用空間分別向垂直方向和水平方向擴(kuò)展。隨著使用空間在介紹一些反映在力學(xué)原理中的普遍規(guī)律。1 .可以提高對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析、判斷的直觀能力。2 .可以引導(dǎo)和我們合理選擇滿足功能及力學(xué)性能的結(jié)構(gòu)形式。

53、通過對(duì)建筑實(shí)踐的長期考察、分析，有以下傳力的普遍規(guī)律。1 .在荷載作用下，結(jié)構(gòu)的安全可靠性是由結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度剛度和穩(wěn)定性這三個(gè)方面決定的。即：足夠的抵抗破壞的能力，抵抗變形的能力維持原有平衡狀態(tài)的能力。現(xiàn)代趨勢(shì)：輕質(zhì)高強(qiáng)材料滿足對(duì)其材料結(jié)構(gòu)斷面易導(dǎo)致、破壞，也就是結(jié)構(gòu)受拉力學(xué)性能增強(qiáng)，受彎受壓性能減弱（同時(shí)）選用以受拉傳力方式為主介紹一些反映在力學(xué)原理中的普遍規(guī)律。2 .可以提高對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析、判斷的直觀能力。3 .可以引導(dǎo)和我們合理選擇滿足功能及力學(xué)性能的結(jié)構(gòu)形式。通過對(duì)建筑實(shí)踐的長期考察、分析，有以下傳力的普遍規(guī)律。1.在荷載作用下，結(jié)構(gòu)的安全可靠性是由結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度剛度和穩(wěn)定性這三個(gè)方面決定的。

54、即：足夠的抵抗破壞的能力，抵抗變形的能力維持原有平衡狀態(tài)的能力?，F(xiàn)代趨勢(shì)：輕質(zhì)高強(qiáng)材料滿足對(duì)其材料結(jié)構(gòu)斷面易導(dǎo)致、破壞，也就是結(jié)構(gòu)受拉力學(xué)性能增強(qiáng)，受彎受壓性能減弱（同時(shí)）選用以受拉傳力方式為主升降機(jī)（載客）之后，第一個(gè)階段：十九世紀(jì)中葉到二十世紀(jì)中時(shí)，隨著新材料、新技術(shù)與電梯系統(tǒng)的發(fā)明，城市高層建筑不斷出現(xiàn)在十九世紀(jì)末達(dá)到118米高，二十世紀(jì)初，高度大幅度上升。1931年在紐約建造號(hào)稱102層的帝國大廈高381米,在七十年代以前一直保持世界最高的記錄。第二階段：二十世紀(jì)中葉以后，六十年代以后，發(fā)展了一系列的結(jié)構(gòu)體系，高層建筑出現(xiàn)新的高潮，在世界范圍內(nèi)普及，高度和數(shù)量不斷增多造型新穎，尤其在公共建筑方面，在住宅等居住建筑方面，各國發(fā)展情況不同（與民族文化傳統(tǒng)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平有關(guān)）。如我國北京、上海、美國，越來越多塔式高層：1964-55年芝加哥瑪利那城大廈兩座60層177米的多瓣圓形平面公寓。1877973年紐約世貿(mào)中心大廈417.415雙塔。19707975在芝加哥西