《建筑結(jié)構(gòu)選型》課程教學大綱

...wd......wd......wd...?建筑構(gòu)造選型?課程教學大綱課程編號:610005課程名稱：建筑構(gòu)造選型英文名稱：Selectionofstructuraldesign課程類型:必修課總學時：32講課學時：32學分：2適用對象:建筑學本科先修課程：無執(zhí)筆人：金杰審定人：孟昭博課程性質(zhì)、目的和任務(wù)?建筑構(gòu)造選型?課程是建筑學專業(yè)學生的一門專業(yè)必修課，其基本出發(fā)點是嚴密結(jié)合建筑學專業(yè)實際的需要提供相應(yīng)構(gòu)造的基本概念知識。

基本目的和意義在于，使學生通過學習后，能掌握基本構(gòu)造知識，在進展建筑構(gòu)思和設(shè)計中，增強建筑中構(gòu)造的合理性與可行性，做出對比經(jīng)濟合理、切實可行的建筑方案與設(shè)計，以求得建筑藝術(shù)與建筑技術(shù)的完美結(jié)合。同時，加深同學們對一般性房屋構(gòu)造設(shè)計方法的了解，拓寬構(gòu)造專業(yè)方面的知識，開闊學生的眼界和思路。課程教學和教改基本要求通過學習后，能掌握基本構(gòu)造知識，在進展建筑構(gòu)思和設(shè)計中，增強建筑中構(gòu)造的合理性與可行性，做出對比經(jīng)濟合理、切實可行的建筑方案與設(shè)計，以求得建筑藝術(shù)與建筑技術(shù)的完美結(jié)合。同時，加深同學們對一般性房屋構(gòu)造設(shè)計方法的了解，拓寬構(gòu)造專業(yè)方面的知識，開闊學生的眼界和思路。課程各章重點與難點、教學要求與教學內(nèi)容第一章梁和懸挑構(gòu)件教學要求：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。教學重點與難點：梁和懸挑構(gòu)件的受力及變形特點教學時數(shù)：理論教學2學時。教學內(nèi)容：1.1梁的形式；1.按材料來分石梁，古代埃及、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。這是因為石村抗彎性能差(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8—9m木梁，古代亞州地區(qū)大面積才用，形式空間開闊通透，一般為框架構(gòu)造，也有采用

干式構(gòu)造木材抗腐、防蛀、防火性能差且資源有限，木構(gòu)造房屋輕巧、精致，且富于裝飾(細部)

自重輕抗拉、抗壓、截面小，跨度大，可達11m按外觀還可分為直梁和月梁近年來，膠合木構(gòu)造有所開展(3)鋼梁，適用范圍廣泛，輕質(zhì)高強材料強度高，所需截面小，自重相對較小，抗拉抗壓均強防腐防火差，造價高，一般采

用土學形式空腹鋼梁跨度可達18m以上(4)砼梁，受力明確，力學性能好砼受壓，縱向鋼筋受拉，箍筋受剪受到撓度和裂縫寬度條件的限制，一般不超過12m預壓力砼梁石受拉區(qū)預壓應(yīng)力控制梁的裂縫窗度和撓度，跨度達18m；一般梁高為1/14—1/8L，梁寬為1/3—1/2梁高。2.按截面形式分類焊接工字型鋼梁，砼有等變截面梁普通砼薄腹梁6—12m，預砼梁12—18m3.按支座約束條件分類靜定梁：單跨多跨超靜定梁：1.2梁的受力與變形一、梁的受力特點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(強度)—力學性能。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)力小于當梁剛度〈〈柱剛度時最小當梁剛度=柱剛度時，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)揮材料力學性能特點：內(nèi)力小，剛度大，抗震好。對支座變形敏感，易引起附加內(nèi)力1.3梁式構(gòu)造的工程實例1.4懸挑構(gòu)造1.4.1懸挑構(gòu)造的形式1、構(gòu)造特點：無端部支承構(gòu)件，可以構(gòu)成靈活的使用空間，不阻礙視線，同時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、體育場看臺的頂棚等；3、材料選擇：鋼筋混凝土或鋼構(gòu)造；4、受力特點：除了需要進展強度和變形計算外，還需進展抗傾覆驗算。1.4.2懸挑構(gòu)造的抗傾覆平衡1.4.3懸挑構(gòu)造的受力第二章桁架〔屋架〕構(gòu)造教學要求：掌握桁架構(gòu)造的特點及應(yīng)用。教學重點與難點：重點：桁架構(gòu)造的特點及應(yīng)用。教學時數(shù)：理論教學2學時。教學內(nèi)容：1.1桁架構(gòu)造的受力特點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，假設(shè)以下邊緣處材料強度作為控制值，中間局部材料不能充分發(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，將中間局部挖空可減輕自重、節(jié)省材料，縱截面與橫截面都可以進展這種改變，當大幅度挖空后，中間只剩幾根截面很小的連桿時，形成桁架。由梁到桁架雖然其構(gòu)造整體來說其內(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)生了基本變化，將材料的抵抗力集中在最外邊緣的纖維上，此時力臂最大上弦受壓、下弦受拉，由此形成力偶來平衡外荷載產(chǎn)生的彎矩，剪力那么由斜腹桿中的豎向分量來承擔。桁架構(gòu)造內(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?！?〕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?！?〕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)律，內(nèi)力分布均勻?！?〕折線形桁架便于施工制作，將上弦各節(jié)點與彎矩圖重合，在之間取直線，上下弦桿內(nèi)各節(jié)間軸力基本相等?！?〕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4。2.2屋架構(gòu)造的形式一、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)點上相交的結(jié)點不多，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2-3m，適用跨度為12-18m，高跨比宜在1/5-1/4之間。2、鋼——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，提高屋架構(gòu)造剛度和強度。對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?！?〕主要用于大跨度建筑中，適用跨度為12-60m三角形高跨比1/6-1/4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12-18m高跨比1/6-1/4梯形豪式12-30m高跨比1/6-1/10再分式24-60m高跨比1/8-1/104.輕型鋼屋架：三角形、三角拱、梭形屋架三種輕型鋼采用高強鋼材質(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1/9-1/12。5.砼屋架屋架形式多樣，各項受力強度高，防腐蝕性能好。屋架適用跨度為15-24m，預應(yīng)力砼屋架適用跨度為18-36m。6.砼一鋼組合屋架上弦和受壓腹桿為砼構(gòu)件，下弦和受拉腹桿為柔性鋼筋，對材料的利用頗為充分。常見有：折線型組合一、三砼兩級組合屋架。橋式屋架是將屋面板與屋架合二為一的構(gòu)造體系。二、按形式分1、三角形：最大特點是上弦為兩根直桿制作簡單，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，砼坡度為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1/10-1/12適于上鋪預應(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72m，適用于影劇院舞臺和觀眾廳屋頂。3、弧形屋架：內(nèi)力均勻，受力合理。可在弦桿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)點形式劃一，制作簡便，適應(yīng)性強，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，是由兩榀平面桁架隔一定距設(shè)連接桿件將兩榀平面桁架成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，使各桿件中心匯交于球節(jié)點中心，受力明確均勻，施工方便。2.3屋架構(gòu)造的選型與布置一、屋架構(gòu)造的主要尺寸1.矢高：構(gòu)造的高度2.坡度：大于1/3或1/8-1/12大板3.節(jié)間長度：3m，1.5-4m二、屋架構(gòu)造的選型1、屋架構(gòu)造的受力2、屋架構(gòu)造的跨度15-24米適用于混凝土構(gòu)造；18-36米適用于予應(yīng)力混凝土構(gòu)造；36米以上適用于鋼構(gòu)造。3、屋面防水構(gòu)造4、材料耐久性及使用環(huán)境三、屋架構(gòu)造的布置1.跨度2.間距3.支座四、屋架構(gòu)造的支撐第三章單層剛架構(gòu)造教學要求：掌握單層剛架的受力特點及剛架的構(gòu)造形式，能夠合理地進展剛架構(gòu)造的選形。重點：掌握單層剛架的受力特點并能夠合理地進展剛架構(gòu)造的選形。難點：各單層剛架的受力特點。教學內(nèi)容：3.1單層剛架構(gòu)造的受力特點一、受力特點概念：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)點的構(gòu)造2.特點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、橫梁彎矩對比接情況下的M減少(柱對梁的約束減少梁的跨中彎矩)。同時梁對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、影響其構(gòu)造內(nèi)力的因素1.約束條件三砼剛架，最大優(yōu)點是靜定構(gòu)造，計算簡便，不會引起附加內(nèi)力，與其他剛架相比節(jié)點彎矩稍大，剛度略差的適用于2m跨度以內(nèi)，或地基較差的情況。兩砼剛架：超靜定構(gòu)造，根基無彎矩，省料省工，但地基不均勻沉降對構(gòu)造內(nèi)力也有影響。無砼剛架：二次超靜定構(gòu)造，節(jié)點彎矩小，根基有彎矩，費工費料，對溫差與支沉降差很敏感。易產(chǎn)生附加內(nèi)力。實際工程中常采用三砼剛或兩砼剛架以及由它們組成的多跨構(gòu)造2.梁、柱線剛度比豎向均布荷載：梁/柱很大時，剛架大約等于簡支梁(內(nèi)力分布)，梁/柱很小時，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(柱相當于支座)，剛架梁相當于連桿大約等于排架。3.高跨比壓力線：如何理解。剛架高度的減小將使支座推力增大(一樣跨度下)。4.其他因素：節(jié)點構(gòu)造：溫度變化，支座變化(平移，轉(zhuǎn)動，沉降)。三、截面形式及尺寸，構(gòu)造及尺寸適用范圍3.2單層剛架構(gòu)造形式約束條件：三砼、兩砼、無砼。一、構(gòu)造材料：膠合木、鋼、砼。二、截面形式：變截面、空腹式、格構(gòu)化剛架。構(gòu)造型體：平頂、坡頂、拱頂、單跨、多跨、施工技術(shù)。3.3單層剛架構(gòu)造的構(gòu)造與布置平頂、坡頂、拱頂、單跨與多跨?？筛鶕?jù)通風、采光的需要設(shè)置天窗、通風屋脊和采光帶。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，通常用的屋面坡度為1/3.節(jié)點構(gòu)造與構(gòu)造計算簡圖一致；制造、運輸、安裝方便1、一般情況下矩形平面建筑都采用等間距．等跨度的構(gòu)造布置間間距一般6m跨度由各項條件等確定。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格多變的建筑造型。3.4單層剛架構(gòu)造的工程實例第四章拱式構(gòu)造教學要求：掌握拱構(gòu)造的受力特點及構(gòu)造形式，能夠?qū)笆綐?gòu)造進展合理的選型和布置。教學重點與難點：重點：拱式構(gòu)造的受力特點教學時數(shù)：理論教學2學時。教學內(nèi)容：4.1拱的受力特點一．受力特點1．無論是木行架還是剛架從整體上來看仍相當于受彎構(gòu)件，而拱構(gòu)造已基本不再受彎。因此拱構(gòu)造是使構(gòu)件彎曲擺脫彎曲變形的一種突破性開展。為抗壓性能好的材料提供了一種理想的構(gòu)造形式。2．拱構(gòu)造的支卒會產(chǎn)生水平推力。水平推力大小等于一樣跨度簡支梁在一樣荷載作用下所產(chǎn)生的在相應(yīng)于頂鉸C截面上的彎矩Mc除以拱的f，因此荷載一定時H與f或反比。二．內(nèi)力1．M<同跨簡支梁內(nèi)彎矩2．V＜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與一樣跨度作用一樣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、落地拱利用地基根基直接隨水平推力，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)置拉桿根基受力簡單節(jié)省材料2．拉桿拱經(jīng)濟合理安全可靠〔2〕當做為屋蓋構(gòu)造時支承拱式屋蓋的磚墻或柱子不隨拱的水平推力，整個房屋如排架構(gòu)造，用料較省。室內(nèi)有拉桿存在，內(nèi)景欠佳，假設(shè)設(shè)吊頂那么浪費空間〔3〕通過剛性水平構(gòu)造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構(gòu)造作為剛性水平構(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，其剛度足夠大時可認為柱子不承擔水平推力，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。3．利用豎向承重構(gòu)造來隨受水平推力這種構(gòu)造措施是建筑功能與構(gòu)造需要有效結(jié)合的好方法，建筑大廳屋蓋采用拱構(gòu)造，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。4.3拱式構(gòu)造的型式二．從材料1．鋼構(gòu)造拱可分為實腹式和格構(gòu)式兩種實腹式可作成弧形，格構(gòu)式分段制做2．鋼筋混凝土拱一般采用實腹式，I字形或矩形截面上大型預帛板還可做成折板拱，波形拱或網(wǎng)狀簡拮成為梁板合一構(gòu)造節(jié)省材料，取得較好室內(nèi)效果4.4拱式構(gòu)造的選型與布置一．構(gòu)造1．構(gòu)造支承方式三鉸拱．兩鉸拱．無鉸拱2．拱的高ff影響拱的外形，拱身本助與拱推力與f成反比因此對于屋蓋構(gòu)造f=對于三鉸拱和兩鉸拱，自防水時坡度應(yīng)油氈屋面坡度3．拱身截面實體式拱高度、鋼實體式高度、鋼格構(gòu)式高度二．構(gòu)造布置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。空間剛度和穩(wěn)定性都對比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．穿插布置構(gòu)成圓形或正多邊形平面4.5拱式構(gòu)造的工程實例第五章鋼筋混凝土空間薄壁構(gòu)造教學要求：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及應(yīng)用。了解雁形板、幕構(gòu)造的特點及應(yīng)用。教學重點與難點：重點：圓頂、筒殼與錐殼、雙曲扁殼、雙曲拋物面扭殼及折板的特點及應(yīng)用。難點：各種形式殼體的受力特點分析。教學時數(shù)：理論教學3學時。教學內(nèi)容：5.1概說當殼體構(gòu)造兩個曲面之間的距離遠遠小于殼體的最小曲率半徑R時稱為薄殼優(yōu)點：①材料?。?jīng)濟②自重輕－大跨③曲面多樣－建筑造型豐富缺點：①施工復雜，費模板②保溫隔熱效果不好，易開裂③曲面易引起混響與反射，不適合于音響效果要求高的大會堂，影劇院等。吸聲設(shè)備多用于市場．食堂．博物館．車站．航站樓．機庫．體育館等殼體構(gòu)造型式根據(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－圓柱斜直線－圓錐弧線－球面雙面線－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所得曲面根據(jù)曲殼施工方法可分一．現(xiàn)澆二．裝配式：有邊肋5.2圓頂1．構(gòu)造組成〔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〕支承構(gòu)造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.支承在根基上2．內(nèi)力及破壞特點〔1〕破壞圓形－形式，圓頂下部徑向裂逢－鋼盤屈服－破壞〔2〕內(nèi)力：薄內(nèi)力，支座環(huán)拉力均以＝51o19''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)≥40m裝配應(yīng)≥30m〔2〕殼板邊緣由于支座環(huán)約束會產(chǎn)生徑向局部彎矩，應(yīng)局部加厚配雙層鋼〔3〕當上設(shè)孔洞時應(yīng)在孔洞周圍設(shè)圓形加強－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，易于施工廣泛采用。1．構(gòu)造組成工作特點：內(nèi)力與變形1．①殼板②邊梁③和橫隔構(gòu)件三局部組成，邊梁可理解為殼體的“邊框〞，兩邊梁之間的距離為波長。橫隔可理解為殼板和邊梁的支承構(gòu)件故L1為跨度L1／L2≥①簡殼受力類似曲線截面梁，把整個殼體看做兩端支承在橫隔上的梁L1為跨度L1≤40mL2≤20m,否那么邊梁過高，橫向從過大不經(jīng)濟大局部為多波形以覆蓋較大空間，殼板厚一般為準0－80mm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，一般可不計算機殼板厚與配按構(gòu)照要求。L1＝6∽10m,L2＝30∽100m(適用跨度)大多為單波多跨3．筒殼的開洞①通常采用鋸齒形屋蓋來解決筒殼的采光通風問題優(yōu)點：采光均勻、波谷匯水量小、造型優(yōu)美②也可采用無窗釓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，平面進深在，支承構(gòu)造多樣化。一般用于展覽性建筑，平面布局不太變化的建筑，規(guī)那么平面,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，垂直穿插、懸挑橫向懸挑、縱向懸挑。5.4雙曲扁殼扁殼又稱微彎平板，因其矢高小構(gòu)造所占空間小建筑造型美觀，構(gòu)造分析簡單，所以應(yīng)用廣泛。1．構(gòu)造組成①殼板②邊緣構(gòu)件f/l≤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≤，但也不能過篇否那么邊緣處剪應(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，較大曲率／較小曲率和長邊／短邊≤25.5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，開展快。1．構(gòu)造組成殼體、邊緣構(gòu)件、下部支承一般按無彎矩理論計算，主要通過薄膜內(nèi)力傳遞殼面荷載?！?〕殼面受力是一系列拉學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?！?〕邊緣構(gòu)件受力一般為直桿承受順剪力?！?〕下部支承構(gòu)造可為柱、墻?？赡苁谴怪眽毫σ部赡苁切毕驂毫?．構(gòu)造形式與特點〔1〕受力合理、偏定性好〔2〕制作簡便是其他殼體無法對比的，直紋曲直5.6折板1．把假設(shè)干塊薄板以一定的角度連接成整體的空間構(gòu)造體系，①折板構(gòu)造具有筒殼構(gòu)造受力性能好的優(yōu)點，構(gòu)造簡單，②施工方便模板消耗量少，因而在工程中得到廣泛應(yīng)用③外形波浪起伏，建筑造型活潑而富有韻律2．構(gòu)造組成①折板②邊梁③橫隔無邊梁折板構(gòu)造是由假設(shè)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L2≤12m距度1.27m左右頂板寬度為〔0.25-0.40〕L2板寬≤3.5m，板厚≤100m折板傾角＜30o〔2〕預制折疊式預應(yīng)力V形板一般板厚僅有35－50mm－預制裝配整體式折板波寬L2一般為2m,3m，有時也采用3.5m,L16-15m板與水平面交角一般為30o－42o，最小26o最大45o折板高度≥h,板厚可取b〔b為板寬〕25－45m5.7雁形板5.8幕構(gòu)造第六章平板網(wǎng)架構(gòu)造教學要求：了解網(wǎng)架構(gòu)造的特點以及網(wǎng)架構(gòu)造的開展概況和受力特點。掌握平板網(wǎng)架的構(gòu)造體系、形式和主要幾何尺寸確實定，能夠?qū)ζ桨寰W(wǎng)架的各種構(gòu)造體系進展合理的選型。教學重點與難點：重點：平板網(wǎng)架的構(gòu)造體系、形式及應(yīng)用。教學時數(shù)：理論教學3學時。教學內(nèi)容：6.1概述網(wǎng)架構(gòu)造是由許多構(gòu)件按照一定規(guī)律組成的網(wǎng)狀構(gòu)造改變了單向平面構(gòu)造的受力狀態(tài)，具有各向受力性能，是高次超靜定空間構(gòu)造。①在節(jié)點荷載作用下各桿件主要承受軸力充分發(fā)揮材料強度②空間剛度大，整體性好，穩(wěn)定性好③安全度高④能利用較小規(guī)格桿件建造大跨度構(gòu)造，桿件類型劃一，有利于大批量預料生產(chǎn)，保證質(zhì)量⑤平面適應(yīng)性強，可用于多種建筑平面⑥造型新穎、輕巧、富有極強表現(xiàn)力6.2平板網(wǎng)架的構(gòu)造體系及其形式一．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)架平面桁回穿插體系角錐體系2．平板網(wǎng)架比網(wǎng)殼的優(yōu)點在于〔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．穿插桁架體系。是由許多平行弦桁架相互穿插邊成一體的網(wǎng)狀構(gòu)造?！?〕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那么為單向桁架為保持其正方形格的幾何不變性常設(shè)水平支撐當采用四點支承方式時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30－60m中等跨，60m以上時玻璃明顯〔3〕斜交斜放網(wǎng)架兩個方向角度任意相交交角不宜太小30o－60o〔4〕三向穿插網(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，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，當為點支承時需布置封閉邊桁架〔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?！?〕六角錐網(wǎng)架桿件多、構(gòu)造復雜、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)點對應(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增強開口處網(wǎng)架剛度適干：飛機、輪船修配車間及有擴建可能的建筑中3．兩邊支承兩邊為自由邊4．點支承網(wǎng)架支承點對稱布置并在周邊設(shè)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)架構(gòu)造的受力特點及其選型了解網(wǎng)架的受力特點。6.5網(wǎng)架構(gòu)造主要幾何尺寸確實定幾何尺寸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)架構(gòu)造的高度與支承方式有關(guān)3．網(wǎng)架弦桿層數(shù)t>100m時宜采用多層網(wǎng)架。構(gòu)造剛度好，內(nèi)外均勻，L＞50m時三層用鋼量＜二層用鋼量4．腹桿體系腹桿與上下弦平面夾角宜45o對節(jié)點構(gòu)造有力一般應(yīng)將腹桿布置成受拉桿5．懸臂長度四點及多點支承懸襞長度宜6.6網(wǎng)架構(gòu)造的構(gòu)造1．桿件截面：圓形截面鋼管形式最合理＜5mm厚。2．節(jié)點：鋼板節(jié)點，空心球節(jié)點，螺栓球節(jié)點3．支座：壓力支座、拉力支座4．柱帽5．屋面：上弦節(jié)點上加立柱找坡網(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)架構(gòu)造6.8網(wǎng)架構(gòu)造的工程實例第七章網(wǎng)殼構(gòu)造教學要求：掌握網(wǎng)殼構(gòu)造特點和形式。教學重點與難點：重點：筒網(wǎng)殼構(gòu)造和球網(wǎng)殼構(gòu)造的構(gòu)造形式和特點。教學時數(shù)：理論教學2學時。教學內(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〕構(gòu)造。它是以桿件為根基，按一定規(guī)律組成網(wǎng)絡(luò)，按殼體坐標進展布置的空間構(gòu)架，兼具桿系構(gòu)造和殼體構(gòu)造的性質(zhì)，屬于桿系空間構(gòu)造。與平板網(wǎng)架不同的是，網(wǎng)殼的承載力特點為沿確定的曲面薄膜傳力，作用力主要是通過殼面內(nèi)兩個方向的拉力或壓力以及剪應(yīng)力。網(wǎng)殼構(gòu)造的優(yōu)點1、網(wǎng)殼構(gòu)造的構(gòu)件主要承受軸力，構(gòu)造內(nèi)力分布對比均勻，應(yīng)力峰值較小，因而可以充分發(fā)揮材料強度作用。2、由于它可以采用各種殼體構(gòu)造的曲面形式，在外觀上可以與薄殼構(gòu)造一樣具有豐富的造型，無論是建筑平面或建筑形體，網(wǎng)殼構(gòu)造都能給設(shè)計人員以充分的設(shè)計自由和想象空間，通過使構(gòu)造動靜比照、明暗比照、虛實比照，把建筑美與構(gòu)造美有機地結(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網(wǎng)殼構(gòu)造的尺寸相比很小，可把網(wǎng)殼構(gòu)造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構(gòu)造的分析結(jié)果進展定性的分析。4、網(wǎng)殼構(gòu)造中網(wǎng)格的桿件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，可以具有與薄殼構(gòu)造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)架構(gòu)造一樣的優(yōu)越性。網(wǎng)殼構(gòu)造的缺點1、桿件和節(jié)點幾何尺寸的偏差以及曲面的偏離對網(wǎng)殼的內(nèi)力、整體穩(wěn)定性和施工精度影響很大，給構(gòu)造設(shè)計帶來了困難。2、當矢高很大時，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)殼構(gòu)造桿件以受壓為主，存在穩(wěn)定問題，不能充分利用材料的強度，當跨度超過某一范圍后會不經(jīng)濟。7.2筒網(wǎng)殼構(gòu)造筒網(wǎng)殼也稱柱面網(wǎng)殼，是單曲面構(gòu)造，適合于覆蓋工業(yè)廠房、倉庫、游泳池、網(wǎng)球館等矩形平面。7.2.1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7.2.2雙層筒網(wǎng)殼1〕按幾何組成規(guī)律分類〔1〕穿插桁架體系雙層筒網(wǎng)殼由兩個或三個方向的平面桁架穿插構(gòu)成?！?〕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?！?〕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。習慣上按上、下弦桿的布置方向分成三類：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)殼構(gòu)造球面網(wǎng)殼為典型的同向曲面構(gòu)造，其關(guān)鍵在于球面的劃分。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；形成的構(gòu)造必須是幾何不變體。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由兩個同心的單層球面通過腹桿連接而成；主要有穿插桁架系和角錐體系兩大類。穿插桁架體系各種形式的單層球面網(wǎng)殼的網(wǎng)格形式均可適用于穿插桁架系，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，而實際工程中以四角錐體居多。7.4扭網(wǎng)殼構(gòu)造特點直紋曲面，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確地保證桿件按曲面布置。負高斯曲殼，可防止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，很受建筑師和業(yè)主的青睞。7.5其他形狀的網(wǎng)殼構(gòu)造7.6網(wǎng)殼構(gòu)造的選型1〕網(wǎng)殼構(gòu)造的體型應(yīng)與建筑造型相協(xié)調(diào)進展網(wǎng)殼構(gòu)造設(shè)計，特別是高、大跨度網(wǎng)完構(gòu)造的選型，應(yīng)與建筑設(shè)計密切配合，使網(wǎng)殼構(gòu)造與建筑造型相一致，與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)，整體比例適當。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)動態(tài)美或“躍動景觀〞，可在邊界處即支承點附近或角隅局部進展處理，或采用非幾何學曲面。2〕網(wǎng)殼構(gòu)造的形式應(yīng)與建筑平面相協(xié)調(diào)網(wǎng)殼構(gòu)造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，可對球面、柱面或雙曲拋物面等作適當?shù)那懈罨蚪M合。3〕網(wǎng)殼構(gòu)造的層數(shù)一般來說，一樣條件下，單層網(wǎng)殼較雙層用鋼量少。但單層受穩(wěn)定控制較大，當跨度超過一定數(shù)值后，雙層網(wǎng)殼的用鋼量反而省。當網(wǎng)殼承受較大荷載或非對稱荷載時宜采用雙層網(wǎng)殼。4〕網(wǎng)格尺寸網(wǎng)格數(shù)或網(wǎng)格尺寸對于網(wǎng)殼的撓度影響較小，而對用鋼量影響較大。網(wǎng)格尺寸越大、用鋼量越省。但網(wǎng)格尺寸太大、對壓桿的穩(wěn)定不利。網(wǎng)格尺寸太小，那么桿件數(shù)和節(jié)點數(shù)增多，將增加節(jié)點用鋼員和制造安裝的費用。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，將使檁條的用料增加。網(wǎng)格尺寸還必須保證與網(wǎng)殼厚度有適宜的比例、使腹桿與弦桿之間的夾角在40o~55o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)殼構(gòu)造內(nèi)力的主要因素之一矢跨比越大，網(wǎng)殼外表積越大，屋面材料用量多，構(gòu)造用鋼量也增加，室內(nèi)空間大，使用助詞能源消耗大，但矢跨比大時，側(cè)向推力有所減少，可降低下部構(gòu)造的造價；矢跨比越小，材料消耗相應(yīng)減少，但側(cè)向椎力增加，從而提高了下部構(gòu)造的造價。柱面網(wǎng)殼的矢跨比可取l/4~1/8，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1/2~l/7。第八章懸索構(gòu)造教學要求：掌握懸索構(gòu)造的特點和形式。教學重點與難點：教學時數(shù)：理論教學2學時。教學內(nèi)容：8.1概述最早用在橋梁，很多現(xiàn)存的年代長遠的橋是鐵李橋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)代大跨開展于十九世紀末從1961年開場用于體育包的建設(shè)特別多。主要用于跨度在60－100m左右的體育館、展覽館、機場目前懸索構(gòu)造的跨度已達160m跨度在100－150m范圍內(nèi)懸索構(gòu)造是比非常經(jīng)濟的。8.2懸索的受力與變形特點單懸索與拱構(gòu)造一樣，都是平面構(gòu)造，屬于軸心受力物件但拱屬于軸心受壓的，對于抗壓性能好的磚石和來講是一種合理的構(gòu)造形式，懸索那么是軸心受拉的構(gòu)件對于抗檢性能好的鋼材來講，懸索是一種理想的構(gòu)造形式。1．索網(wǎng)是一個軸心受拉構(gòu)件，既無M也無V，抗彎剛變?yōu)镺，當僅有自重作用時處于自然懸掛狀態(tài)，受集中力作用時，自動形成懸吊折線形。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構(gòu)造是設(shè)計中解決的重要問題，首要問題均布，拋物線，集中，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，當荷載和垂度方向相反時會發(fā)生失穩(wěn)8.3懸索構(gòu)造的型式一．單面懸索構(gòu)造1．單層平地索行由許多平行的單根拉索構(gòu)成，外表成反向圓筒形凹面。優(yōu)：構(gòu)造簡單．傳力明確，缺：穩(wěn)定性差，抗風能力小常采用重層蓋或施加預應(yīng)力以彌補此缺乏拉索水平拉力的傳遞至關(guān)重要一般有以下三種方式〔1〕通過豎向承重構(gòu)造傳至根基，斜柱看臺框架〔2〕通過拉錨傳至根基，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，之間用國鋼或拉索聯(lián)系，形狀似斜腹桿。吉村水上運動中心滑冰館二．雙曲面懸索構(gòu)造1．單層〔單層輻射索系〕不設(shè)中柱－碟形，設(shè)中柱－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，支承構(gòu)造2．雙曲雙層〔雙層輻射索系〕屋面剛度大，抗風抗震性能好，平面較自由。3．穿插索網(wǎng)體系。由兩組曲率相反的拉索穿插而成，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．落地穿插拱雷里競技館3．不落地穿插拱柏林瑞士展覽館4．不相交落地拱5．兩對立落地豎拱6．設(shè)中間物體，在中部設(shè)落地拱桁架等8.4懸索構(gòu)造的穩(wěn)定穩(wěn)定性較差，單根懸索是一種幾何可變構(gòu)造，平衡形式隨荷載分布方式而變，常需附加其他構(gòu)造以提高屋蓋穩(wěn)定性。①適應(yīng)荷載變化能力差，②抗風吸力風振能力差措施①增加懸索構(gòu)造上的荷載屋蓋自重超過最大風吸力的1.1-1.3倍，但影響經(jīng)濟效果②形成預應(yīng)力索一殼構(gòu)造整個屋面如同殼體一樣工作，索和共同抵抗列荷載③形成索一梁或索一桁架組合構(gòu)造④增設(shè)相反曲率的穩(wěn)定索8.5懸索構(gòu)造的工程實例第九章膜構(gòu)造教學要求：掌握膜構(gòu)造特點和形式。教學重點與難點：重點：充氣式、支撐式膜構(gòu)造的特點以及膜材料的特征。教學時數(shù)：理論教學2。教學內(nèi)容：9.1概述9.2充氣膜構(gòu)造9.3支承膜構(gòu)造第十章大跨度建筑構(gòu)造的其他形式教學要求：了解本章所講大跨度構(gòu)造形式的特點。教學重點與難點：重點：張拉整體式和混合構(gòu)造的特點。教學時數(shù)：理論教學2學時。10.1張拉整體體系和索穹頂1．特點自支承、自平衡、預應(yīng)力提供剛度，恒定應(yīng)力狀態(tài)組合靈活、構(gòu)造輕巧、裝卸簡易、較多應(yīng)用于城市雕塑等藝術(shù)造型方面2．索穹頂構(gòu)造工程實踐10.2弦支空間骨架構(gòu)造10.3斜拉構(gòu)造10.4混合空間構(gòu)造一．概述大跨度建筑是人類社會開展與進步的產(chǎn)物，表達了一個城市甚至一個國家建筑技術(shù)的開展水平，同時大跨度的公共建筑往往作為一個城市或著地區(qū)的標志，肩負著傳遞地區(qū)、民族文化特征，時代精神風貌的重出，它還對改善城市景觀，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)注意其建筑造型與構(gòu)造受力的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，構(gòu)造力學原理的科學性與建筑空間的藝術(shù)性的完美統(tǒng)一。事空間構(gòu)造通過不同型式的構(gòu)造如剛架桁架、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)揮每種構(gòu)造的特長，利用不同材料的力學性能，傳力合理，材盡其用，建筑造型豐富，建筑功能多樣，是實際過程中正在并將繼續(xù)得到廣泛應(yīng)用的構(gòu)造型式。二．組成巨型骨架〔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．建筑構(gòu)造、技術(shù)：受力體系合理、穩(wěn)定性、預應(yīng)力3．建筑藝術(shù)：造型4．建筑經(jīng)濟：施工簡捷、造價合理10.5多面體空間剛架構(gòu)造第十一章多高層建筑的體系與構(gòu)造布置教學要求：掌握多高層建筑體型的組成及變化原那么、構(gòu)造布置的原那么及構(gòu)造要求。教學重點與難點：重點：多高層建筑體系的構(gòu)造布置原那么。教學時數(shù)：理論教學1學時。教學內(nèi)容：11.1建筑體型11.1.1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，復雜平面和簡單立面的組合，簡單平面和復雜立面的組合，復雜平面和復雜立面的組合11.2構(gòu)造布置11.2.1對稱性建筑平面的對稱性、質(zhì)量布置的對稱性、構(gòu)造抗側(cè)剛度的對稱性11.2.2連續(xù)性11.2.3周邊作用11.2.4角部構(gòu)件11.2.5多道防御11.3構(gòu)造構(gòu)造溫差及混凝土收縮對構(gòu)造布置的要求、不均勻沉降的要求、防震的要求、構(gòu)造高寬比的要求。第十二章多層建筑構(gòu)造教學要求：了解混合構(gòu)造體系的特點，掌握多層框架構(gòu)造、井格梁樓蓋構(gòu)造、密肋樓蓋構(gòu)造、無梁樓蓋構(gòu)造的特點及構(gòu)造布置原那么。教學時數(shù)：理論教學3。教學內(nèi)容：12.1多層砌體與混合構(gòu)造構(gòu)造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，同時又要承擔屋頂?shù)暮芍?，把圍護構(gòu)造和承重構(gòu)造合并在一起，正因為如此，混合構(gòu)造在分隔空間靈活性上有很大的局限性。12.2多層框架構(gòu)造一、框架構(gòu)造構(gòu)造組成豎直方向的柱與水平方向的梁，板構(gòu)造特點1，把承重骨架利用來圍護和分隔空間的簾幕式的墻面明確的別離開來。材料各自有自己的力學性能和特點，有的適宜做支撐物件而不宜防風避雨，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，形成圍護與承重分開的框架構(gòu)造2，梁柱交接處為剛性連接，節(jié)點為剛節(jié)點框架構(gòu)造類型及構(gòu)造布置一、柱網(wǎng)尺寸柱網(wǎng)布置應(yīng)求做到簡單、規(guī)那么、整齊、柱網(wǎng)尺寸應(yīng)符合經(jīng)濟原那么和盡量符合模數(shù)。(一)多層廠房(二)多層民用房屋的柱網(wǎng)尺寸柱距：3.3-6m(旅館建筑兩個客房寬6-8m)跨度6-12m(不宜超過4m)二、框架布置1.橫向框架——橫梁為主梁、縱梁為次梁2.縱向框架——3.縱橫兩向布置框架4.無梁框架柱子與模板整體連接三、構(gòu)造布置要點1.房屋平、立面宜用簡單的體型體型突變受力復雜平面上有突出局部時，拐角處樓板應(yīng)防止開洞、突出局部兩側(cè)梁、柱適當加強；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〞使立面上下強烈比照，同時擴大了建筑使用面積。底層樓蓋懸挑成雨罩，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構(gòu)造角度來說，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挑出?？蚣軜?gòu)造外形特點及適用范圍一、外形特點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、實墻面等打破廳室空間中規(guī)那么柱網(wǎng)的單調(diào)感。形成流動空間，增強內(nèi)外空間的交融。2.立面可利用面積窗與實墻面形成虛實比照的韻律創(chuàng)造風格簡潔多變，活潑明快的建筑物外形

二、適用范圍框架房屋為柔性構(gòu)造，當受水平負載時，側(cè)向力的作用——水平位移為重要的控制因素，當層數(shù)較高時，柱、梁截面尺才會增大。到不經(jīng)濟、不合理的地步，例十八層、底柱9595cm，工程實踐說明，框架構(gòu)造的合理層數(shù)為6-15層。最經(jīng)濟10層左右一般高寬比約為5-7，產(chǎn)生了新構(gòu)造物系剪力墻構(gòu)造。一些旅館的購物中心、酒店等所需空間對比靈活的建筑一般采用框架構(gòu)造。12.3井格梁樓蓋構(gòu)造井格梁樓蓋的構(gòu)造布置、受力特點及工程實例。12.4密肋樓蓋構(gòu)造密肋樓蓋構(gòu)造的特點，單向密肋樓蓋及雙向密肋樓蓋受力特點及構(gòu)造要求。12.5無梁樓蓋構(gòu)造無梁樓蓋構(gòu)造分類、柱網(wǎng)布置、構(gòu)造形式受力特點。12.6多層建筑的其他構(gòu)造形式第十三章高層建筑構(gòu)造教學要求：掌握高層建筑常用的構(gòu)造體系—框架構(gòu)造體系、剪力墻構(gòu)造體系、框架-剪力墻構(gòu)造體系、框架-支撐構(gòu)造體系以及筒體構(gòu)造體系的特點及應(yīng)用，高層建筑構(gòu)造的設(shè)計原那么。教學重點與難點：重點：掌握高層建筑常用的構(gòu)造體系—框架構(gòu)造體系、剪力墻構(gòu)造體系、框架-剪力墻構(gòu)造體系、框架-支撐構(gòu)造體系以及筒體構(gòu)造體系的特點及應(yīng)用，掌握高層建筑構(gòu)造的抗震、抗風設(shè)計原那么及構(gòu)造布置的基本原那么。難點：框架構(gòu)造體系、剪力墻構(gòu)造體系、框架-剪力墻構(gòu)造體系、框架-支撐構(gòu)造體系以及筒體構(gòu)造體系的力學特點分析。教學時數(shù)：理論教學4學時。教學內(nèi)容：13.1概述13.2高層建筑的基本構(gòu)造體系一、框架構(gòu)造體系同多層框架構(gòu)造體系。二、剪力墻構(gòu)造一、力學特點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)隔墻的位置布置砼承重墻。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，為整個房屋提供很大的抗剪強度的剛并，因此稱之為剪力墻。二、現(xiàn)代社會生產(chǎn)和生活對使用空間提出了“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展。隨著使用空間在介紹一些反映在力學原理中的普遍規(guī)律。1.可以提高對構(gòu)造設(shè)計分析、判斷的直觀能力。2.可以引導和我們合理選擇滿足功能及力學性能的構(gòu)造形式。通過對建筑實踐的長期考察、分析，有以下傳力的普遍規(guī)律。1.在荷載作用下，構(gòu)造的安全可靠性是由構(gòu)造的強度剛度和穩(wěn)定性這三個方面決定的。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?，F(xiàn)代趨勢：輕質(zhì)高強材料滿足①對其材料構(gòu)造斷面易導致②、③破壞，也就是構(gòu)造受拉力學性能增強，受彎受壓性能減弱(同時)選用以受拉傳力方式為主介紹一些反映在力學原理中的普遍規(guī)律。1.可以提高對構(gòu)造設(shè)計分析、判斷的直觀能力。2.可以引導和我們合理選擇滿足功能及力學性能的構(gòu)造形式。通過對建筑實踐的長期考察、分析，有以下傳力的普遍規(guī)律。1.在荷載作用下，構(gòu)造的安全可靠性是由構(gòu)造的強度剛度和穩(wěn)定性這三個方面決定的。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?，F(xiàn)代趨勢：輕質(zhì)高強材料滿足①對其材料構(gòu)造斷面易導致②、③破壞，也就是構(gòu)造受拉力學性能增強，受彎受壓性能減弱(同時)選用以受拉傳力方式為主升降機(載客)之后，第一個階段：十九世紀中葉到二十世紀中時，隨著新材料、新技術(shù)與電梯系統(tǒng)的創(chuàng)造，城市高層建筑不斷出現(xiàn)在十九世紀末到達118米高，二十世紀初，高度大幅度上升。1931年在紐約建造號稱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：二十世紀中葉以后，六十年代以后，開展了一系列的構(gòu)造體系，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，各國開展情況不同(與民族文化傳統(tǒng)、經(jīng)濟開展水平有關(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。187-1973年紐約世貿(mào)中心大廈417.415雙塔。1970-1975在芝加哥西爾期大廈443米世界最高，紐約電報公司大樓。加拿大1963-1968年多倫多市政大廈31層、25層曲面板型，歐洲意大利米蘭皮端利大廈亞洲：馬來西業(yè)石油大廈雙塔450米。中國：50年代，民族飯店21層，60年代68年廣州賓館27層，70年代33層的廣州白云賓館，1977年，80年代，由深圳世貿(mào)中心53層160米，90年代，地王大廈，金茂大廈。二、構(gòu)造要求1.剪力墻寬度與高度一般與整個房屋的寬，高一樣寬達十幾米或更大。高達建筑頂部。厚度很薄，一般為160-300mm，較厚的達500mm，在高度方向其厚度可逐步減少，但不宜突然減少很多應(yīng)不小于1/25h及160mm。前者防止剪力墻在兩層樓蓋之間發(fā)生換穩(wěn)破壞后者保證墻體砼澆筑施工質(zhì)量。截面：一般為狹長的矩形，有時將從橫墻相連，那么形成2.剪力墻宜房量不開洞，少開洞、開小洞。洞口位置對剪力墻抗剪強度有很大影響，洞口大小對剪力墻抗剪強度也有很大影響。三、構(gòu)造布置要求1.剪力墻布置應(yīng)盡量使抗側(cè)力構(gòu)造的剛度中心與水平荷荷的合力作用線接近或重合，以避免房屋在側(cè)力作用下扭轉(zhuǎn)。2.剪力墻剛度沿房屋高度不宜有突變，上下層位置應(yīng)對齊貫穿全高。3.應(yīng)增加剪力墻承擔的堅向荷載，防止使其產(chǎn)生大偏心受壓。4.全剪構(gòu)造中橫向剪力墻間距一般可以不小于6-8m，相似于磚混構(gòu)造中的縱橫向承重方式。三、框架一剪力墻構(gòu)造由框架和剪力墻共同做為承重構(gòu)造，抑制了框架抗側(cè)剛度小及全剪構(gòu)造開間小布置不靈活的缺點，可滿足常見的30層以下的高層建筑提供抗側(cè)剛度。1.特點在側(cè)向力作用下，框架本身形，而剪力墻如豎向懸臂梁，因此二者之間產(chǎn)生內(nèi)力其最后變形為S形房屋側(cè)移大為減少。2.構(gòu)造布置