建筑結(jié)構(gòu)及選型

1、第1章 梁和懸挑結(jié)構(gòu)梁的形式材料分類：石梁、木梁、鋼梁、鋼筋混凝土梁、預(yù)應(yīng)力混凝土梁、鋼鋼筋混凝土組合梁。鋼筋混凝土梁是目前應(yīng)用最廣的梁，鋼筋與混凝土共同工作使其有耐久、耐火及經(jīng)濟(jì)。但撓度及變形約束了跨度。梁截面形式分類：矩形、T形、工字型、十字形等。梁按支座約束條件分類：靜定與超靜定、單跨與多跨、簡(jiǎn)支與懸臂。懸挑結(jié)構(gòu)懸挑結(jié)構(gòu)的形式材料：鋼筋混凝土、鋼材形式：陽(yáng)臺(tái)、屋蓋、房屋。第2章 桁架結(jié)構(gòu)桁架結(jié)構(gòu)中的桁架指的是桁架梁，是格構(gòu)化的一種梁式結(jié)構(gòu)。桁架結(jié)構(gòu)常用于大跨度的廠房、展覽館、體育館和橋梁等公共建筑中。由于大多用于建筑的屋蓋結(jié)構(gòu)，桁架通產(chǎn)也被稱為屋架。桁架結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)由簡(jiǎn)支梁發(fā)展成為桁架

2、桁架的實(shí)質(zhì)是利用構(gòu)件的截面幾何特征的有利因素（增大慣性矩、抵抗矩的同時(shí)，減少構(gòu)件的截面面積），達(dá)到減輕結(jié)構(gòu)自重的效果。桁架結(jié)構(gòu)的組成：弦桿（上弦桿、下弦桿）、腹桿（斜桿、豎桿）*經(jīng)抽象簡(jiǎn)化后，桿軸交于一點(diǎn)，且“只受節(jié)點(diǎn)荷載作用的直桿、鉸結(jié)體系”的工程結(jié)構(gòu)。*特性：只有軸力，而沒有彎矩和剪力。軸力又稱為主內(nèi)力。*整個(gè)結(jié)構(gòu)對(duì)支座沒有橫向推力。桁架結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)桁架的各桿件受力均以單向拉、壓為主。通過對(duì)上下弦桿和腹桿的合理布置，可適應(yīng)結(jié)構(gòu)內(nèi)部的彎矩和剪力分布。由于水平方向的拉、壓內(nèi)力實(shí)現(xiàn)了自身平衡，整個(gè)結(jié)構(gòu)不對(duì)支座產(chǎn)生水平推力。結(jié)構(gòu)布置靈活。應(yīng)用范圍非常廣。桁架梁和實(shí)腹梁想比，在抗彎方面，由于將受拉與受

3、壓的截面集中布置在上下兩端，增大了內(nèi)力臂，使得以同樣的材料用量。實(shí)現(xiàn)了更大的抗彎強(qiáng)度。在抗剪方面，通過合理布置腹桿，能夠?qū)⒓袅χ鸩絺鬟f給支座。這樣無論是抗彎還是抗剪，桁架結(jié)構(gòu)都能夠使材料強(qiáng)度得到充分發(fā)揮，從而適用于各種跨度的總建筑屋蓋結(jié)構(gòu)。重要的意義還在于，它將橫彎作用下的實(shí)腹梁內(nèi)部復(fù)雜的應(yīng)力狀態(tài)轉(zhuǎn)化為桁架桿件內(nèi)簡(jiǎn)單的拉壓應(yīng)力狀態(tài)，使我們能夠直觀地了解力的分布和傳遞，便于結(jié)構(gòu)的變化和組合?？臻g（二維）桁架所有組成桁架的桿件以及荷載的作用都在同一平面內(nèi)?？臻g（三維）桁架組成桁架的桿件不都在同一平面內(nèi)。桁架結(jié)構(gòu)的計(jì)算假定（1） 組成桁架的所有桿件都是直桿，所有各桿的中心線都在同一平面內(nèi)。（2） 桁

4、架的桿件與桿件連接節(jié)點(diǎn)均視為鉸接節(jié)點(diǎn)。（3） 所有外力（包括荷載及支座反力）都作用在桁架的中心平面內(nèi)，并集中總用在節(jié)點(diǎn)上。桁架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力：桁架的整體為格構(gòu)式的受彎構(gòu)件。（1） 弦桿的內(nèi)力：上弦桿受壓，下弦桿受拉。（2） 腹桿的內(nèi)力：豎腹桿和斜腹桿。桁架桿件的內(nèi)力桁架桿件的內(nèi)力分布與桁架幾何形狀有關(guān)：（1） 平行弦桁架：弦桿內(nèi)力兩端小中間逐漸增大、腹桿內(nèi)力由中間向兩端增大。（2） 三角形桁架：弦桿內(nèi)力由中間向兩端逐漸增大，腹桿內(nèi)力由兩端向中間增大。（3） 折線形桁架：桿件內(nèi)力分布均勻。木屋架木屋架可形成三角形屋架，有兩坡式和四坡式的坡屋頂，建筑造型美觀。鋼木屋架鋼木屋架是指受壓桿件如上弦桿及斜桿

5、均采用木材制作，受拉桿件如下弦桿及拉桿均采用鋼材制作。拉桿一般用圓鋼材料，下弦桿可以采用圓鋼或型鋼材料的屋架。鋼屋架屋架的分類：屋架的外形通常有三角形、梯形、多邊形等。按桿件的布置分類：豪式、芬克式、再分式。按外形分類：平行弦桁架、三角形桁架、拋物線桁架、梯形桁架、下折式。輕鋼屋架結(jié)構(gòu)形式主要有：三角形、三鉸拱、梭形屋架。輕型鋼屋架的上弦一般用小角鋼，下弦和腹桿可用小角鋼、圓鋼、薄壁型鋼或鋼桿。三鉸拱屋架：桿系承壓較弱，整體剛度差，適用于跨度不大于18米屋架。梭形屋架：易取材。截面重心低，空間剛度好，穩(wěn)定性更好。預(yù)應(yīng)力桁架（1） 降低結(jié)構(gòu)高度，采用高強(qiáng)度鋼材。（2） 上弦桿初始受拉，下弦桿初始

6、受壓。（3） 恒載作用時(shí)弦桿內(nèi)力很小。（4） 兩階段設(shè)計(jì)，小變形，線性疊加。鋼筋混凝土鋼組合屋架組合屋架合理用材（上弦等壓桿為混凝土，下弦等拉桿為鋼拉桿）充分發(fā)揮兩種不同材料的力學(xué)性能，自重輕。屋架結(jié)構(gòu)的選型（1） 屋架結(jié)構(gòu)的受力：拋物狀的拱形受力最為合理，梯形屋架具有較好的力學(xué)性能，施工方便，在大中跨建筑中被廣泛應(yīng)用，三角形屋架一般僅適用于中小跨度，矩形屋架常用作托架。（2） 屋面防水構(gòu)造：三角形屋架多用于自由排水，梯形等屋架用于有組織排水。（3） 材料的耐久性及使用環(huán)境：環(huán)境濕度較大、有侵蝕性介質(zhì)不宜采用木屋架和鋼屋架。（4） 跨度18m以下：鋼筋混凝土鋼組合屋架；36m以上：鋼屋架。屋架

7、結(jié)構(gòu)的布置考慮建筑外觀及使用功能要求進(jìn)行包括屋架的跨度、間距、標(biāo)高等布置。承重方式為橫墻承重。屋架的節(jié)點(diǎn)鋼構(gòu)件的連接方式：鉚接、焊接、螺栓連接。鋼屋架節(jié)點(diǎn)處一般采用節(jié)點(diǎn)板將各桿件相連。構(gòu)件與節(jié)點(diǎn)板采用焊接。桁架的形式變化與組合桁架的幾何形式可采用對(duì)稱或不對(duì)稱形式，以及半跨形式，可水平或傾斜，也可倒置以適應(yīng)不同的建筑造型需要。屋架結(jié)構(gòu)的支承桁架支撐的作用：（1） 保證桁架結(jié)構(gòu)的空間幾何的穩(wěn)定性。（2） 保證桁架結(jié)構(gòu)空間剛度和空間整體性。（3） 為桁架提供必要的側(cè)向支撐。（4） 承受并傳遞水平荷載。（5） 保證結(jié)構(gòu)安裝時(shí)的穩(wěn)定和方便。立體桁架立體桁架具有較大的平面外剛度，有利于吊裝和使用，接受支撐

8、用材，可取得更大跨度，保證結(jié)構(gòu)的整體性。但節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造復(fù)雜，焊縫要求高，制作復(fù)雜。第3章 單層剛架結(jié)構(gòu)實(shí)腹式門式剛架，輕型鋼結(jié)構(gòu)。格構(gòu)式更大跨度，鋼管空間框架門式剛架的適用范圍剛架：是將梁和柱子通過剛性節(jié)點(diǎn)連接起來，形成剛性節(jié)點(diǎn)框架結(jié)構(gòu)，屬于平面結(jié)構(gòu)體系，用于大跨建筑。剛架可以是單跨或多跨剛架（稱門式鋼架），也可是多層剛架（稱框架）。剛架的特點(diǎn)：梁端存在剛節(jié)點(diǎn)，可將梁的端彎矩傳遞給柱子。與同樣跨度的簡(jiǎn)支梁相比，由于梁端負(fù)彎矩的存在，降低了跨中彎矩，從而可以實(shí)現(xiàn)較大跨度。門式剛架的受力特點(diǎn)剛架結(jié)構(gòu)與排架的比較：豎向荷載作用下，柱對(duì)梁的約束作用，減少了梁中的彎矩和撓度。水平荷載作用下，梁對(duì)柱的約束作

9、用，兼騷了柱內(nèi)的彎矩和側(cè)向位移。門式剛架按約束條件分類（1） 無鉸剛架:三次超靜定，剛度好，內(nèi)力分布均勻，柱底彎矩大。（2） 兩較干架：一次超靜定，剛架內(nèi)彎矩較大，筑基無彎矩。（3） 三鉸剛架：靜定，基礎(chǔ)不均勻沉降對(duì)結(jié)構(gòu)沒影響，省材，剛度差。梁柱線剛比對(duì)結(jié)構(gòu)內(nèi)力的影響豎向荷載作用：當(dāng)兩端柱的剛度不等，梁兩端的內(nèi)力不等。水平荷載作用：當(dāng)兩端柱的剛度不等，柱承受的的側(cè)向剪力和彎矩不等。門式剛架的高跨比對(duì)結(jié)構(gòu)內(nèi)力的影響門式剛架的高度與跨度之比決定了剛架的基本形式。剛架的高度減小，支座水平推力增大。構(gòu)構(gòu)造對(duì)結(jié)構(gòu)內(nèi)力的影響(1) 兩較剛架，為減少橫梁內(nèi)力，可采用設(shè)水平拉桿。(2) 懸桿外縱墻，利用墻重的

10、偏心作用，以減少剛架橫梁內(nèi)力。(3) 支座內(nèi)設(shè)，利用支座反力的偏心，以減少剛架橫梁內(nèi)力。溫度變化對(duì)結(jié)構(gòu)內(nèi)力的影響使用時(shí)室外內(nèi)溫差，施工與使用時(shí)的季節(jié)溫差都會(huì)引起溫度變化，溫度變化會(huì)使超靜定結(jié)構(gòu)產(chǎn)生內(nèi)力，剛度越大，內(nèi)力越大。支座移動(dòng)對(duì)結(jié)構(gòu)內(nèi)力的影響支座位移，轉(zhuǎn)動(dòng)都會(huì)使剛架結(jié)構(gòu)內(nèi)力發(fā)生改變。單層剛架結(jié)構(gòu)的選型框架、空腹桁架、單層剛架、單柱懸挑、格構(gòu)式剛架。膠合木剛架結(jié)構(gòu)不受原木尺寸的限制，可用短薄的板材拼接成任意合理截面形式的構(gòu)件；可剔除木節(jié)等缺點(diǎn)以提高強(qiáng)度；具有較好的防腐和耐燃性能。鋼剛架結(jié)構(gòu)分類：實(shí)腹式和格構(gòu)式剛架實(shí)腹式適用于跨度不是很大，構(gòu)造簡(jiǎn)單，安裝方便；格構(gòu)式適用范圍廣，剛度大、省材。單

11、層剛架結(jié)構(gòu)的構(gòu)造與布置橫向布置與物價(jià)結(jié)構(gòu)相同，屋架橫向剛架。橫向承重，不受模數(shù)限制，布置支撐形成整體結(jié)構(gòu)。矩形平面建筑結(jié)構(gòu)多采用等間距，等跨度的平行剛架布置。建筑凈空高，內(nèi)部空間大。剛架節(jié)點(diǎn)的連接構(gòu)造梁柱交接處及跨中屋脊處設(shè)置安裝拼接單元，用螺栓連接。拼接節(jié)點(diǎn)處可加腋與不加腋。剛架柱腳支座構(gòu)造空間鋼管剛架：圓管焊接，加工精度高，節(jié)點(diǎn)構(gòu)造復(fù)雜。單層剛架結(jié)構(gòu)的布置（1） 縱向長(zhǎng)度可達(dá)200m，不用設(shè)伸縮縫（螺栓連接）；（2） 縱向構(gòu)件保證空間穩(wěn)定性：檁條，墻梁，吊車梁，支撐；（3） 支撐：柱間支撐、屋面支撐、墻面支撐，保證穩(wěn)定，減小計(jì)算長(zhǎng)度；（4） 屋面和上柱支撐設(shè)在端部，下柱設(shè)在中部。剛架基本形

12、式的變化構(gòu)件形式的變化，提高了剛架的剛度，豐富結(jié)構(gòu)的美學(xué)表現(xiàn)。構(gòu)件的粗細(xì)變化與彎矩圖協(xié)調(diào)一致，符合人們審美心理。第4章 拱式結(jié)構(gòu)造型獨(dú)特（曲線），支承處有推力，受壓為主。拱結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)（1） 彎矩比相應(yīng)簡(jiǎn)支梁小，有水平推力。（2） 用料省，自重輕，跨度大。（3） 可用抗壓性能強(qiáng)的磚石材料。（4） 構(gòu)造復(fù)雜，施工費(fèi)用高。拱結(jié)構(gòu)的薄弱點(diǎn)拱結(jié)構(gòu)的薄弱點(diǎn)在于它是一種平面結(jié)構(gòu)，整體平面外剛度極差，且在壓力作用下，易產(chǎn)生屈曲現(xiàn)象。為此，一方面要使拱身截面具有足夠的寬度，必要時(shí)可用立體結(jié)構(gòu)形式，還可設(shè)置側(cè)向支撐體系。或者 實(shí)行多拱聯(lián)合，例如形成筒形拱，交叉拱等結(jié)構(gòu)體系，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性，以便更好的發(fā)揮拱結(jié)構(gòu)

13、在大跨建筑中的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。拱結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)在同一平面內(nèi)所受的力，有曲線（或折線）形構(gòu)件組成的拱形結(jié)構(gòu)來承受。拱來承受整個(gè)屋蓋的豎向荷載和水平荷載。拱腳無推力即為曲梁，受力同簡(jiǎn)支梁。結(jié)構(gòu)支撐方式雙鉸拱：最常見，受力合理，制作和安裝方便，較經(jīng)濟(jì)，溫度應(yīng)力低。無鉸拱：受力最合理，最經(jīng)濟(jì)，須設(shè)強(qiáng)支座，溫度應(yīng)力高。三鉸拱：應(yīng)用不廣，拱頂較使結(jié)構(gòu)構(gòu)造復(fù)雜化。拱腳水平推力的平衡拱是有推力的結(jié)構(gòu)，當(dāng)拱腳地基反力不能有效地抵抗其水平推力時(shí)，拱變成為曲梁，這時(shí)拱截面將產(chǎn)生與梁截面相同的彎矩。解決拱腳水平推力的常見四種平衡方式：（1） 拉桿拱水平推力由拉桿直接承受。（2） 水平推力通過剛性水平結(jié)構(gòu)傳遞給總拉桿。（3）

14、 推力由豎向承重結(jié)構(gòu)承擔(dān)。（4） 落地拱利用地基基礎(chǔ)直接承受水平推力。拱結(jié)構(gòu)的形式：天然石材、燒結(jié)磚、土坯、木材、鋼筋混凝土、鋼材。實(shí)腹拱、桁架拱、拉桿拱、薄壁拱、圓弧拱、拋物線拱、懸鏈線拱、軸線與壓力線接近拱式結(jié)構(gòu)的選型與布置結(jié)構(gòu)支承方式：雙鉸拱、無鉸拱、三鉸拱。拱的矢高：在豎向荷載總量相同的情況下，矢高比越小，推力越大。矢高的選擇：（1） 滿足建筑造型及建筑使用功能要求。（2） 應(yīng)使饑餓哦股受力合理。（3） 滿足屋面排水構(gòu)造要求。支座反力（1） 在豎向荷載作用下，拱支座產(chǎn)生水平推力。（2） 在豎向荷載作用下，水平推力。H=Mg/f（3） 水平推力與拱的矢高f成反比。*拱身截面的內(nèi)力（拱梁與

15、簡(jiǎn)支梁的內(nèi)力區(qū)別）（1） 彎矩計(jì)算：拱身內(nèi)的彎矩小于相同跨度相同荷載作用下的簡(jiǎn)支梁內(nèi)的彎矩。（2） 剪力計(jì)算：拱身截面內(nèi)的剪力小于相同跨度相同荷載作用下的簡(jiǎn)支梁內(nèi)的剪力。（3） 軸力計(jì)算：拱身截面內(nèi)存在有較大的軸力，而簡(jiǎn)支梁中是沒有軸力。合理軸線形式與結(jié)構(gòu)的支承條件、外荷載的作用形式有關(guān)。當(dāng)拱軸線的豎向坐標(biāo)與相同跨度、相同荷載作用下的簡(jiǎn)支梁彎矩值成正比時(shí)，可使拱截面內(nèi)彎矩為零，拱形合理。（在豎向均布荷載作用下，三鉸拱的合理拱線為拋物線；在徑向均布荷載作用下，三鉸拱、無鉸拱的合理拱線為圓弧線。拱的合理軸線合理軸線可使拱身各截面處于彎矩為零，僅受軸向力的拱軸曲線。（合理的軸線形式與結(jié)構(gòu)的支承條件、

16、外荷載的作用形式有關(guān)。）內(nèi)力分析（1） 采用合理地拱身軸線形式，可使拱身各截面的彎矩為零。（2） 拱腳支座存在較大的推力。拱身的截面彎矩、剪力小于相同條件下簡(jiǎn)支梁的彎矩。剪力。（3） 拱身截面攢在較大軸力。簡(jiǎn)支梁軸力為零。拱截面的主要尺寸截面形式拱身有實(shí)體和格構(gòu)式兩種形式。鋼結(jié)構(gòu)拱一般采用格構(gòu)式，鋼筋混凝土拱一般采用實(shí)體形式，截面有矩形、工字形兩種。拱的結(jié)構(gòu)布置拱的結(jié)構(gòu)選型需考慮：1） 結(jié)構(gòu)的支承形式2） 拱的矢高3） 拱身形式（拱軸線方程）4） 拱身截面形式及高度布置：并列布置、徑向布置、環(huán)向布置、井式布置、多交叉布置。第5章 鋼筋混凝土空間薄壁結(jié)構(gòu)薄殼由兩個(gè)幾何曲面構(gòu)成的空間結(jié)構(gòu)。（或是空

17、間薄壁結(jié)構(gòu)）主要承受各種作用產(chǎn)生的中面的內(nèi)的力，其厚度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于其寬度和長(zhǎng)度。薄殼結(jié)構(gòu)按曲面生成的形式分筒殼、圓頂薄殼、雙曲扁殼和雙曲拋物面殼；由平板構(gòu)成的折板、雁型板等。材料大多采用鋼筋混凝土。殼體內(nèi)力分布均勻，能充分利用材料強(qiáng)度，同時(shí)又能將稱重與圍護(hù)兩種功能融合為一。薄殼結(jié)構(gòu)為曲面的薄壁結(jié)構(gòu)，為雙向的空間結(jié)構(gòu)，主要靠曲面內(nèi)的雙向軸向力和順剪力（薄膜內(nèi)力）來承重。殼體的強(qiáng)度和剛度主要是利用幾何形狀的合理性，而不是以增大其結(jié)構(gòu)截面尺寸取得。工程中因殼體優(yōu)越的雙向直接受力性能-強(qiáng)度大，極大的空間剛度-剛度大，屋面與承重合一-板架合一等特性；用料省，自重輕，覆蓋面大，穩(wěn)定性好，容易適應(yīng)建筑功能和造型

18、需要，故應(yīng)用較廣泛。薄殼是由上下兩個(gè)幾何曲面構(gòu)成的。兩個(gè)曲面之間的距離為板的厚度。（1） 零高斯曲線：一個(gè)主方向?yàn)橹本€其曲率為零。（2） 正高斯曲線：兩個(gè)方向主曲率同號(hào)。（3） 負(fù)高斯曲線：兩個(gè)方向主曲率異號(hào)。平移曲面-一條豎向曲線（母線）沿另一豎向曲線（導(dǎo)線）平移形成曲面。橢圓拋物面殼、雙曲拋物面殼直紋曲面-一段直線（母線）的兩端沿一條或兩條固定曲線（導(dǎo)線）移動(dòng)形成。薄殼結(jié)構(gòu)的內(nèi)力一般情況下殼板的徑向和環(huán)向彎矩較小，可忽略，殼板內(nèi)力可按無彎矩理論計(jì)算（理想的薄殼無彎矩和抗扭能力）。單位面積上的內(nèi)力：在豎向荷載作用下只能有正向力和順剪力。薄殼結(jié)構(gòu)的施工（1) 現(xiàn)澆混凝土殼體（2) 預(yù)制單元、現(xiàn)

19、場(chǎng)高空裝配成整體殼體（3) 地面現(xiàn)澆混凝土殼體或預(yù)制單元裝配后整體提升（4) 裝配整體式疊合殼體（鋼絲網(wǎng)水泥薄板上在澆混凝土）（5) 采用柔膜噴涂成殼（柔膜上涂抹或噴射砂漿）圓頂薄殼：是正高斯曲率的旋轉(zhuǎn)曲面殼，由殼面與支座環(huán)組成，殼面厚度可以做的很薄，一般為曲率半徑的1/600，跨度可以很大。支座環(huán)對(duì)圓頂殼起箍的作用，并通過它將整個(gè)薄殼擱置在支承構(gòu)件上。圓頂薄殼的組成及結(jié)構(gòu)形式殼板：應(yīng)具有一定的強(qiáng)度和剛度。支座環(huán)：薄殼結(jié)構(gòu)保持幾何圖形不變的保證。下部支承：承受結(jié)構(gòu)荷載并傳至基礎(chǔ)。支座環(huán)的拉力及殼面邊緣局部彎矩支座環(huán)對(duì)圓頂殼板起套箍作用，承受殼身邊緣傳遞來的推力，是圓頂結(jié)構(gòu)保持幾何形體不變的保證

20、。推力使支座環(huán)在水平面受拉。支座環(huán)對(duì)殼板的約束使殼面邊緣產(chǎn)生徑向的局部的彎矩。支承結(jié)構(gòu)：常見的支承方式：（1） 通過支座環(huán)支承在房屋的豎向承重構(gòu)件上（磚墻、鋼筋混凝土柱等）。（2） 支承在斜柱或斜拱上。（3） 支承在框架上。（4） 直接落地支承在基礎(chǔ)上。圓頂殼板的內(nèi)力在軸對(duì)稱荷載作用下，圓徑向受力（壓力頂小底大）；圓環(huán)向受力，頂部為壓力，底部或受拉力或受壓力。拱與殼比較拱結(jié)構(gòu)：幾何特征為外形呈現(xiàn)曲線狀，結(jié)構(gòu)特征為以壓力為主的平面結(jié)構(gòu)，支座處有水平推力，受力特征為主要承受壓力。殼體結(jié)構(gòu)：幾何特征為外形呈曲線，結(jié)構(gòu)特征為空間薄壁結(jié)構(gòu)，受力特征為雙向直接傳力，主要薄壁內(nèi)力（軸向力及順剪力）。筒殼與錐

21、殼筒殼的結(jié)構(gòu)組成筒殼（柱面薄殼）：是單向有曲率的薄殼。由殼身、側(cè)邊緣構(gòu)件和橫隔組成。筒殼的結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)殼身與側(cè)邊緣構(gòu)件共同工作，整體受力。橫隔是筒殼的橫向支承，缺少它，筒身的形體就要破壞。橫隔間的距離為殼體的跨度l1，側(cè)邊構(gòu)件間距離為殼體的波長(zhǎng)l2。當(dāng)l1/l23時(shí)為長(zhǎng)殼，縱向梁的傳力作用顯著，按梁的理論計(jì)算； l1/l21時(shí)，長(zhǎng)折板；當(dāng)波長(zhǎng)l2/跨度l11時(shí)，短折板。*折板的受力特點(diǎn)及計(jì)算要點(diǎn)（1） 雙向受力與傳力：豎向荷載作用下，折縫與兩側(cè)斜板提供抗彎剛度承擔(dān)此荷載。并借折縫把力傳給折縫端頭的支座。其橫向靠多跨連續(xù)板傳力，因橫向有彎矩，板仍不能太薄或不能太寬。（2） 折縫的保證作用：在橫向

22、作連續(xù)板的支座，在縱向使各塊斜板連城整體，保證其縱向剛度。（3） 橫隔的保證作用：橫隔不僅是折板的支座和板的邊框，其最主要的作用是保證薄而高的斜板不變位，使之具有足夠的橫向剛度，從而具有縱向剛度的折板發(fā)揮其強(qiáng)度。折板結(jié)構(gòu)的構(gòu)造折板結(jié)構(gòu)的板單元有矩形、三角形兩種。用于無蓋則排水效果較好，并可構(gòu)成折板鋼架。折板的結(jié)構(gòu)形式（1） 無邊梁折板由若干等厚度的平板和橫隔組成。（預(yù)制v形折板就是其中的一種）（2） 有邊梁折板一般為現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)，由折板、邊梁和橫隔構(gòu)件三部分組成.(筒殼式折板）折板的結(jié)構(gòu)形式多樣，可做折板梁，折板墻、柱，折板鋼架，折板拱，折板殼等。折板的結(jié)構(gòu)布置（1） 外伸懸挑挑檐、雨篷、站臺(tái)、看

23、臺(tái)頂棚。（2） 形變沿縱向變化波寬與波高，護(hù)兩端支座一高一低，改變?cè)煨?。?） 并列組合并列等寬的折板只能組成矩形，用追星變寬折板則能并列出扇形或環(huán)形。（4） 反向并列組合基本單元為一塊三角形折板，為變截面v或，相隔相反組合。折板的組合：各塊斜板互相依靠，提高整體折板承載能力。第六章 平板網(wǎng)架結(jié)構(gòu)平板網(wǎng)架結(jié)構(gòu)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)是由空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)：許多桿件根據(jù)建筑形體要求，按一定規(guī)律進(jìn)行布置，通過節(jié)點(diǎn)連接組成的網(wǎng)狀的三維空間桿系結(jié)構(gòu)。具有三維受力特點(diǎn)，一般為高次超靜定的空間結(jié)構(gòu)。各桿件主要承受軸向力。網(wǎng)架的結(jié)構(gòu)形態(tài)按構(gòu)成方式可分為;平板網(wǎng)架和曲面網(wǎng)架。網(wǎng)架的組成雙層網(wǎng)架上弦桿，下弦桿兩個(gè)平面與上下弦之間的腹

24、桿組成。（適用于跨度不大于50m）三層網(wǎng)架上弦桿，下弦桿中弦桿按個(gè)平面與三層弦之間的腹桿組成（適用跨度大于50m）特點(diǎn)：能夠承受各方向的作用，且網(wǎng)架為高次超靜定結(jié)構(gòu)。網(wǎng)架結(jié)構(gòu)中的空間交匯的桿件，即為受力桿件，有互為支撐桿件，協(xié)同工作。網(wǎng)架結(jié)構(gòu)整體性能好，穩(wěn)定性好，空間剛度大，能有效承受非對(duì)稱荷載、集中荷載和動(dòng)荷載，有較好的抗震性能。平板網(wǎng)架是無水平推力、拉力的空間結(jié)構(gòu)，一般簡(jiǎn)支在支座上。網(wǎng)架結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了較小規(guī)格的桿件束建造大跨度結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)站空間較小，且可利用空間大（網(wǎng)架上下弦之間的空間布置各種管線）。適用:網(wǎng)架結(jié)構(gòu)平面布置靈活，可用于矩形、圓形、橢圓形、多邊形。扇形等多種建筑平面，適用不同跨度、

25、不同平面形狀、不同支承條件、不同功能需要的建筑物。建筑造型新穎、輕巧、壯觀。網(wǎng)架的結(jié)構(gòu)形式及選型網(wǎng)架的結(jié)構(gòu)形式按構(gòu)成港式可分為交叉桁架體系和角錐體系兩類。交叉桁架體系：兩向或三向的相互價(jià)差平面桁架組成交叉立體桁架。交叉桁架體系網(wǎng)架一片片平面桁架相互交叉組成立體桁架。每片桁架的上弦桿、下弦桿及腹桿位于同一垂直平面。整個(gè)網(wǎng)架科兩向。三向交叉而成。（1） 雙向正交正放網(wǎng)架網(wǎng)架由相互90相交的平面桁架組成，桁架平行或垂直于建筑邊緣線。上下弦的網(wǎng)格尺寸相同，同一方向的每個(gè)平面桁架長(zhǎng)度相同，受力均勻，構(gòu)造簡(jiǎn)單，便于制作安裝。由于網(wǎng)架的上下弦網(wǎng)格都為方形網(wǎng)格，屬于幾何可變體系，需要適當(dāng)設(shè)置水平支撐，保證其在

26、水平力作用下的幾何不變形。適用于建筑平面為正方形、近正方的矩、正多邊形、圓形，此時(shí)兩個(gè)方向的桁架跨度相近，空間作用明顯，跨度以3060m的中等跨度。（2） 兩向正交斜放網(wǎng)架兩組相互交叉成90的平面桁架組成，且兩組桁架分別于其相應(yīng)的建筑平面邊線成45。兩向正交斜放網(wǎng)架中每片桁架的長(zhǎng)短不同，用于平面為矩形的建筑時(shí)，角部短桁架對(duì)于與之相交的長(zhǎng)桁架起著彈性支座的作用，減小了長(zhǎng)桁架的跨度，從而降低了跨中彎矩。但四角支座處產(chǎn)生拔力。兩向正交斜放網(wǎng)架用于平面為長(zhǎng)方形的建筑時(shí)，桁架的跨度不因建筑邊長(zhǎng)增加而增大，桁架的最大跨度保持一定值（短邊的2倍）與兩向正交正放網(wǎng)架相比有空間剛度大，用鋼量省的優(yōu)點(diǎn)。(3) 兩

27、向斜交斜放網(wǎng)架兩組相互交叉不能為90的平面桁架組成，切兩組桁架分別與其相應(yīng)的建筑平面邊線的交角也不相同。構(gòu)造復(fù)雜，受力性能不好，很少采用。（4） 三向交叉網(wǎng)架（5） 三向交叉網(wǎng)架（桁架互成60交角），平面呈正三角形格。適合建筑平面為三角形，六邊形以及圓形平面的大跨建筑（常用于建筑跨度大于60m），它比兩向相交的網(wǎng)架空間剛度大，受力均勻。但它的節(jié)點(diǎn)處交匯桿件多，節(jié)點(diǎn)構(gòu)造復(fù)雜。角錐體系網(wǎng)架由基本單元為三角錐體、四角錐體或六角椎體所組成的空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。角錐桁架體系網(wǎng)架的主要形式（1） 四角椎體系網(wǎng)架網(wǎng)架的上、下弦平面為正方形網(wǎng)格，下弦桿相對(duì)于上弦桿平移半格，位于上弦方格中央，四用四根斜腹桿將上、下弦

28、網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)相連，即形成四角錐網(wǎng)架。類型：正放四角錐、正放抽空四角錐、斜放四角錐，星形四角錐網(wǎng)架、棋盤形四角錐網(wǎng)架。（2） 正放抽空四角錐網(wǎng)架下弦網(wǎng)格尺寸擴(kuò)大一倍，節(jié)約鋼材，便于采光、遮風(fēng)。適用于中、小跨度或屋面荷載較小的周邊支承、點(diǎn)支承以及周邊支承與點(diǎn)支承相結(jié)合的情況。（3） 斜放四角錐網(wǎng)架上弦桿約為下弦桿的0.7倍，上弦受壓，下弦受拉，受力更合理，節(jié)點(diǎn)匯集桿件數(shù)目少，用鋼量少，構(gòu)造簡(jiǎn)單。但屋面板種類較多。屋面排水坡度的形成較難，造成屋面構(gòu)造設(shè)計(jì)不便。適用于中小跨度周邊支承，或周邊支承與點(diǎn)支承相結(jié)合的方形和矩形平面的建筑。（4） 星形四角錐網(wǎng)架單元由兩個(gè)倒置的三角形小桁架相互交叉而成。受力合理適

29、用于中、小跨度切為主編支承的屋蓋。（5) 棋盤形四角錐網(wǎng)架受力合理，受力均勻，桿件較少。屋面板規(guī)格統(tǒng)一，適用于小跨度的周邊支承屋面。三角錐體系網(wǎng)架這類網(wǎng)架由三角錐體組成。上、下弦桿在自身平面內(nèi)部組成正三角形網(wǎng)格，下弦三角形的節(jié)點(diǎn)正對(duì)上弦三角形的重心，用三根斜腹桿把下弦每個(gè)節(jié)點(diǎn)和上弦三角形的三個(gè)頂點(diǎn)相連，即組成三角錐體。三角錐體網(wǎng)架受力均勻，空間剛度好，適用于矩形、三邊形、六邊形和圓形等建筑平面。（1） 三角錐網(wǎng)架（上下弦均為三角形）：受力均勻，整體剛度好，一般適用于中大跨度及重物蓋的建筑物。（2） 抽空三角錐網(wǎng)架(上弦為三角形，下弦為三角形和六邊形或全為六邊形網(wǎng)格）：有規(guī)律的抽掉部分椎體，使用

30、鋼量較少，但其剛度較差，適用于屋蓋荷載較輕、跨度較小的建筑。（3） 蜂窩形三角錐網(wǎng)架(上弦為三角形和六邊形，下弦為六邊形網(wǎng)格）：每個(gè)節(jié)點(diǎn)六根桿件交匯，節(jié)點(diǎn)和桿件數(shù)少，受力合理，用鋼量少，適用于輕型中、小跨度的屋蓋或周邊支承的建筑。六角錐體網(wǎng)架（錐尖向下）網(wǎng)架桿件多，節(jié)點(diǎn)構(gòu)造復(fù)雜，屋面板為三角形或六角形，施工困難大，現(xiàn)較少采用。網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的支承方式平板網(wǎng)架是無推力的空間結(jié)構(gòu)，一般簡(jiǎn)支于支座。但網(wǎng)架結(jié)構(gòu)具有加大的空間剛度，對(duì)支承構(gòu)件（支座）的剛度和穩(wěn)定性較為敏感。周邊支承（1） 網(wǎng)架的邊界點(diǎn)都支承在周邊柱上，傳力明確，網(wǎng)架受力均勻，但周邊柱較多。使用于大、中跨度的網(wǎng)架。（2） 網(wǎng)架的邊界點(diǎn)支承在周邊

31、梁上，網(wǎng)架受力均勻，柱距布置靈活。適用于中小跨度的網(wǎng)架。三邊支承網(wǎng)架:這種支承方式適用于飛機(jī)庫(kù)或飛機(jī)修理及裝配車間等。建筑功能要求某一邊不可布置支承結(jié)構(gòu)?？缍容^大時(shí)，可在開口邊（網(wǎng)架的自由邊）加反梁（或邊桁架），改善網(wǎng)架的受力性能。兩邊支承網(wǎng)架：對(duì)邊支撐方式，多用于折板網(wǎng)架，工程中應(yīng)用較少。點(diǎn)支承網(wǎng)架：網(wǎng)架支承在四個(gè)支點(diǎn)或多個(gè)支點(diǎn)，柱數(shù)量較少。建筑平面布置靈活，建筑使用方便，特別使用于大柱距的廠房或倉(cāng)庫(kù)。為減少跨中的內(nèi)力或撓度，網(wǎng)架周邊可設(shè)懸挑，使桿件的內(nèi)力更為均勻，且建筑外形輕巧美觀。懸挑段長(zhǎng)度為跨度的1/31/4。周邊支承與點(diǎn)支承結(jié)合適用于大柱網(wǎng)工業(yè)廠房、倉(cāng)庫(kù)、展覽廳等建筑。減小網(wǎng)架跨度，

32、課有效減小網(wǎng)架桿件的內(nèi)力和網(wǎng)架的撓度，節(jié)約鋼材。網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)及選型平板網(wǎng)架是無推力的空間結(jié)構(gòu)，一般簡(jiǎn)支于支座。但網(wǎng)架結(jié)構(gòu)具有較大的空間剛度，對(duì)支承構(gòu)件（支座）的剛度和穩(wěn)定性較為敏感。網(wǎng)架的空間工作性能即與結(jié)構(gòu)的支撐條件有關(guān)，又與桿件的布置有關(guān)。網(wǎng)架結(jié)構(gòu)選型的影響因素：建筑造型、建筑平面形狀、跨度、支承方式、荷載的形式及大小、屋面構(gòu)造和材料以及網(wǎng)架的制作安裝方法都影響網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的選型。周邊支承結(jié)構(gòu)選型(1) 建筑平面為方形或矩形兩向正交正放、兩向正交斜放、正放四角錐、正放抽空四角錐、斜放四角錐、棋盤形四角錐和星形四角錐等七種網(wǎng)架比較（荷載、網(wǎng)格尺寸和網(wǎng)架的高度均相同）單位用鋼量：斜放四角錐網(wǎng)

33、架最少，正放四角錐網(wǎng)架最多。剛度：斜放四角錐網(wǎng)架、正放四角錐、星形四角錐最好。（2） 建筑平面為圓形或正六邊形、正八邊形（一般適用于三向網(wǎng)架）三向網(wǎng)架，三角錐網(wǎng)架，抽空三角錐、蜂窩三角錐等四種網(wǎng)架比較（荷載、網(wǎng)格尺寸和網(wǎng)架的高度均相同）單位用鋼量：跨度較小時(shí)，蜂窩三角錐網(wǎng)架最少，其次為抽空三角錐網(wǎng)架；跨度較大時(shí)，因剛度需求，三向網(wǎng)架及三角錐網(wǎng)架用鋼較少。剛度：三向網(wǎng)架，三角錐網(wǎng)架較好。點(diǎn)支撐結(jié)構(gòu)選型以四點(diǎn)支承為例:受力特點(diǎn)：兩向正交正放比兩向正交斜放受力合理。結(jié)論：網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)是空間工作，網(wǎng)架的空間工作性能既與桿件的布置有關(guān)，又與支承條件有關(guān)。網(wǎng)架弦桿的層數(shù)當(dāng)屋蓋的跨度大于100米或屋架

34、設(shè)有懸掛吊車的工業(yè)廠房時(shí)，采用普通兩層網(wǎng)架的整體剛度，用材均不合適：優(yōu)點(diǎn)：多層網(wǎng)架結(jié)構(gòu)剛度好，內(nèi)力均勻，內(nèi)力峰值遠(yuǎn)小于雙層網(wǎng)架;多層網(wǎng)架網(wǎng)格小，桿件短，可充分發(fā)揮鋼材的高強(qiáng)性能。缺點(diǎn)：多層網(wǎng)架桿件和節(jié)點(diǎn)的數(shù)量較多，施工量大。腹桿布置腹桿的布置應(yīng)盡量使受壓桿件短，受拉桿件長(zhǎng)，充分發(fā)揮桿件截面的強(qiáng)度。對(duì)交叉桁架體系網(wǎng)架，腹桿傾角一般在4055之間。對(duì)角錐網(wǎng)架，斜腹桿的傾角宜采用60。這樣可以使桿件標(biāo)準(zhǔn)化?？缍容^大時(shí)，盡量減小上弦長(zhǎng)度。采用再分式。懸臂長(zhǎng)度：四點(diǎn)及多支撐的網(wǎng)架宜設(shè)有懸臂段，減少跨中彎矩。懸挑段長(zhǎng)度為跨度的1/31/4。網(wǎng)架結(jié)構(gòu)構(gòu)造網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的桿件網(wǎng)架常采用圓鋼管、角鋼薄壁型鋼作為桿件。

35、網(wǎng)架的節(jié)點(diǎn)：連接各方向的交匯桿件，傳遞桿件內(nèi)力。（1） 鋼板節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)剛度大，用鋼量少，整體幸好，制作簡(jiǎn)單，適用于連接型鋼桿件，網(wǎng)架桿件采用鋼管時(shí)，會(huì)使節(jié)點(diǎn)構(gòu)造復(fù)雜。（2) 焊接空心球節(jié)點(diǎn)（兩個(gè)半圓球焊接而成）構(gòu)造簡(jiǎn)單，適應(yīng)性強(qiáng)，傳力明確，造型美觀。適用于連接任意方向的網(wǎng)架桿件，但焊接量大，下料精度要求高。（3） 螺栓球節(jié)點(diǎn)實(shí)心鋼球鉆螺栓孔，高強(qiáng)螺栓連接，適應(yīng)性強(qiáng)，傳力明確且不用焊接、安裝速度快，但節(jié)點(diǎn)構(gòu)造復(fù)雜，機(jī)加工量大。網(wǎng)架的支座：網(wǎng)架的支座設(shè)計(jì)要求構(gòu)造簡(jiǎn)單，傳力可靠明確，盡量符合網(wǎng)架的計(jì)算假定。（1） 平板壓力支座節(jié)點(diǎn)支座底板與支承面間的摩擦力較大，支座不能轉(zhuǎn)動(dòng)、移動(dòng)，與計(jì)算假定不太相符，

36、僅適用于小跨度網(wǎng)架。（2) 單面弧形壓力支座節(jié)點(diǎn)支座底板與柱頂板間的設(shè)置一塊弧形鋼板，支座可有微量轉(zhuǎn)動(dòng)和移動(dòng)，與計(jì)算假定教相符，僅適用于中小跨度的網(wǎng)架。(3) 雙面弧形壓力支座節(jié)點(diǎn)（搖擺支座）支座底板與柱頂板間設(shè)置一塊雙面弧形鑄鋼塊，支座可沿弧面作一定的轉(zhuǎn)動(dòng)和移動(dòng)，與計(jì)算假定較相符，適用于大跨度的網(wǎng)架，但構(gòu)造復(fù)雜，造價(jià)高，單向轉(zhuǎn)動(dòng)，不利于抗震。（4） 球鉸壓力支座節(jié)點(diǎn)支座處一個(gè)凸出的實(shí)心半球嵌合在一個(gè)凹進(jìn)的半球內(nèi)，在任意方向可移動(dòng)、無線位移，與計(jì)算假定相符，利于抗震。適用于多點(diǎn)支承的大跨度的網(wǎng)架。（5） 板式橡膠支座節(jié)點(diǎn)（6） 支座底板與柱頂板間設(shè)置一塊板式橡膠支座墊板，支座可線位移，還可兩向

37、轉(zhuǎn)動(dòng)，適用于大中跨度的網(wǎng)架，構(gòu)造簡(jiǎn)單，造價(jià)較低。柱帽四點(diǎn)或多支撐點(diǎn)的網(wǎng)架，其支撐點(diǎn)處反力集中，使桿件內(nèi)力很大，設(shè)置柱帽可擴(kuò)散反力，也可豐富建筑造型。但柱帽的設(shè)置將占用部分空間或影響立面處理。網(wǎng)架的屋面做法與屋面坡度網(wǎng)架屋面坡度（1） 上弦節(jié)點(diǎn)處加小立柱（但大跨度需驗(yàn)算立柱穩(wěn)定性）。（2） 網(wǎng)架變高度找坡（制作及安裝不便）。（3） 整個(gè)網(wǎng)架起坡（網(wǎng)架跨中起坡，網(wǎng)架呈折板狀）。（4） 支承柱變高度。屋面做法：網(wǎng)架結(jié)構(gòu)一般采用輕質(zhì)、高強(qiáng)、隔熱、防水性能好的屋面材料。網(wǎng)架結(jié)構(gòu)選型綜合考慮因素：建筑平面形狀和尺寸，支承情況、荷載大小、屋面構(gòu)造、支座安裝方法和建筑功能。選型原則:安全可靠，技術(shù)先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)合

38、理，美觀適用。規(guī)范規(guī)定：（1） 平面形狀為矩形的周邊支承網(wǎng)架，當(dāng)邊長(zhǎng)比不大于1.5時(shí)，宜選用斜放四角錐、棋盤四角、正放抽空四角錐、兩向正交斜放、兩向正交正放、正放四角錐網(wǎng)架。中小跨度，也可選用星形四角錐，蜂窩形三角錐。當(dāng)支承距離不等時(shí)，可選用兩向斜交斜放。（2） 平面形狀為矩形的周邊支承網(wǎng)架，邊長(zhǎng)比大于1.5時(shí)，選用兩向正交正放、正放四角錐、正放抽空四角錐網(wǎng)架。邊長(zhǎng)比小于2時(shí)，可選用斜放四角錐。當(dāng)平面狹長(zhǎng)時(shí)，選用單向折線形網(wǎng)架。（3） 平面形狀為矩形，三邊支承一邊開口的網(wǎng)架可按（1）選型，開口邊可增加網(wǎng)架層數(shù)或適當(dāng)增加網(wǎng)架高度，且開口邊為豎直或斜放的邊桁架。（4） 平面形狀為矩形，多點(diǎn)支承的網(wǎng)

39、架，可選用正放四角錐、正放抽空四角錐、兩向正交正放網(wǎng)架。對(duì)多點(diǎn)支承和周邊支承相結(jié)合的多跨網(wǎng)架，還可選用兩向正交斜放或兩向斜交斜放四角錐網(wǎng)架。（5） 平面形狀為圓形、正六邊形及接近正六邊形且為周邊支承的網(wǎng)架，可采用三向、三角錐或抽空三角錐網(wǎng)架。（6） 跨度不大于40m多層建筑的樓層及跨度不大于60m屋蓋，可選用鋼筋混凝土板為上弦的組合網(wǎng)架，組合網(wǎng)架宜選用正放四角錐、兩向正交正放抽空四角錐，斜放四角錐網(wǎng)架和蜂窩形三角錐網(wǎng)架。第七章 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)是曲面型的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，即有曲面行板與邊緣構(gòu)件（梁、拱或桁架）組成的空間結(jié)構(gòu)。具有桿系結(jié)構(gòu)和薄殼結(jié)構(gòu)的特性，受力合理，覆蓋跨度大，施工簡(jiǎn)便，可創(chuàng)造新

40、穎的建筑造型，是有著廣闊前景的空間結(jié)構(gòu)。優(yōu)點(diǎn)：（1） 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的桿件主要承受軸力，內(nèi)力分布均勻，應(yīng)力峰值較小，可充分發(fā)揮出來強(qiáng)度作用。（2） 具有豐富的造型。（3） 桿件尺寸與整個(gè)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的尺寸相比很小。（4） 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)中網(wǎng)格的桿件可以用直桿代替曲桿。缺點(diǎn)：計(jì)算、構(gòu)造、制作安裝均較復(fù)雜，不經(jīng)濟(jì)。筒網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)：?jiǎn)螌泳W(wǎng)殼：?jiǎn)螌又婢W(wǎng)殼、單層球面網(wǎng)殼。雙層網(wǎng)殼：交叉桁架體系、角錐體系。單層筒網(wǎng)殼單向斜桿柱面網(wǎng)殼桿件小，結(jié)構(gòu)形式簡(jiǎn)單，用鋼少，但穩(wěn)定性差，剛度不如雙向斜桿柱面網(wǎng)殼。雙向和三向網(wǎng)格型柱面網(wǎng)殼，具有較好的剛度和穩(wěn)定性，桿件規(guī)格較單一，經(jīng)濟(jì)合理。分類;雙斜桿網(wǎng)殼、三向網(wǎng)格型網(wǎng)殼（剛度好，適用大跨

41、度）；聯(lián)放網(wǎng)格型網(wǎng)殼（受力明確，穩(wěn)定差）雙層筒網(wǎng)殼：由兩個(gè)同心或不同心的單層網(wǎng)殼經(jīng)斜腹桿連接而成。（1） 交叉桁架體系：是由兩個(gè)或三個(gè)方向的平行桁架交叉構(gòu)成。（構(gòu)造簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)參普通鋼桁架。)（2） 角錐雙層筒網(wǎng)殼的網(wǎng)格形式：正放四角錐柱面網(wǎng)殼、正放抽空四角錐柱面網(wǎng)殼、斜置正放四角錐柱面網(wǎng)殼、三角錐柱面網(wǎng)殼、抽空三角錐柱面網(wǎng)殼（剛度大，桿件少，最常用，適用于小跨度，輕屋面）筒網(wǎng)殼受力特點(diǎn)：筒網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的作用可看成為波長(zhǎng)方向的拱與跨度方向的梁的作用組合，內(nèi)力分布規(guī)律及變形也與兩鉸拱相似。正交類筒網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的作用以波長(zhǎng)方向的拱為主，結(jié)構(gòu)受力均勻。斜交類網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的作用是以對(duì)角線方向的主拱受力最大。筒網(wǎng)殼結(jié)

42、構(gòu)的支承：筒網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的受力與其支承條件有很大關(guān)系。（1） 對(duì)邊支承：以跨度方向?yàn)橹С型补敖Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)注意解決拱腳推力問題。（拉桿、墻垛、斜柱、拱腳落地等。）以波長(zhǎng)方向?yàn)橹С型矚そY(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)注意結(jié)局邊緣構(gòu)件問題。（2） 四邊支承或多點(diǎn)支承正確區(qū)分短殼、長(zhǎng)殼、中長(zhǎng)殼，解決空間問題。球網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)單層球網(wǎng)殼（1） 梯形（肋環(huán)形球面網(wǎng)殼）只有徑向桿和緯向桿件，無斜桿，大部分網(wǎng)格呈四邊形（形似蜘蛛網(wǎng)），節(jié)點(diǎn)構(gòu)造簡(jiǎn)單，節(jié)點(diǎn)為剛性連接，且存在節(jié)點(diǎn)彎矩，適用于中、小跨度的穹頂。（2） 菱形（無緯向桿聯(lián)方型網(wǎng)殼）由左斜桿與右斜桿構(gòu)成菱形網(wǎng)格，斜桿夾角為3050，規(guī)律性明顯，造型優(yōu)美，構(gòu)件一般為木材、工字鋼、槽鋼和砼構(gòu)件

43、。適用于大中跨度的穹頂建筑。（3） 三角形（有緯向桿聯(lián)方型、施威德勒網(wǎng)殼）在菱形網(wǎng)格上增設(shè)緯向桿，形成三角形網(wǎng)格，提高了網(wǎng)殼的穩(wěn)定性和剛度，能承受較大的非對(duì)稱荷載。適用于中、大跨度的穹頂建筑。雙層球網(wǎng)殼的布置采用網(wǎng)殼厚度不等或局部網(wǎng)殼厚度改變，可不受單層網(wǎng)殼穩(wěn)定性能控制，又能充分發(fā)揮網(wǎng)殼桿件的承受能力，節(jié)省材料。網(wǎng)格和干架布置時(shí)，應(yīng)盡量使桿件只產(chǎn)生軸向力，避免產(chǎn)生彎矩，同時(shí)應(yīng)使用網(wǎng)殼便于制作安裝?？刹捎梅椒ǎ海?） 從上到下，厚度均勻減薄。（2） 下部為雙層，上部為單層。（3） 大部分為單層，僅在支承部位為雙層。總結(jié)單層網(wǎng)殼的設(shè)計(jì)由穩(wěn)定性控制，實(shí)際應(yīng)力很小。具有構(gòu)造簡(jiǎn)單，自重輕，省材料，但穩(wěn)定

44、性差，僅適用于中、小跨度的屋蓋。當(dāng)跨度大于40m時(shí)，雙層網(wǎng)殼的剛度和穩(wěn)定性好，且經(jīng)濟(jì)性能也優(yōu)于單層網(wǎng)殼，還適用于有特殊技術(shù)要求（照明、音響和空調(diào)等設(shè)備安裝）等屋蓋。扭網(wǎng)殼扭網(wǎng)殼為反雙拋物面，也為雙直紋曲面（一根直線沿著兩根即不平行也不相交的直線滑動(dòng)形成），殼面上每一點(diǎn)都可作兩根相互垂直的直線。簡(jiǎn)單的施工方法就能準(zhǔn)確地保證桿件布置，內(nèi)力分布均勻，受力狀態(tài)較理想，各點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)相同。扭殼造型輕巧活潑，適應(yīng)性強(qiáng)。（殼面上的兩個(gè)對(duì)角線方向的正向力一正一負(fù)，解決拱受力好但易失穩(wěn)。其他形狀網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)（1) 柱面與球面相結(jié)合網(wǎng)殼（2) 曲面的剪裁組合網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的選型：材料的選擇取決于網(wǎng)殼形式、跨度與荷載、計(jì)算模

45、型、節(jié)點(diǎn)體系、材料來源于價(jià)格，以及制造與安裝。（1） 鋼筋混凝土網(wǎng)殼：自重大，節(jié)點(diǎn)構(gòu)造復(fù)雜。（2） 鋼網(wǎng)殼：使用廣泛。（3） 鋁合金網(wǎng)殼：自重輕、強(qiáng)度高，耐腐蝕易于加工、制造和安裝。（4） 木網(wǎng)殼：經(jīng)濟(jì)，易于加工制造各種形式。（5） 塑料網(wǎng)殼及其他材料：自重輕。強(qiáng)度高、可透明、耐腐蝕、耐磨損、易于工廠加工。網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的選型應(yīng)對(duì)建筑使用功能、美學(xué)、空間利用、工程的平面形狀與尺寸、荷載類型與大小、邊界條件、屋面構(gòu)造、材料、節(jié)點(diǎn)體系、制作與施工等因素綜合考慮。網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的體型應(yīng)與建筑造型協(xié)調(diào)對(duì)于高丶大跨度的網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)應(yīng)與建筑緊密配合，使用網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)與建筑造型一致，與周圍環(huán)境協(xié)調(diào)，整體比例適當(dāng)。建筑空間大，可

46、選用矢高較大的球面或柱面網(wǎng)殼；建筑空間小，可選用矢高較小的雙曲扁網(wǎng)殼或落地式拋物面網(wǎng)殼；建筑空間大，但矢高受到控制，可選擇支承于墻或柱上。網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的型式應(yīng)與建筑平面協(xié)調(diào)平面為圓形，可選用球面網(wǎng)殼、組合柱面或組合雙曲拋物面網(wǎng)殼；平面為正方形或矩形，可選用柱面、雙曲扁網(wǎng)殼或雙曲拋物面網(wǎng)殼；平面為狹長(zhǎng)時(shí)，可選用柱面網(wǎng)殼；平面為菱形時(shí)，可循阿勇雙曲拋物面網(wǎng)殼；平面為三角形或多邊形時(shí)，可選用柱面、或球面或雙曲拋物面等作適當(dāng)?shù)那懈罨蚪M合。網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的層數(shù)跨度較小，荷載對(duì)稱且較小，可選用單層網(wǎng)殼，用鋼量少；跨度較大，可選用雙層網(wǎng)殼，提高穩(wěn)定性且經(jīng)濟(jì)。非對(duì)稱荷載較大時(shí)，桿件和節(jié)點(diǎn)會(huì)產(chǎn)生位移，發(fā)生幾何變化，改變結(jié)

47、構(gòu)內(nèi)力分布，慎用單層網(wǎng)殼。支承條件影響網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)靜力特征和經(jīng)濟(jì)設(shè)計(jì)的重要因素包括支承的位置、數(shù)目、種類和樓層的支承標(biāo)高。（1） 支承數(shù)目越多，桿件內(nèi)力分布越均勻；（2） 支承剛性越大，節(jié)點(diǎn)撓度越小，網(wǎng)殼的橫向穩(wěn)定性越大，但節(jié)點(diǎn)和基礎(chǔ)的造價(jià)越高。第8章 懸索結(jié)構(gòu)懸索結(jié)構(gòu)是以一系列的受拉的鋼索（或拉條）作為主要承重構(gòu)件，鋼索按一定規(guī)律組成各不同形式的結(jié)構(gòu)體系，并懸掛在相應(yīng)的支承結(jié)構(gòu)上（邊緣構(gòu)件和下部支撐）。主要特點(diǎn)：懸索結(jié)構(gòu)通過鋼索的軸向拉伸來抵抗外部的荷載作用，受力合理，可最充分地利用鋼材的抗拉強(qiáng)度，采用高強(qiáng)度鋼材時(shí)，更好的減輕結(jié)構(gòu)自重。懸索結(jié)構(gòu)便于建筑造型，適用于多樣的平面圖形和外形輪廓，能較自

48、由的滿足各種建筑功能的需求。施工方便，能較經(jīng)濟(jì)的跨越很大的跨度。計(jì)算復(fù)雜，穩(wěn)定性較差（單根索是幾何可變結(jié)構(gòu)），需合理確定邊緣構(gòu)件和下部支承形式。組成:索網(wǎng)：主承重構(gòu)件，軸向受拉，無彎矩，不計(jì)剛度。邊緣構(gòu)件：網(wǎng)索成型的關(guān)鍵，承受索網(wǎng)的巨大拉力。下部支承構(gòu)件：鋼筋混凝土立柱或框架。懸索一般采用由高強(qiáng)度鋼絲組成的鋼絞線、鋼絲繩或鋼絲束，也可以采用或圓鋼筋或帶狀薄鋼板。索的抗彎剛度為零。需保證屋蓋體系在風(fēng)荷載、地震作用下具有足夠的剛度和穩(wěn)定性。懸索的受力與變形懸索僅承受拉力，不能受彎，索端為不動(dòng)鉸支座。索支座水平拉力：與跨度平方成正比，與索的下垂度成反比。索的拉力：與跨度平方成正比，與索的下垂度成反比

49、。懸索的變形懸索的變形會(huì)隨著荷載的不同而改變。（懸索垂度越小，所需水平拉力越大。*拱與懸索結(jié)構(gòu)的比較(1) 拱與單根懸索均屬于以構(gòu)建截面上受軸向力為主的平面受力體系，但區(qū)別在于，懸索承受拉力，拱承受壓力，材料可充分利用。(2) 索的抗彎剛度為零，易變形，設(shè)計(jì)中需保證屋蓋體系在風(fēng)荷載、地震作用下具有足夠分剛度和穩(wěn)定性。拱是以受壓為主的結(jié)構(gòu)，拱截面有一定的剛度，不能自由變形。(3) 支座均受較大的作用。拱腳支座產(chǎn)生水平推力。索支座受到水平拉力的作用。懸索的結(jié)構(gòu)形式:懸索結(jié)構(gòu)必須采取有效措施來保證屋蓋結(jié)構(gòu)在風(fēng)荷載、地震作用下具有足夠的剛度和穩(wěn)定性。單層懸索結(jié)構(gòu)（1） 單曲面單層懸索結(jié)構(gòu)：由多條平行單

50、根拉素構(gòu)成。特點(diǎn)：屬于平面結(jié)構(gòu)，構(gòu)造簡(jiǎn)單，傳力明確；但屋面穩(wěn)定性差，抗風(fēng)能力小。索平衡需適當(dāng)?shù)男问絺髦粱A(chǔ)。（2） 雙曲面單層懸索結(jié)構(gòu)蝶形懸索結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：剛度及穩(wěn)定性僅比單曲面好些，但仍較差。輻射式蝶形線索結(jié)構(gòu)：拉索按輻射狀布置，屋蓋形成旋轉(zhuǎn)曲面，拉索固定在外環(huán)（壓）及中心環(huán)（拉）上，其內(nèi)力隨著垂度的減小而增大。剛度及穩(wěn)定性較差。雙層懸索結(jié)構(gòu)（1） 單曲面雙層索網(wǎng)由許多片平行索網(wǎng)構(gòu)成。特點(diǎn)：平行索網(wǎng)，每片索網(wǎng)均由承重索和穩(wěn)定索構(gòu)成，承重索與穩(wěn)定索之間用腹桿（圓鋼或拉索）聯(lián)系，腹桿對(duì)上、下索施加預(yù)應(yīng)力。穩(wěn)定性能好，整體剛度大。承重索和穩(wěn)定索也可以不在同一平面內(nèi)（錯(cuò)開布置），用斜腹桿連接。（2） 雙

51、曲面雙層懸索結(jié)構(gòu)屋蓋由承重索和穩(wěn)定索構(gòu)成，用于圓形建筑，拉索按輻射狀布置，中心設(shè)置拉環(huán)。雙曲面雙層拉索體系增加了穩(wěn)定索，屋面剛度大，抗風(fēng)和抗震性能好。懸索結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性（1） 懸索結(jié)構(gòu)是懸掛式的柔性索網(wǎng)體系，屋蓋的剛度及穩(wěn)定性較差。（2） 風(fēng)載、動(dòng)荷載或不對(duì)稱荷載作用時(shí)的變形會(huì)影響使用功能。（3） 風(fēng)力、地震力的動(dòng)力作用會(huì)引起共振。不對(duì)稱的活荷載或局部荷載的出現(xiàn)會(huì)破壞了自重作用下的平衡，形成新的平衡，懸索將產(chǎn)生相當(dāng)大的位移（由平衡形式的改變引起的位移，又稱構(gòu)位移），同時(shí)造成屋面防水層損壞。解決方法（1） 增加懸索結(jié)構(gòu)上的荷載（可穩(wěn)定，但不經(jīng)濟(jì)）。（2） 形成預(yù)應(yīng)力索殼組合結(jié)構(gòu)（提高屋蓋的剛度，減少撓度）。（3） 形成索梁或索桁架組合結(jié)構(gòu)（改善整個(gè)屋面的受力性能，提高屋蓋剛度）。（4） 增設(shè)反曲率穩(wěn)定索第9章 膜結(jié)構(gòu)膜結(jié)構(gòu)是一種全新的建筑結(jié)構(gòu)形式，它集建筑學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、精細(xì)化工與材料科學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等于一體，具有很高技術(shù)含量。其曲面可以隨著建筑師的設(shè)計(jì)需要任意變化，結(jié)合整體環(huán)境，建造出標(biāo)志性的形象工程。膜結(jié)構(gòu)的定義以性能優(yōu)良的柔軟組織物（或高強(qiáng)薄膜）材料，可以是向膜內(nèi)充氣，由空氣壓力支撐膜面，也可以是利用柔軟性的拉索結(jié)構(gòu)或剛性支撐結(jié)構(gòu)將膜面繃緊或撐起，從而形成具有一定剛度、能覆蓋大跨度空間的結(jié)構(gòu)體系。膜結(jié)構(gòu)的預(yù)張力膜結(jié)構(gòu)厚度遠(yuǎn)小于其跨度，滿足大跨度自由空間主要