建筑结构与结构选型
结构基本概念
一、强度——承载能力
刚度（受弯构件）、稳定性（受压构件）——抗变形能力 整体性——不散架
承载能力和抗变形能力是结构设计的最基本的问题 水平构件——挠度
拉、压、弯、剪、扭
i
l 0
=
λ A
I i =
?——稳定系数<1 λ↗?↘，则实际承载力越小
一般提高压感承载力的措施为：
1、选用有较大i 值的截面，即面积分布尽量远离中和轴
2、改变柱端固接条件或增设中间支撑以改变杆件计算长度0l
剪应力：
1、剪应力在梁高方向的分布是中和轴处最大，以近似抛物线的形状分布，在截面边沿处剪应力为零。
2、沿梁长度方向，制作出剪力最大，剪应力也最大
3、截面的抗剪主要靠腹板（即梁的截面中部）
受弯变形
1、梁的挠度跨中最大
2、挠度的大小与正弯矩成正比
3、跨度相同、荷载相同，简支梁的挠度比连续梁、二端固定或一端固定简
支梁要大
4、挠度的大小与梁的EI（刚度）成反比
砌体结构
一、优点：经济缺点：整体性差
二、构造要求
1、满足高厚比
当高厚比不能满足要求时：
1）增加墙体厚度
2）加设壁柱（墙垛）
3）加设构造柱
4）减小横墙间距
三、砌体结构的基本抗震措施
1、限制建筑物高度
2、控制结构体型的高宽比
3、控制横墙间距
4、设置变形缝（防震缝）
5、尽端、他突出部位加强锚固
6、楼梯尽量不布置在平面尽端
7、圈梁、构造柱
8、平面几何中心与刚度中心尽量重合
框架结构
一、刚接——框架
铰接——排架
框架的连接点是刚节点，是一个几何不变体。
跨度一样，中柱不产生弯矩
剪力墙结构
一、剪力墙结构的特点
1、空间刚度大，刚度很大将使结构的周期过短，地震力太大
2、建筑空间灵活性较差
3、墙承重体系
二、调整剪力墙刚度的方法
1、适当减小剪力墙的厚度
2、降低连梁的高度
3、增大门窗洞口宽度
4、超过8米的剪力墙应用施工洞划分小墙肢
三、框支剪力墙
1、保证大空间有充分的刚度，防止属相的刚度过于悬殊
2、加强转换层的刚度与承载力，保证转换层可以将上层剪力可靠的传递到落地墙上去。
3、落地剪力墙的布置和数量
1）底部大空间层应有落地剪力墙或落地筒，落地纵横剪力墙最好成组布置结合为落地筒
2）平面为长矩形，横向剪力墙的片数较多时，落地的横向剪力墙的数目与横向剪力墙数目之比，非抗震设计时不宜小于30%，抗震设计时不宜少于50% 对于一半平面，上下层的刚度比：
——在非震区应尽量接近于1，不应大于3
在抗震设计时应尽量接近于1，不应大于2
3）框支梁的宽度不应小于上部剪力墙厚度的2倍
框支梁上部层不宜设边门洞，不得在中柱上方开设门洞
框架剪力墙
框架-剪力墙结构中剪力墙的布置宜符合下列要求：
1 剪力墙宜均匀布置在建筑物的周边附近、楼梯间、电梯间、平面形状变化及恒载较大的部位，剪力墙间距不宜过大；
2 平面形状凹凸较大时，宜在凸出部分的端部附近布置剪力墙；
3 纵、横剪力墙宜组成L形、T形和[形等型式；
4 单片剪力墙底部承担的水平剪力不宜超过结构底部总水平剪力的40%；
5 剪力墙宜贯通建筑物的全高，宜避免刚度突变；剪力墙开洞时，洞口宜上下对齐；
6 楼、电梯间等竖井宜尽量与靠近的抗侧力结构结合布置；
7 抗震设计时，剪力墙的布置宜使结构各主轴方向的侧向刚度接近。
筒体结构
1、筒中筒结构：框筒由密柱（柱距＜4m）高粱组成
筒体—框架、框筒、多重筒、成束筒体、多筒体
2、筒体结构布置：
1.以方形和圆形平面为好
2.可以用对称的三角形或人字形
3.外框筒柱得柱距以不大于4mm为好
4.矩形平面时，长宽比不宜大于2
5.四角的柱子宜适当加大，一般界面加大1-2倍
6.一般情况下H/B不应小于3，高度不宜低于60m
7.宜采用宽扁柱，一般不宜采用圆形和方形柱；梁高一般0.6—1.5m，宽度同墙厚，一般不小于250mm
8.内筒边长为外筒边长的1/3为好
单层厂房结构体系
一、结构形式
1、单层钢筋混凝土柱厂房：主要承重构件采用钢筋混凝土柱，钢筋混凝土屋架（薄腹梁）或钢屋架。当有吊车时，一般采用钢筋混凝土吊车梁
2、单层钢结构厂房：主要承重构件采用钢柱、钢屋架、钢吊车梁
3、门式钢架轻工厂房：是由柱和梁结合在一起，形状像门字的结构。有钢筋混凝土门式钢架和钢门式钢架。
二、柱网布置
单层厂房柱子开机按尺寸一般均为6米。厂房山墙应布置抗风柱间距一般为6米
二、围护墙
1、砌体隔墙与柱宜脱开或柔性连接，隔墙顶部应设现浇钢筋混凝土压顶梁
2、8度和9度时，应按上密下稀的原则，每个4m左右在窗顶增设一道圈梁，
圈梁截面宽度宜与墙厚相同，截面高度不应小于180mm
三、屋盖结构
1、根据材料不同：由轻型板材组成的有檩体系和由大型屋面板（预制）组成的
无檩体系
2、有檩体系是在屋面梁（或屋架）上铺设檩条，檩条上放置轻型板材而成。檩
条间距 1.0-5.0m，支撑檩条的屋架间距一般为 6.0-12.0m，屋面坡度为1/20-1/50
3、无檩体系是指在屋面梁或屋架上，直接放置预制大型钢筋混凝土预制板的屋
盖。大型屋面板的尺寸一般为1.5*6.0m，3.0*6.0m，屋架间距为6.0m，屋面坡度为1/10-1/20.
四、柱间支撑
十字形交叉支撑、空腹式门形支撑、实腹式门形支撑、八字形支撑、人字形支撑
当柱距l与柱间支撑的高度h1之比≥2时，宜采用人字形支撑；≥2.5时，宜采用八字形支撑。
1、布置原则：
1）柱间支撑的设置位置应与屋盖支撑的布置相协调
2）每一温度区段的每一列柱，一般均应设置柱间支撑，两道柱间支撑距离不宜大于66m
门式钢架的柱间支撑间距一般为36-45m
木结构体系
一、桁架
适用跨度6-60m
基本特点：
1、平面—外荷与支座反力都作用在全部桁架杆件轴线所在的平面内
2、几何不变—桁架的杆件按三角形法则构成
3、铰接—杆件相交的节点，计算按铰接考虑。荷载作用在节点上
4、轴向受力—由于节点按照铰接考虑，所以各杆均受轴向力
合理形式：弧形最好，折线次之
二、拱结构
抵抗推力措施
1、推力由水平拉杆承受
2、通过刚性水平结构集中传递给端部拉杆、
3、由两侧结构整体承受
4、由基础直接承受
合理拱轴线
拱的矢高于拱脚推力成反比
三、壳结构
薄壳结构主要承受曲面内的轴力（双向法向力）和顺剪力，弯矩和扭矩都很小
3、双曲扁壳：矢高≤l/5的壳体
四、网架结构
五、吊挂、悬索结构
成绩 考查课结课作业（论文） 题目：建筑结构选型实例分析 课程名称：建筑结构选型 学院：土木与建筑工程学院 学生姓名： 学号：201104030002 专业班级：城市规划11-1 任课教师：尹涛 2013年6月 《建筑结构选型》课程报告评分表
学生姓名专业班级城市规划11-1 题目名称建筑结构选型实例分析 项目考核指标权重得分 课程报告质量收集调研相 关资料 独立查阅资料、进行调研；有收集处理相关信息及获得 新知识的能力。 10 内容完整、分 析正确合理 内容完整，每部分均包括概述、实例分析和小结，要求 图文并茂。结构实例综合分析的正确、合理性。 30 格式规范、条 理清楚 条理清楚、结构严谨、文理通顺、用语规范、书写格式 规范。 20 创新工作中有创新意识，一定的自己的理解，一定独创性。20 完成任务及答辩的情况答辩根据课程报告内容，正确回答相关问题10 学习态度、按时提交，按要求修改完善10 总分 简要评语： 任课教师签名：年月日 目录
一、引言 (1) 二、多层建筑（砖混结构、框架结构）.................... (1) 三、高层建筑（剪力墙结构、框剪结构）........................ .. (5) 四、超高层建筑（筒中筒结构）................................ . (8) 五、工业厂房（轻型钢结构） (9) 六、大跨度公共建筑（桁架结构、拱结构、网架结构、膜结构等）.. (10) 七、桥梁结构（桁架结构、拱结构、悬索结构等）................. . (13) 八、总结 (17) 引言 对于建筑结构，它们并不是我们通常所说的建筑物，而是隐藏于建筑物外表之下的，构成建筑
《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
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
建筑结构选型课程报告 ——结构实例分析 目录 一、引言 (3) 二、框架结构 (4) 三、剪力墙结构、框剪结构 (6) 四、超高层建筑（筒结构） 抗风/抗震 (7) 五、桁架结构 (9) 六、拱结构 (11) 七、网架结构/大跨度屋盖 (13) 八、悬索结构 (15) 九、膜结构 (16)
一、引言 著名的建筑师及结构师奈尔维在他的《结构在建筑中的地位》一书中这样说：“现在建筑设计所要求的新的、宏伟的结构方案，使得建筑师必须要有理解结构构思，而且应达到这样一个深度和广度：使其能把这种基于物理学、数学和经验资料之上而产生的观念转化为一种非同一般的综合能力，转化为一种直觉和与之同时产生的敏感能力。” 结构概念是建筑物赖以生存的基础，建筑师只有掌握它，并在建筑设计的初期就自觉地运用它，才能设计出真正优秀的建筑。对建筑师而言，从整体把握结构的概念掌握结构体系的选择以及布置，远比了解结构计算重要。 正是出于上述原因，作为一名新时代建筑学的学子，对建筑结构的学习才显得尤其重要。而了解建筑结构很重要的一条就是对结构实例进行分析，只有对建筑的实例有深层的学习研究，打下坚实的基础，才能真正成为一名优秀的做建筑的人。 本文就是对著名建筑结构的实例进行分析，通过此分析来总结对《建筑结构选型》这门课程的学习成果。而且在本文的中几个案例是自己去调研，还有自己的一些看法。通过这门课的学习，确实让我增长了不少知识和见识；还要感老师，这几周的辛苦。 二、框架结构 框架结构是指由梁和柱以刚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。采用结构的房屋墙体不承重，仅起到围护和分隔作用，一般用预制的加气混凝土、膨胀珍珠岩、空心砖或多孔砖、浮石、蛭石、粒等轻质板材等材料砌筑或装配而成。 建筑实例 大剧院
结构选型大作业 ————09城规 一、砖混结构 ⑴工程名称：麻省理工学院学生宿舍贝克大楼 ⑵工程概况： 所在地：美国波士顿 设计师：阿尔瓦·阿尔托 时间：1947～1948 地点：麻省理工学院 楼层高度：七层 （1946年，阿尔托接受委托在临近查尔 斯河繁华的海岸线的地方设计一栋学生宿 舍楼。他希望使宿舍尽可能多的房间面向太 阳和河流，而不是面向聚集的车流，所以解 决这一问题的方案就是把宿舍楼设计成蜿蜒曲折的形式，形成一种倾斜着流动的风景。西面主要是一些次要的空间，例如公用房间、走廊以及位于大厅一层入口处以扇形方式向外发散的楼梯。为了避免走廊的光线昏暗，他将小卖部和自助餐厅的高度降低了一些。宿舍的表面用的是粗糙的红色石砖，而低矮的餐厅部分使用的是灰色大理石。西
面是一个常青藤缠绕的藤架和一座大型露天花园。 这座有着红色石砖墙、外形蜿蜒曲折的宿舍楼，跟其他建筑相比是那么与众不同，从而成为一座标志性建筑。这种北欧浪漫主义的建筑手法使得当时的国际先锋派大为震惊。同时这种理性主义原则下的反理性形式，体现了阿尔托对现代主义独裁专断的否定。希契柯克称它有“表现主义”倾向。因当时建筑材料仍受管制，只好用砖砌承重墙，高七层，平面作弯来弯去的蛇形，这样就可使宿舍每人都能看窗外的查里斯河风景，同时，曲线布置也可以冲散一般宿舍特有的单调冷漠气氛。） ⑶结构形式分析 ①结构形式：砖砌承重墙 ②受力特点：砖墙既是承重结构，又是围护结构。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配式或现浇 钢筋混凝土结构 ⑷施工方案：（平面图）
⑸建筑结构特点：建筑平面灵活，使用方便，结构构件 巧妙转化为精致的装饰。 二、框架结构 ⑴工程名称：萨伏伊别墅(the Villa Savoye) ⑵工程概况：萨伏伊别墅是现代主义建筑的经典作品之一，位于巴黎近郊的普瓦西（Poissy），由现 经典别墅设计案例 代建筑大师勒柯布西耶于1928年设计，1930年建成，使用钢筋混凝土框架结构。这幢白房子表面看来平淡无奇，简单的柏拉图形体和平整的白色粉刷的外墙，简单到几乎没有任何多余装饰的
考查课结课作业（论文） 题目：建筑结构选型实例分析 课程名称：建筑结构选型 学院：土木与建筑工程学院 学生姓名： 学号：201104030002 专业班级：城市规划11-1 任课教师：尹涛
2013年6月 《建筑结构选型》课程报告评分表
目录 一、引言 (1) 二、多层建筑（砖混结构、框架结构）.................... (1) 三、高层建筑（剪力墙结构、框剪结构）........................ .. (5) 四、超高层建筑（筒中筒结构）................................ . (8) 五、工业厂房（轻型钢结构） (9) 六、大跨度公共建筑（桁架结构、拱结构、网架结构、膜结构等）.. (10)
七、桥梁结构（桁架结构、拱结构、悬索结构等）................. . (13) 八、总结 (17) 引言 对于建筑结构，它们并不是我们通常所说的建筑物，而是隐藏于建筑物外表之下的，构成建筑空间、承载建筑荷载，使建筑物得以安全使用的骨架。人们往往认为结构与外形是相同的概念，其实不然。建筑师根据结构功能要求的原则(安全性、适用性、经济性、耐久性)将外表看来很花哨的建筑物与内部规整合理的结构很好的结合在一起，就形成了各种各样的建筑结构型式。 在建筑工程建设中，建筑的安全性和耐久性主要取决于建筑物的结构能否满足要求。此外，对于大多数建筑物，工程造价中约有30%-40%应用于结构工程。而结构工程的施工工期也约占建筑物施工总工期的40%-50%。因此，搞好结构工程对于建筑建设的质量控制、投资控制和进度控制有十分重要的作用。以下简单的介绍几种常见的建筑结构型式，包括、多层建筑（砖混结构、框架结构）高层建筑（剪力墙结构、框剪结构）、超高层建筑（筒中筒结构）、工业厂房（轻型钢结构）、大跨度公共建筑（桁架结构、拱结构、网架结构、膜结构等）、桥梁结构。
建筑结构选型实例分析 第一章 悬挑结构：现代MOMA 1.工程概况： 当代MOMA位于东直门迎宾国道北侧，拥有首都北京的地标优势,项目规划建筑面积22万平方米，其中住宅为13.5万平方米，配套商业面积达8.5万平方米，包括多厅艺术影院，画廊，图书馆等文化展览设施，还包括了精品酒店，国际幼儿园，顶级餐饮，顶级俱乐部及健身房、游泳池、网球馆等生活设施与体育休闲设施。 当代MOMA由纽约的哥伦比亚大学教授StevenHoll设计，项目规划概念是BEIJINGLINKEDHYBRID，在建筑艺术方面实现了世界的唯一，更加充分的发掘城市空间的价值，将城市空间从平面、竖向的联系进一步发展为立体的城市空间。当代MOMA也是当代置业科技主题地产的延续与发展，在万国城Moma实现高舒适度、微能耗的基础上，将大规模使用可再生的绿色能源。从可持续的观点出发，当代MOMA适当的高密度(强度)开发利用土地与大规模使
用可再生的绿色能源是大城市发展的方向，是真正“节能省地型”的项目。 在当代MOMA的规划设计中，更多考虑了未来城市的生活模式，引入了复合功能的概念，实现开放功能的城市社区，在这里不单是居住功能，而且能够和谐的工作，娱乐、休闲消费、交通，作为一个汇集精品商业与国际文化的开放社区，充满生气与活力，将创造更和谐的国际化生活氛围，不仅为社区创造更舒适的环境，更多的交往机会，也将完善城市区域功能，为北京的城市形象，为北京奥运会增添光彩。项目计划2005年初开始建设，在2008年奥运会之前建成使用。 2.结构形式： 为减轻自重，梁柱采用H型钢，并且设置了受拉的钢斜撑，提高悬挑结构的刚度和承载力．为承受悬挑部分重力荷载产生的倾覆力矩，在悬挑部分增设钢斜撑，将倾覆力矩传递到塔楼上；在塔楼相应的部位增设钢管斜撑。使塔楼整体承受倾覆力矩。在塔楼内除设置核心筒外。还设置了十字型剪力墙，提高塔楼整体的刚度和抗倾覆能力。长悬挑是本工程主要设计难点之一，目前主体结构竖向构件采用了中震不屈服的性能目标，对于悬挑结构这样更加重要的部分，设计中采用了中震弹性设计的更高的性能目标，即悬挑部分的构件验算时，按中震弹性地震力(水平地震和竖向地震)与竖向荷载进行组合，考虑荷载分项系数，材料强度取设计值。经中震弹性设计验算，悬挑部位构件的应力比基本上都控制在0．9以下。 3.施工情况： 物业公司：第一物业服务有限公司 建筑面积：220000平方米 绿化率：34% 使用率：80% 容积率：2.64 建设规模：地上21层、地下两层
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
1 混合结构体系 混合结构体系概述 混合结构是指承重的主要构件是用钢筋混凝土和砖木建造的。如一幢房屋的梁是用钢筋混凝土制成，以砖墙为承重墙，或者梁是用木材建造，柱是用钢筋混凝土建造。由两种或两种以上不同材料的承重结构所共同组成的结构体系均为混合结构。混合结构,又可以说是砖混结构.虽然也用钢筋浇柱\梁,但墙体具是承重功能,不能乱拆. 特点：质量较框架略差,质量较好,寿命较长.造价略低，适合6层以下，横向刚度大，整体性好，但平面灵活性差。 分类：型钢柱+混凝土梁+混凝土筒归入混凝土结构 型钢柱/钢管混凝土+钢梁+混凝土筒归入型钢框架混凝土核心筒结构 实例工程项目概况 金茂大厦（JinMaoTower），又称金茂大楼，位于上海浦东新区黄浦江畔的陆家嘴金融贸易区，楼高米，是上海目前第2高的摩天大楼（截至2008年）、中国大陆第3高楼、世界第8高楼。大厦于1994年开工，1999年建成，有地上88层，若再加上尖塔的楼层共有93层，地下3层，楼面面积27万8,707平方米，有多达130部电梯与555间客房，现已成为上海的一座地标，是集现代化办公楼、五星级酒店、会展中心、娱乐、商场等设施于一体，融汇中国塔型风格与西方建筑技术的多功能型摩天大楼，由著名的美国芝加哥SOM设计事务所的设计师Adrian Smith设计。因为中国人喜欢塔所以中国才把金茂大厦设计成这样。 实例工程项目结构选型与结构布置分析 其结构体系为巨型型钢混凝土翼柱+ 内筒混合结构体系。这种混合结构体系的巨型型钢混凝土柱和钢筋混凝土内筒通过刚性大梁构成一个整体的抗侧力体系, 而且其抗侧力体系的力矩很大, 效率很高。这种体系还可提供较大的使用空间, 其外围洞口可以做得很大。 2框架结构体系 框架结构体系概述 框架结构是利用梁柱组成的纵、横向框架，同时承受竖向荷载及水平荷载的
1 混合结构体系 1.1混合结构体系概述 混合结构是指承重的主要构件是用钢筋混凝土和砖木建造的。如一幢房屋的梁是用钢筋混凝土制成，以砖墙为承重墙，或者梁是用木材建造，柱是用钢筋混凝土建造。由两种或两种以上不同材料的承重结构所共同组成的结构体系均为混合结构。混合结构,又可以说是砖混结构.虽然也用钢筋浇柱\梁,但墙体具是承重功能,不能乱拆. 特点：质量较框架略差,质量较好,寿命较长.造价略低，适合6层以下，横向刚度大，整体性好，但平面灵活性差。 分类：型钢柱+混凝土梁+混凝土筒归入混凝土结构 型钢柱/钢管混凝土+钢梁+混凝土筒归入型钢框架混凝土核心筒结构 1.2 实例工程项目概况 金茂大厦（JinMaoTower），又称金茂大楼，位于上海浦东新区黄浦江畔的陆家嘴金融贸易区，楼高420.5米，是上海目前第2高的摩天大楼（截至2008年）、中国大陆第3高楼、世界第8高楼。大厦于1994年开工，1999年建成，有地上88层，若再加上尖塔的楼层共有93层，地下3层，楼面面积27万8,707平方米，有多达130部电梯与555间客房，现已成为上海的一座地标，是集现代化办公楼、五星级酒店、会展中心、娱乐、商场等设施于一体，融汇中国塔型风格与西方建筑技术的多功能型摩天大楼，由著名的美国芝加哥SOM设计事务所的设计师Adrian Smith设计。因为中国人喜欢塔所以中国才把金茂大厦设计成这样。 1.3 实例工程项目结构选型与结构布置分析 其结构体系为巨型型钢混凝土翼柱+ 内筒混合结构体系。这种混合结构体系的巨型型钢混凝土柱和钢筋混凝土内筒通过刚性大梁构成一个整体的抗侧力体系, 而且其抗侧力体系的力矩很大, 效率很高。这种体系还可提供较大的使用空间, 其外围洞口可以做得很大。 2框架结构体系 2.1框架结构体系概述 框架结构是利用梁柱组成的纵、横向框架，同时承受竖向荷载及水平荷载的
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。
《建筑结构选型》课程教学大纲 课程编号: 610005 课程名称：建筑结构选型 英文名称：Selection of structural design 课程类型: 必修课 总学时：32 讲课学时：32 学分：2 适用对象:建筑学本科 先修课程：无 执笔人：金杰审定人：孟昭博 一.课程性质、目的和任务 《建筑结构选型》课程是建筑学专业学生的一门专业必修课，其基本出发点是紧密结合建筑学专业实际的需要提供相应结构的基本概念知识。 基本目的和意义在于，使学生通过学习后，能掌握基本结构知识，在进行建筑构思和设计中，增强建筑中结构的合理性与可行性，做出比较经济合理、切实可行的建筑方案与设计，以求得建筑艺术与建筑技术的完美结合。同时，加深同学们对一般性房屋结构设计方法的了解，拓宽结构专业方面的知识，开阔学生的眼界和思路。 二.课程教学和教改基本要求 通过学习后，能掌握基本结构知识，在进行建筑构思和设计中，增强建筑中结构的合理性与可行性，做出比较经济合理、切实可行的建筑方案与设计，以求得建筑艺术与建筑技术的完美结合。同时，加深同学们对一般性房屋结构设计方法的了解，拓宽结构专业方面的知识，开阔学生的眼界和思路。 三.课程各章重点与难点、教学要求与教学内容 第一章梁和悬挑构件 教学要求： 了解梁和悬挑构件的形式，掌握梁和悬挑构件的受力及变形特点。 教学重点与难点：梁和悬挑构件的受力及变形特点 教学时数：理论教学2学时。 教学内容： 1.1 梁的形式； 1.按材料来分 (1)石梁， 古代埃及、西亚、希腊形成狭长式密柱林立的空间，如阿蒙神庙，帕提农神庙。 这是因为石村抗弯性能差(抗拉低，抗压高)所以石梁高度很大，极其笨重，跨度受限制， 可达8—9m (2)木梁，
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。
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0.5
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