建筑结构及选型复习整理

1、四 川 大 学 期 末 考 试 试 题（A）（20112012学年第 1 学期）课程号： 课序号：0 课程名称：建筑结构与选型 任课教师：杜娟 成绩：适用专业年级：建筑级 学生人数： 印题份数： 学号： 姓名：（答案必须写在答题纸上，写在试题上不给分）一.填空题（每空1分，共20分）1. 建筑物某层的上部与下部因（ 平面 ）使用功能不同，该楼层上部与下部采用不同结构类型，并通过楼层进行结构转换，则该楼层称为结构转换层。2. 在拱式结构中，按照结构支承方式分类，拱可分为三类，分别为：（ 无铰拱 ）、（ 两铰拱 ）、（ 三铰拱 ）。3. 拱结构中有较大的（ 水平 ）推力 ，这是设计中必须加以注意的

2、，当拱脚地基反力不能有效抵抗其水平推力时，拱便成为（ 曲梁 ）。4. 桁架结构中桁架指的是桁架梁，是（格构化 ）的一种梁式结构桁架结构常用于大跨度的厂房、展览馆、体育馆和桥梁等公共建筑中。5. 壳体结构是由上下两个几何曲面构成的（ ）结构，也称曲面结构。薄壳结构的结构组成有三部分组成，分别是（ ）、（ ）、（ ）。壳体结构（Shell structure)由曲面形板与边缘构件（梁、拱或桁架）组成的空间结构。壳结构的受力特点屋面与承重合一（梁板合一） 刚度大 强度大薄壳结构必须具备的两个条件曲面 刚性组成：壳身（构造不同；平滑圆顶，肋型-，多面-），支座环，下部支承构件6. 筒壳也称为柱面壳，它

3、是单向有曲率的薄壳，是（ 零 ）高斯曲率壳。 其（ 横隔 ）构件是筒壳的横向支承，缺少它，壳身的形体就要破坏，这也是筒壳结构与筒拱结构的根本区别。壳身 侧边构件 横隔7. 折板结构是以一定（ 倾斜角度 ）整体相连的一种薄折板体系。折板结构呈（ 空间 ）受力状态，具有良好的的力学性能，结构厚度薄，省材料，省模板，可预制装配，构造简单。折板结构的横向受力特点以下满足：波数越（多 ），波宽越（小 ），横向弯矩也（小 ）。这是减薄板厚，减轻自重的关键。折板结构通常用钢筋混凝土建造，也可用钢丝网水泥建造。是由多块平板组合而成的空间结构，是一种既能承重又可围护，用料较省，刚度较大的薄壁结构。折板结构由折板

4、和横隔构件组成。在波长方向，折板犹如一块折叠起伏的钢筋混凝土连续板，折板的波峰和波谷处刚度最大，可视为连续板的各支点。折板结构由折板和横隔构件组成。在波长方向，折板犹如一块折叠起伏的钢筋混凝土连续板，折板的波峰和波谷处刚度最大，可视为连续板的各支点。8.悬索结构是以一系列（ 受拉 ）钢索为主要承重构件，按照一定的规律组成各种不同形式的布置方式，并悬挂在边缘构件或支撑构件上而形成的一种空间结构。悬索结构中（ 边缘 ）构件是结构形式和屋盖建筑造型的关键。二.简答题（每题5分，共25分）1.请依次阐述矩形桁架、陡坡梯形桁架和弧形桁架的弦杆内力与腹杆内力状态。矩形桁架 内力不均匀，弦杆内力是两端大而向

5、中间逐渐减小，腹杆内力是两端小而向中间逐渐增大。缓坡梯形桁架 内力变化接近矩形桁架三角形桁架 内力不均匀，腹杆内力不均匀，两端大向中间逐渐减小。陡坡梯形桁架 弦杆内力较均匀，腹杆内力不均匀，两端大而向中间逐渐减小。弧形桁架 -弦杆内力大致均匀，腹杆内力近似于0。从力学角度看是理想的桁架形式。若桁架高度变化与弯矩图一样，则弦杆各节内力全等。2.什么是合理拱轴线？合理拱轴线也称理想压力线，请列举出理想压力线的四个力学特点定义：使拱在给定荷载下所有截面弯矩为零时的拱轴线，被称为与该荷载对应的合理拱轴线特点：合理的拱轴，是应该使拱在荷载作用下无弯矩状态；拱的强度有赖于正确的线性，一般理想的设计拱轴线性

6、都按恒载压力曲线确定，这样能取得经济的效果；若有偏离，拱内就会产生弯矩，必须将截面加强；拱轴线性常用压力曲线的接近程度来衡量。3. 简述网壳、网架和桁架在结构形式上的区别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。通常可分：双层(多层)平板网格结构(网架结构或网架)；单层（双层）的曲面网格结构(网壳)；桁架结构（中的桁架指的是桁架梁，是格构化的一种梁式结构。桁架结构常用于大跨度的厂房、展览馆、体育馆和桥梁等公共建筑中。4.请列举出单层单曲面拉索体系(悬索结构)水平力传递途径的三种方式 5.膜材料的发明，使膜结构建筑称为现代化的永久性建筑，请列出膜结构的8个结构特

7、点（优缺点）索膜结构是以只能受拉的索作为基本承重构件，并将索按照一定规律布置所构成的一类结构体系。8个结构特点1形状多样 2 自重轻，不需要大型起重设备 3抗震性好 4 跨度大，结构重量轻 5充分利用自然光 6节能 7自洁性 8施工快 三.单选题（每题1分，共15分）1. 下面哪种空间结构形式处理水平力的方式与拱结构不同（d ）A. 筒壳； B.折板；C. 双曲扁壳； D.双曲抛物面扭壳 ；2.预应力混凝土转换层在结构和施工上有很多优点，下列哪一项描述错误 （b ） A.减少截面尺寸； B.控制构件的跨度；C.控制裂缝和挠度； D.控制施工阶段的裂缝及减轻支撑负担；预应力技术在结构和施工上具有

8、很多优点：减少截面尺寸控制裂缝和挠度控制施工阶段的裂缝及减轻支撑负担等3.以下哪一种形式不属于内部结构采用的转换层结构形式？(a )A.转换梁 B. 双向梁式C.板式 D.空腹桁架4. 转换层的设计原则哪项描述有误( c )A.减少转换 B. 传力直接C. 强化上部；弱化下部 D.结构必须以与常规方式相反进行布置5.下列桁架结构中，哪种桁架形式内力近似于0？（ b ） A. 矩形桁架 B. 弧形桁架C. 陡坡梯形桁架 D. 缓坡梯形桁架6.桁架的力学模型基本假设，哪一项不成立？ ( c ) A. 各杆均用光滑铰链连接； B. 各杆轴线均为直线，并通过铰链中心； C. 荷载均作用在节点上； D.

9、 各杆件重量通常忽略不计;7.以下关于拱结构的论述何项错误？ （ d ）拱是一种有推力的结构，它的重要内力是轴向压力。拱结构是使构件摆脱弯曲变形的一种突破性发展，它为抗压性能好的材料提供了一种理想的结构形式。C. 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荷载作用下的弯矩除以拱的矢高f;D. 拱高月小，水平反力越小，反之，拱高越大，水平反力越大。8. 拱的矢高对于屋盖结构,其中f为矢高，L为跨度，一般取值范围f/L 为（ d ）。A. 1/7 1/5, B.1/8 1/5 C. 1/8 1/4 D. 1/7 1/5 9. 以下哪一类壳体结构是不属于负高斯曲率壳体？( a ) A

10、. 旋转成形的抛物线柱面壳； B. 旋转成形的双曲面壳；C. 平移成形的双曲抛物面扭壳 D. 单块扭壳正高斯曲率壳体：旋转成形的圆球面壳、椭球面壳、抛物面壳；有平移成形的椭圆抛物面扁壳，简称双曲扁壳。负高斯曲率壳体：旋转成形的双曲面壳；平移成形的双曲抛物面扭壳 （包括单块扭壳和四块组合型扭壳）零高斯曲率壳体：旋转成形的圆柱面壳、锥面壳；平移成形的开口圆柱面壳、椭圆柱面壳、抛物线柱面壳。混合型曲率壳体：膜型扁壳，也称无筋扁壳。10.壳体结构中，薄壳的曲面分类可以由高斯曲率的K值代替，球面薄壳的K值为以下哪种（ d ）。 A.K1K2 = 0 B. K1K2 0 C. K1K2 0 D. K1K2

11、 011.联方型球面网壳适用建筑跨度 ( c ) A. 小跨度建筑 B. 中、小跨度建筑 C. 大、中跨度建筑 D. 大跨度建筑12.三角锥网架一般适用于大中跨度及重屋盖的建筑，当建筑平面为何种形式时，最为适宜？ ( d )。四边形。三角形。六边形。圆形A. 。 B. 。 C. 。 D. 。13.单层悬索结构的垂跨比大，稳定性和刚度大，索拉力小，但占用空间。通常取值（ b ）。A. 1/20 1/8； B. 1/20 1/10； C. 1/15 1/8； D. 1/15 1/10；14.充气膜结构的内部净空大，自重小，内部无梁无柱，最大跨度可达 （ b ）米。A. 110 B. 120C. 1

12、30 D. 14015.按照日本JISA-93所规定的膜材料中，放火性能最好的涂层材料为 ( c )A.以玻璃纤维织物为基材涂PVC而成； B.以聚酯织物为基材涂PVC而成； C.以玻璃纤维织物为基材涂PTEF而成； D.以聚酯织物为基材涂聚四氟乙烯PTFE;四.多选题（每题3分，漏选该题得1分，多选该题不得分。共计15分）1以下对折板结构的描述中哪几项是正确的：（ abc ）A.折板的波峰和波谷处刚度最大，因此可视为连续板的各支点。B.折板结构由折板和横隔构件组成.C.无边梁折板由若干等厚度的平板和横隔板组成。D.有边梁折板由板、边梁、横隔板等组成，V形折板是有边梁折板的一种常见形式。折板可

13、分为有边梁和无边梁两种；无边梁折板由若干等厚度的平板和横隔板组成，V形折板是无边梁折板的一种常见形式。有边梁折板由板、边梁、横隔板等组成，一般为现浇。2.折板结构的组成和受力特点，错误的是：（ abc ）A.折板结构一般由折板、边梁和横隔三部分组成，折板结构在纵向可以是单波的或是多波的，在横向可以是单跨的、多跨连续的，或悬挑的。B.从结合形成上来说，折板结构和筒壳没有本质上的区别，折板结构具有筒壳结构受力性能好的优点。C.根据结构受力特点的不同，折板结构可分为长折板和短折板两类，当L1/L22时，称为长折板；当L1/L21时，称为短折板。D.折板结构的波峰和波谷处刚度最大，可视为连续板的各支点

14、。3.结构选型的原则是什么？（ abcde ）A.满足使用功能的要求 B.满足建筑造型的需要 C.充分发挥结构自身的优势 D.考虑材料和施工条件 E.尽可能减低造价 F.设计理念和方法4.以下对网壳结构描述正确的是：（bd ）A.网状壳体，是格构化的壳体。B.网壳结构是由杆件构成的曲面网格结构，可看作曲面状的网架结构。C.网壳结构是主要承受各杆件荷载的壳体。D.网壳结构属于空间结构。 HYPERLINK /view/1195985.htm t _blank 网壳是一种与平板网架类似的空间杆系结构，系以杆件为基础，按一定规律组成网格，按壳体结构布置的空间构架，它兼具杆系和壳体的性质。其传力特点主

15、要是通过壳内两个方向的拉力、压力或剪力逐点传力。此结构是一种国内外颇受关注、有广阔发展前景的空间结构。网壳结构又包括单层网壳结构、预应力网壳结构、板锥网壳结构、肋环型索承网壳结构、单层叉筒网壳结构等。5.薄壁空间结构，在杆系结构中，梁主要受（ ac ）作用。A.弯矩 B.水平推力C.剪力 D.环向压力薄壁空间结构1.在杆系结构中,梁主要受弯矩和剪力的作用五.任选题（从下列三题中任选两题,多作不计分,每题12.5分，共计25分）1. 请列举出5种结构转换层的主要形式名称，并请按照内、外结构形式分类画出其相应结构简图。例：内部结构转换层 - 单向梁式 （请结合结构简图说明，本题不做图不计分）空间结

16、构不是按某个平面内的受力状况或力学分析来设计的,这类结构都具有同时按三度空间方向传递荷载的力学特点.但由于具体的结构形式不同,因而在其力学原理上仍具有各自的特殊性.请结合工程实例，任意选择并详细阐述下列一种结构形式的基本组成、受力特点以及在工程中的具体运用。（字数不超过500字，可以简图说明）空间大跨度结构系统(任选一种加以阐述)折板结构薄壳结构网架结构悬索结构膜结构此类题目属于开放性论述题目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。通常可分：双层(多层)平板网格结构(网架结构或网架)；单层（双层）的曲面网格结构(网壳)；具体应用 由多根HYPERLINK /

17、view/557647.htm杆件按照一定的HYPERLINK /view/10755.htm网格形式通过节点连结而成的空间结构。具有空间受力、重量轻、刚度大、抗震性能好等优点；可用作体育馆、 影剧院、展览厅、候车厅、HYPERLINK /view/1154526.htm体育场看台雨篷、飞机库、双向大柱距车间等建筑的屋盖。3. 以下结构如何处理水平力? （请依次说明）膜结构空间薄壳结构:圆顶薄壳、折板结构、双曲扁壳、双曲抛物面扭壳(请依次解释各项水平力处理)悬索结构:单层悬索结构体系1.1 建筑结构的分类一.建筑结构定义 简单的说就是房屋的承重骨架。二、建筑结构的组成:墙，楼板，柱，梁，楼梯，

18、柱下基础，墙下基础，地下室底板。三.建筑结构的分类按所用材料的不同分为：1）混凝土结构（以混凝土为主要材料的结构）包括： 钢筋混凝土结构配置受力的普通钢筋，钢筋网或钢骨架； 预应力混凝土结构 配置预应力钢筋的混凝土结构； 素混凝土结构 没有配置受力的钢筋的混凝土结构。2）钢结构:以钢材(钢板、型钢）为主制作的结构3）砌体结构:由块材通过砂浆砌筑而成的结构4) 木结构 :指全部或大部分用木材制作的结构5）混合结构:由两种及两种以上材料作为主要承重结构的房屋此外还有钢混凝土组合结构、钢管混凝土等。 按其承重结构的类型分为： 1）框架结构采用梁、柱组成的结构体系作为建筑承重结构。框架结构的主要构件是

19、梁和柱，而墙体只是作为围护构件。可以做成预制或现浇框架，平面布置比较灵活，可以获得较大的使用空间，比混合结构强度高整体性强，但随层数增多抗侧刚度不足。2）剪力墙结构利用建筑物的纵向及横向的钢筋混凝土墙体作为主要承重构件，再配以梁板组成的承重结构体系。其墙体同时也起围护及分割房间的作用。整体性好，刚度大，抗震性能好，适于建造高层建筑（1050层范围内都适用）。不过剪力墙间距太小，平面布置不灵活，自重大，不适应建造公共建筑，一般适用于建造住宅。3）框架剪力墙结构框架结构的基础上，沿框架纵、横方向的某些位置，在柱与柱之间设置数道钢筋混凝土墙体作为剪力墙。因此它是框架和剪力墙的有机结合，综合了二者的优

20、点：一个布置灵活，一个抗侧力高。4）筒体结构。用钢筋混凝土墙组成一个筒体作为房屋的承重结构筒体可以由密柱深梁组成一个筒体，也可以用多个筒体组成筒中筒、束筒，还可以将框架和筒体联合起来组成框筒结构。筒体结构在各个方向的抗侧刚度都很大，是目前高层建筑中较多采用的结构形式。框筒是上个世纪60年代由美国工程师法卢齐坎恩第一次提出来的。其它结构还有壳体结构、网架结构、悬索结构等等，它们大多用于大跨度结构中。1.2 各种建筑结构特点及应用情况一.钢筋混凝土结构 1.钢筋混凝土的组成： 钢筋+混凝土 (混凝土:现代主要的人造工程结构材料) 2.两种材料的基本力学特性： 钢筋 抗拉与抗压强度较高，破坏时表现出

21、较好的延性； 混凝土抗压强度高，抗拉强度远低于其抗压强度 （之比约为10%，破坏时具有明显的脆性性质）3.配筋的基本原则 ：使钢筋在结构中处于受拉；使混凝土在结构中处于受压。配筋的作用： （1）提高结构的承载力；（2）调整结构的破坏形态。 4.关于钢筋混凝土梁与素混凝土梁的比较试验： 1）试验情况介绍：同条件下的对比试验；2）试验结果小结： 素混凝土梁 承载力低，一开裂即告破坏，破坏前无预兆（为脆性）； 钢筋混凝土梁承载力高，混凝土开裂后，其承担的拉应力转移到钢筋。5.钢筋与混凝土共同工作的条件：钢筋（材）和混凝土两种材料的物理力学性能很不相同，他们可以结合在一起共同工作，是因为： 钢筋和混凝

22、土之间存在有良好的粘结力，在荷载作用下，可以保证两种材料协调变形，共同受力； 钢筋与混凝土具有基本相同的温度线膨胀系数 钢材为1.210-5，混凝土为(1.01.5)10-5）， 因此当温度变化时，两种材料不会产生过大的变形差而导致两者间的粘结力破坏。6.配筋的基本要求 ：（1）钢筋的布置（即在结构中的位置）和数量由计算确定；（2）在钢筋的端部应有锚固长度或弯钩（常称为构造要求）。7 混凝土结构的优缺点：优点 材料利用合理：钢筋和混凝土的材料强度可以得到充分发挥，结构承载力与刚度比例合适，基本无局部稳定问题，单位应力价格低，对于一般工程结构，经济指标优于钢结构。 可模性好：混凝土可根据需要浇筑

23、成各种性质和尺寸，适用于各种形状复杂的结构，如空间薄壳、箱形结构等。 耐久性和耐火性较好，维护费用低：钢筋有混凝土的保护层，不易产生锈蚀，而混凝土的强度随时间而增长；混凝土是不良热导体，30mm厚混凝土保护层可耐火2小时，使钢筋不致因升温过快而丧失强度。 现浇混凝土结构的整体性好：通过合适的配筋，可获得较好的延性，适用于抗震、抗爆结构；同时防振性和防辐射性能较好，适用于防护结构。 刚度大、阻尼大： 有利于结构的变形控制。 易于就地取材：混凝土所用的大量砂、石，易于就地取材，近年来，已有利用工业废料来制造人工骨料，或作为水泥的外加成分，改善混凝土的性能。缺点： 自重大：不适用于大跨、高层结构。

24、抗裂性差：普通RC结构，在正常使用阶段往往带裂缝工作，环境较差(露天、沿海、化学侵蚀)时会影响耐久性；也限制了普通RC用于大跨结构，高强钢筋无法应用。 承载力有限：在重载结构和高层建筑底部结构，构件尺寸太大，减小使用空间。 施工复杂，工序多（支模、绑钢筋、浇筑、养护），工期长，施工受季节、天气的影响较大。 混凝土结构一旦破坏，其修复、加固、补强比较困难。8 混凝土结构的发展与应用概况混凝土结构的开始应用于土木工程距今仅150多年。1824年英国人阿斯普丁(J.Aspdin)发明硅酸盐水泥。1849年法国人朗波(L.Lambot)制造了第一只钢筋混凝土小船。 1872年在纽约建造第一所钢筋混凝土

25、房屋。与砖石结构、钢木结构相比，混凝土结构的历史并不长，但发展非常迅速，是目前土木工程结构中应用最为广泛结构，而且高性能混凝土和新型混凝土结构形式还在不断发展。混凝土结构的发展在结构方面：目前，钢筋混凝土结构向大跨度、高层发展 在材料方面：向高强、轻质、耐久、抗震的方向发展。 第一阶段：从钢筋混凝土的发明至上世纪初钢筋和混凝土的强度都比较低。主要用于建造中小型楼板、梁、柱、拱和基础等构件。第二阶段：从上世纪20年代到第二次世界大战前后混凝土和钢筋强度的不断提高。1928年法国杰出的土木工程师E.Freyssnet发明了预应力混凝土，使得混凝土结构可以用来建造大跨度第三阶段：二战以后到现在随着建

26、设速度加快，对材料性能和施工技术提出更高要求，出现装配式钢筋混凝土结构、泵送商品混凝土等工业化生产技术。高强混凝土和高强钢筋的发展、计算机的采用和先进施工机械设备的发明，建造了一大批超高层建筑、大跨度桥梁、特长跨海隧道、高耸结构等大型工程，成为现代土木工程的标志。二.砌体结构 1.砌体结构的组成：砌块砂浆 2.材料的基本力学特性： 砌体抗压强度较高，但抗拉强度很低；3.砌体结构的优缺点：优点： 较易就地取材、具有很好的耐火性，以及较好的化学及大气稳定性、成本低较经济。缺点： 自重大，强度低、砌筑工作繁重、砂浆和砌块的粘结力较 弱、占用农田，影响环境。4.砌体结构在我国的的发展与应用情况：（1）

27、发展： 历史悠久：考古资料表明，我国在新石器时代末期（约60004500年前），已有地面木架建筑和木骨泥墙建筑。分为三个阶段：第一阶段：在清朝末年，19世纪中叶以前 主要以城墙、佛塔和少数砖砌重型穹拱佛殿以及石桥等。 代表有万里长城、南京灵谷寺无梁殿后面走廊的砖砌穹窿、河北赵县的赵州桥。 第二阶段：19世纪中叶到解放前 砌体材料主要还是粘土砖，由于在封建及后来的半殖民地半封建制度下，砖石结构的实践和理论发展缓慢。第三阶段：解放后到现在 在原有基础上有了长足的进步。无论在桥梁、房屋，且在新结构、新技术方面也有了很大的发展，并建立了具有我国特色的结构设计计算理论。（2）发展趋势：高强、空心、薄壁大

28、板和配筋砌体等。三.钢结构 1.钢结构的特点 ：优点：（1）强度高、强重比大；塑性、韧性好；（2）材质均匀，符合力学假定，安全可靠度高；（3）工厂化生产，工业化程度高，施工速度快；缺点： 钢结构耐热不耐火；易锈蚀，耐腐性差。 2. 钢结构的应用 ：（1）重型结构及大跨度建筑结构；（2）多层、高层及超高层建筑结构；（3）轻钢结构；（4）塔桅等高耸结构；（5）钢混凝土组合结构。我国是最早应用钢结构的国家，但是历史的原因致使现代建筑钢结构的应用及发展与发达国家相比，已有相当大的差距。 3 钢结构的建造过程工厂制造：验收、放样、加工、装配、矫正、除锈和涂漆工地安装：扩大拼装、吊装就位、临时固定、最后固

29、定4 钢结构的初始缺陷几何缺陷：初弯曲 初倾斜 杆件长度误差材料缺陷：钢材并非理想的匀质体和各向同性体5 钢结构的发展发展低合金高强度钢材和型钢品种结构和构件设计计算方法的深入研究结构形式的革新结构优化设计一.结构设计方法的发展过程 1. 弹性理论为基础的容许应力设计方法2. 破坏阶段设计方法3. 极限状态设计方法4. 概率设计法：以近似概率为基础的极限状态设计法。未来：全概率设计法、生命全过程设计法第 一 讲 思 考 题1、什么是建筑结构？按照所用材料的不同，建筑结构可以分为哪几类？各有何特点？2、混凝土结构房屋中各个构件的受力特点是什么？3、简述建筑结构的结构及材料发展方向。第2讲 结构抗

30、震主要分布98%：环太平洋地震带 喜马拉雅地中海地震带（亚欧地震带）2.1地球的构造 r=6400km表面层：地壳 3040km中间层：地幔2900km内层：地核3500km地震是指因地球内部缓慢累积的能量突然释放而引起的地球表层的震动地应力的产生板块构造说由于地幔的对流，这些板块在地幔软流层上缓慢而持久的相互运动着。由于他们的地形边界是相互制约的，因而板块之间处于拉张挤压和剪切状态，从而产生了地应力。2.31）地球内部发生地震的地方叫 震源2）震源在地面上的投影点叫 震中3）震中及附近的地方叫 震中区=极震区 4）震中距=到震中的距离5）一次地震中，在其所波及的地区内，用烈度表可以对每一个地

31、点评估出一个烈度，烈度相同点的外包连线叫 等震线6）按国家规定的权限批准作为一个地区抗震设防依据的地震烈度=设防烈度7）50年设计基准期超越概率10%的地震加速度的设计取值=设计基本地震加速度8）抗震实际用的地震影响系数曲线中，反应震级，震中距，场地类别等因素的下降段起始点对应的周期值=设计特征周期2.4 分类（1）成因分类 天然地震：构造地震80%，火山地震，陷落地震 诱发地震因人为因素直接造成的地震是人工地震（2）在一定时间内（几十天数月）相继发生在相近地区的一系列大小地震称为 地震序列最大的主震 之前的前震 之后的余震（3）释放能量特点分类主震型60% 震群型30% 孤立型10%（4）浅

32、源地震70 中源地震 深源地震300km2.5地震波1）体波 内部传播横波（s波）周期长，振幅大，波速慢100800m/s，振动方向与传播方向垂直，引起水平震动纵波（p波） 2001400m/s 其余全部相反2）面波 在地球表面传播2.6 震级一级32被能量差 10倍振幅差二地震烈度1一次地震对某一地区的影响和破坏程度=地震烈度=烈度=I，是衡量地震引起后果的一种标度。2地震烈度表是评定烈度的标准和尺度3一个地区在未来50年内在一般场地条件下可能遭受的具有10%超越概率的地震烈度值=该地区的基本烈度=偶遇烈度=中震裂度4按国家规定的权限批准作为一个地区抗震设防依据的地震烈度=设防烈度设防烈度6

33、级以上必须抗震设计5沙土液化当饱和的无粘性土受震动而趋于密实时，伴随着颗粒间孔隙水压的增高，泥沙将产生向压实力最小的地面流动的现象，只是地面喷水冒砂。三抗震设防目标and方法三水准的抗震设防要求小震不坏，中震可修，大震不倒。当遭受到低于本地区抗震设防烈度的多遇地震影响时，一般不受损害或不需修理可继续使用。当遭受到相当于本地区抗震设防烈度的地震影响时，经一般修理或不需修理仍可继续使用。当遭受到高于本地区抗震设防烈度的罕遇地震影响时，不至倒塌或发生危及生命的严重破坏。两阶段的抗震设计方法第一阶段多遇地震作用效应与其他荷载作用效应组合，对结构构件进行承载力验算和弹性变形验算，以满足第一水准的设防要求

34、第二阶段罕遇地震作用下验算结构构件的弹塑性变形，以满足第三水准的设防要求抗震设计：概念设计，计算设计，构造设计常见抗震构造措施多层砌体房屋1）设置钢筋混凝土构件柱，减少墙身的破坏，并改善其抗震性能，提高延性。2）设置钢筋混凝土圈梁与构造柱连接起来，增强了房屋的整体性，改善了房屋的抗震性能，提高了抗震能力。3）加强墙体的连接，楼板和梁应有足够的长度和可靠连接。4）加强楼梯间的整体性等。框架结构把框架设计成延性框架，遵守强柱、强节点、强锚固，避免短柱、加强角柱，框架沿高度不宜突变，避免出现薄弱层，控制最小配筋率，限制配筋最小直径。构造上采取受力筋锚固适当加长，节点处箍筋适当加密等措施。防震缝抗震措

35、施是指除地震作用计算和抗力计算以外的抗震设计内容，包括“抗震构造措施”。 抗震构造措施是指根据抗震概念设计原则，一般不需计算而对结构和非结构各部分所采取的细部构造，如钢筋锚固、搭接、混凝土保护层、最小配筋率等。“抗震措施”涵盖了“抗震构造措施”。抗震等级是设计部门依据国家有关规定，按“建筑物重要性分类与设防标准”，根据烈度、结构类型和房屋高度等，而采用不同抗震等级进行的具体设计。什么是基本烈度？什么是设防烈度？什么是抗震措施？什么是抗震构造措施？什么是地基液化？什么是抗震等级？抗震措施有多少等级？为什么有时要求高，有时要求低？有什么样的大致规律性？高层建筑结构抗震设防的三水准要求是什么？为达到

36、这些要求，应采用哪几个阶段抗震设计方法？桁架 桁架结构（Truss structure)中的桁架指的是桁架梁，是格构化的一种梁式结构。桁架结构常用于大跨度的厂房、展览馆、体育馆和桥梁等公共建筑中。 当涉及大跨度或重荷载时，用于建筑的屋盖结构的桁架通常称作屋架，桁架要比梁更经济。桁架的工程定义桁架，是由一些细长直杆按适当方式分别在两端连接而成的几何形状不变的结构。斜腹杆 竖腹杆 上弦杆 下弦杆桁架的类型 按材料分为：木桁架 钢筋混凝土桁架 刚桁架按空间形式可分为：平面桁架（planar truss）组成桁架的所有杆件轴线都在同一平面内。对称结构，且荷载作用在对称平面内。平面结构，且荷载作用在对称

37、平面内。空间桁架(space truss)组成桁架的所有杆件轴线不在同一平面内。空间结构，荷载任意。按外形形式可分为：三角形 矩形 梯形 抛物线矩形桁架 内力不均匀，弦杆内力是两端大而向中间逐渐减小，腹杆内力是两端小而向中间逐渐增大。缓坡梯形桁架 内力变化接近矩形桁架三角形桁架 内力不均匀，腹杆内力不均匀，两端大向中间逐渐减小。陡坡梯形桁架 弦杆内力较均匀，腹杆内力不均匀，两端大而向中间逐渐减小。弧形桁架 弦杆内力大致均匀，腹杆内力近似于0。从力学角度看是理想的桁架形式。若桁架高度变化与弯矩图一样，则弦杆各节内力全等。弧形或多边形桁架 优点：受力最合理，节点构造最简单，用料最省，自重最轻巧。缺

38、点：上弦非直线，制作较复杂，仅适用于较大跨度。高度高度H直接影响桁架的刚度和经济；不一定高度H越大越好，虽然弦杆受力小，但腹杆长，长细比大，易压曲，用料多；H值一般（1/101/15)L节间长度沿跨度划分桁架为若干等分，每一分算一个节间；减少制作工作量与桁架挠度，减少杆件与节点数；上弦稍短，下弦稍长，与受荷载条件与材料有关；节间杆长一般控制1.5m 4m。坡度：满足排水要求，瓦屋面1/3,其它屋面1/8 1/12受力性能抛物线形桁架最好，适用与大中跨建筑三角形桁架最差，适用与中小跨建筑；梯形桁架居中。防水要求（屋面桁架体系）采用能弯曲的屋面材料，适用弧形或缓坡梯形式桁架；瓦类屋面材料，适用与三

39、角形，陡坡梯形桁架从跨度角度选择桁架形式：跨度18m时，钢筋混凝土-钢组合桁架或钢-木屋架；跨度36m时，选用预应力混凝土屋架或钢屋架；跨度36m时，选用钢屋架。材料的耐久性：钢，木材料易腐蚀，预应力混凝土耐腐性能最佳桁架结构的基本受力假设所有外力均作用于桁架平面内，且集中作用于节点上节点桁架中各杆件的连接点，称为节点（node)工程上把几根直杆连接的地方称为节点。木桁架节点 榫接钢桁架节点 焊接 铆接工程中桁架连接方式 铆接 焊接 螺栓钢筋混凝土桁架节点 刚接铆接 （Riveting）使用铆钉连接两件或两件以上的工件叫铆接。说铆接是种刚性连接是不对的。 按照铆接应用情况，可以分为： 1.活动

40、铆接。结合件可以相互转动。不是刚性连接。 如：剪刀，钳子。 2.固定铆接。结合件不能相互活动。这是刚性连接。 如：角尺、三环锁上的铭牌、桥梁建筑。 3.密缝铆接。铆缝严密，不漏气体、液体。这是刚性连接。 已被焊接广泛替代，较少见。 铆接的工艺过程工艺过程：钻孔（忽窝）（去毛刺）插入铆钉顶模顶住铆钉旋铆机铆成形（或手工 墩紧墩粗铆成罩形）焊接 (welding)焊接是被焊工件的材质，通过加热或加压或两者并用，使用或不使用填充材料，使工件的材质达到原子间的建和形成的永久性连接工艺过程。焊接的能量来源有很多种，包括气体焰、电弧、激光、电子束、摩擦和超声波等。 1拱结构是广泛应用的一种结构形式。拱结构

41、比桁架结构具有更好的力学优点；中外古人早就在实践中应用了拱结构；中国的圆弧拱，古爱琴倚石券的直线拱，波斯的椭圆拱，古罗马的半圆拱，拜占庭的球面帆拱，哥特式的尖拱，近现代的抛物线拱等拱是广泛应用的一种结构形式。现代的拱式结构多采用圆弧拱或抛物线拱2定义在荷载作用下主要承受轴向压力，有时也承受弯矩而有支座推力的曲线或折线的杆形结构 。3分类支撑方式：无铰拱，两铰拱，三铰拱拱身截面：实腹式，格构式拱；等截面，变截面4拱的受力特点 静定结构定义：几何不变体系且无多余约束。 三铰拱超静定结构：结构为几何不变体系，但体系内存在多余约束，把这类结构称之为超静定结构。 无铰拱和两铰拱5拱式结构的型式钢结构拱：

42、实腹式，格构式拱钢筋混凝土拱：实腹式6拱结构的应用形式多种多样，适用范围广泛，尤其适用于大跨度的建筑；拱结构的形式有利于丰富建筑的形象。在公路桥梁中大量采用拱结构；在房屋建筑中，拱结构应用也非常广泛：屋盖、如展览馆、体育馆、商场等公共建筑；跨门窗洞口；承托围墙或地下沟道顶盖；对于大跨度的仓库建筑，常采用落地式拱结构，可以获得良好的使用效果；高层建筑中作为转换构件使用。7拱的受力特点拱是一种有推力的结构，它的主要内力是轴向压力。和梁截然不同，梁是受弯构件，截面上应力分布不均匀，不能充分利用材料强度。因此拱结构优于梁结构。拱结构是使构件摆脱弯曲变形的一种突破性发展，它为抗压性能好的材料提供了一种理

43、想的结构形式。但因此拱结构的支座会产生水平推力（水平反力H),跨度大的时候对付这个推力又会是一个麻烦事。结构所受外力传递路线越短，也就是外力越是能够直接传递到基础，结构越经济，如落地拱。支座反力竖向荷载作用下，拱脚支座内有水平推力;水平推力的存在，是区别梁与拱的最主要标志；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荷载作用下的弯矩除以拱的矢高f;在竖向荷载作用下，当结构跨度与荷载条件一定时，拱脚水平推力与拱的矢高f成反比。即拱高f越大，水平反力H越小，反之，拱高f越小，水平反力越大。拱的内力拱身内的弯矩小于相同荷载作用下相同跨度简支梁内的弯矩；而且水平推力H与竖向坐标y的乘积越

44、大，拱杆的弯矩越小。拱身内的剪力小于相同荷载作用下相同跨度简支梁内的剪力；拱身截面存在着较大的轴力；在一定的荷载作用下，可是拱杆弯矩为零，只受轴力的作用；（理想压力线）可利用抗压性能好的混凝土、砖、石材料8理想压力线定义：使拱在给定荷载下所有截面弯矩为零时的拱轴线，被称为与该荷载对应的合理拱轴线特点：合理的拱轴，是应该使拱在荷载作用下无弯矩状态；拱的强度有赖于正确的线性，一般理想的设计拱轴线性都按恒载压力曲线确定，这样能取得经济的效果；若有偏离，拱内就会产生弯矩，必须将截面加强；拱轴线性常用压力曲线的接近程度来衡量。9拱结构与曲梁的区别？拱结构竖向荷载作用下，拱脚支座内有水平推力 (H)拱脚支

45、座可靠地面传递和承受水平推力；曲梁拱脚支座反力不能抵抗水平推力时，拱变成曲梁。10水平推力的处理 落地拱 地基基础（直接作用在基础上）竖向结构（推力由竖向承重结构承受）扶墙垛、壁柱、扶壁柱、扶壁墙墩飞券斜柱墩附属用房拉杆拱推力通过刚性水平结构 传递给 总拉杆11拱的支撑系统拱为平面受压或受弯结构，因此必须设置横向支撑并通过檩条或大型屋面板体系来保证拱在轴线平面外的受压稳定性。为了增强结构的纵向刚度，传递作用于山墙上的风荷载，还应设置纵向支撑与横向支撑形成整体。壳体结构概念壳体结构（Shell structure)由曲面形板与边缘构件（梁、拱或桁架）组成的空间结构。只有空间受力的结构体系才能够更

46、好的解决大跨度屋盖的问题，而且只有空间体系的结构才能组成富有造型特点的屋盖形式。壳体结构的演变梁横向受传力的梁起“担”的作用，不能材尽其用，并非经济的结构形式；拱以曲梁承荷传力的拱起“顶”的作用，能进一步发挥材力，是较先进的结构形式；壳体 与拱相仿，以曲板承荷传力，而且更进一步，它不像拱是单向受荷传力的平面结构，而是双向受荷传力的空间结构，起双向“顶”的作用。薄壳结构特点：曲面，刚性。 理解为四边支承的曲板。主要依靠曲面的双向轴力和顺剪力承重壳结构的受力特点强度大双向受荷传力的空间结构（双向“顶”），也是空间壳体结构与平面拱的根本区别之一。刚度大曲面的第二大功能是壳体本身具有极大的空间刚度。双

47、曲是使薄板以最少之料构成最坚固形状的最经济途径。屋面与承重合一（梁板合一）壳体是屋面与承重两功能合一的面系结构中的曲板。综上所述：壳体曲面能充分发挥材料最大潜力，做到合理用材、材尽其用，为悬索以外的他类结构所莫及。壳体厚度不断减薄，结构自重不断减轻，材料消耗降低是大跨结构的关键。壳体结构的多种形式壳体结构的种类很多，多根据曲面的几何特性进行分类。按高斯曲率进行分类正高斯曲率壳体：旋转成形的圆球面壳、椭球面壳、抛物面壳；有平移成形的椭圆抛物面扁壳，简称双曲扁壳。k0负高斯曲率壳体：旋转成形的双曲面壳；平移成形的双曲抛物面扭壳 （包括单块扭壳和四块组合型扭壳）k80mm，避免收缩和温度裂痕，应放置

48、2层钢筋。筒壳概述历史上出现的第一种壳体是筒壳。其外形又似圆柱体，故又名圆柱形壳或柱面壳。筒壳外形简单，是单曲面壳体。筒壳横向为曲线，纵向刚度大；但其纵向为直线，所以横向刚度小。变性特征：当筒壳受力后，曲线必然会向两侧趴下，因此需在支座处设置横隔。如竹筒的节膜一样。组成：壳身，侧边构件，横隔构件特点：呈单曲外形=柱面壳 高斯0双曲扁壳组成：壳板（抛物线平移），边缘构件=横隔构件网格结构的定义：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。2.1.1网格结构的组成空间网格结构通常可分：双层(多层)平板网格结构(网架结构或网架)；单层（双层）的曲面网格结构(网壳)；网

49、格结构是网架与网壳的总称。2.1.2 网架结构的优越性1.空间工作，传力途径简捷，是一种较好的大跨度、大柱网屋盖结构。 2.重量轻，经济指标好 。3.刚度大，抗震性能好。 4.施工安装简便。 5.杆件和节点便于定型化、商品化，可在工厂中成批生产，有利于提高生产效率。 6.网架的平面布置灵活，屋盖平整，有利于吊顶、安装管道和设备。 2.1.3 网架结构的形式与分类 主要有15种网架，根据其组成可划分为四大类。1、由平面桁架系组成的网架结构，它是由平面桁架发展和演变过来的。由于平面桁架系的数量和设置方位不同。这类网架又可分成四种： (1)两向正交正放网架；(2)两向正交斜放网架；(3)两向斜交斜放

50、网架；(4)三向网架。2、由四角锥体组成的网架结构，它的基本单元是由4根弦杆、4根斜杆构成的正四角锥体。由这些四角锥体排列组成网架时，还要用上弦杆或下弦杆把相邻的锥顶连接起来。根据锥体的组合方式和连接锥顶弦杆的方向不同，这类四角锥体组成的网架又可分为六种：（1）正放四角锥网架；（2）正放抽空四角锥网架；（3）斜放四角锥网架；（4）棋盘形四角锥网架； （5）星形四角锥网架；（6）单向折线形网架，又称折板型网架。3、由三角锥体组成的网架结构，它的基本单元是由3根弦杆、3根斜杆所构成的正三角锥体，即四面体。三角锥体可以顺置，也可以倒置。根据三角锥体的组合方式和连接锥顶弦杆的方法不同，这类三角锥体组成

51、的网架又可分为四种：（1） 三角锥网架（2）抽空三角锥网架I型（3）抽空三角锥网架型（4）蜂窝形三角锥网架（1） 三角锥网架：由顺置的错格排列的三角锥体与三向互成60的上弦杆系连接而成。（2）抽空三角锥网架I型：它可由三角锥网架跳格式地抽去锥体的3根斜杆和相应的6根下弦杆而成。 （3）抽空三角锥网架型：它可由三角锥网架采用另一种跳格方式，抽去锥体的3根斜杆和相应的6根下弦杆而成。（4）蜂窝形三角锥网架：这是由倒置的三角锥体两两相连而成 。4.由六角锥体组成的网架结构，它的基本单元体是由6根弦杆、6根斜杆构成的正六角锥体，即七面体。2.1.5 网架结构的选型 影响网架选型的因素是多方面的，如网架

52、制作、安装方法、用钢指标、跨度大小、刚度要求、平面形状、支承条件等都在一定程度上影响着确定采用哪一种网架形式。 1如节点采用焊接，由平面桁架系组成的网架，其制作比由四角锥体组成的网架较为方便；两向正交网架又比两向斜交网架及三向网架方便；四角锥网架比三角锥网架方便。2安装方法不采用整体提升或吊装，采用分条或分块安装，或采用高空滑移法时，选用两向正交正放网架、正放四角锥网架、正放抽空四角锥网架等三种正交正放类网架比选用斜放类网架有利。3用钢指标是衡量网架选型的一项重要标志。4计算表明，跨度大小对网架选型的影响不大。5.网架的刚度比平面屋架好得多，但各种网架之间，不论是水平刚度还是垂直刚度，其差别是

53、不小的。6平面形状为圆形、正六边形和接近圆形的多边形网架，从平面布置及建筑造型看，比较适宜采用三向网架、六角锥网架、三角锥网架、抽空三角维网架 I、II型和蜂窝形三角锥网架。7多点支承的网架，选用正交正放类网架较为合适。8对跨度不大于40m多层建筑的楼层及跨度不大于60m的屋盖，可以采用以钢筋泥凝土板代替钢上弦的组合网架网架选型是一个比较复杂的问题，必须根据实用与经济的原则，进行多方案综合分析比较确定。最主要的影响因素是施工制作和用钢指标这两个因素。2.2.1 荷载类型网架结构的荷载主要是永久荷载、可变荷载、偶然荷载。1.永久荷载作用在网架结构上的永久荷载：(1) 网架自重(2) 楼面或屋面覆

54、盖材料自重(3)吊顶材料自重。 （4）设备管道自重。2 .可变荷载作用在网架结构上的可变荷载：(1)屋面或楼面活荷载(2)雪荷载(3)风荷载(4)积灰荷载(5)吊车荷载2.7.2网架结构的节点与设计 节点起连接杆件、传递荷载的作用，因此，节点设计是网架结构设计中的重要内容。通常节点用钢量占整个网架杆件用量的20-25。合理的节点设计对网架结构的安全性能、制作安装、工程进度和工程造价都有着直接的影响。节点设计和构造均应符合以下一些原则：（1）受力合理，传力明确、可靠，实际构造与所采用的计算假定吻合。 （2）保证各杆件交汇于一点，不产生附加弯矩。 （3）构造简单、制作和安装方便。 （4）尽量减少用

55、钢量。 1网架节点的类型 （1）焊接钢板节点（2）焊接空心球节点（3）螺栓球节点（4）直接相贯节（5）焊接钢管节点悬索结构定义以一系列受拉钢索为主要承重构件，按照一定的规律组成各种不同形式的布置方式，并悬挂在边缘构件或支撑结构上而形成的一种空间结构。柔性的悬索在自然状态下不仅没有刚度，其形状也是不确定的。 必须采用敷设重屋面或施加预应力等措施，才能赋予一定的形状，成为在外荷载作用下具有必要刚度和形状稳定性的结构。因此也称其为张力结构（柔性结构flexible structure）。悬索结构的组成 悬索结构由1）受拉索 2）边缘构件 3）下部支承构件所组成。悬索结构中边缘构件是结构形式和屋盖建筑

56、造型的关键！ 拉索的组成：高强钢丝组成的钢绞线、钢丝绳或钢丝束， 边缘构件和下部支承构件：钢筋混凝土结构。 拉索按一定的规律布置可形成各种不同的体系，边缘构件和下部支承构件的布置则必须与拉索的形式相协调，有效地承受或传递拉索的拉力。悬索结构的特点 优点1）充分利用材料强度悬索结构通过索的轴向受拉来抵抗外荷载的作用，可以最充分利用钢料的强度。索一般都是采用高强度材料制成的，更可大大减少材料用量并可减轻结构自重。 悬索结构适用范围：大跨度的建筑物，如体育馆、展览馆等。跨度越大，经济效果越好。2）悬索结构便于建筑造型，容易适应各种建筑平面，因而能较自由地满足各种建筑功能和表达形式的要求。钢索线条柔和

57、，便于协调，有利于创作各种新颖的富有动感的建筑体型。3）悬索结构施工比较方便。钢索自重很小，屋面构件一般也较轻，安装屋盖时不需要大型起重设备。施工时不需要大量脚手架，也不需要模板。因而，与其他结构形式比较，施工费用相对较低。4）悬索结构可以创造具有良好物理性能的建筑空间。双曲下凹碟形悬索屋盖具有极好的音响性能。因而可以用来遮盖对声学要求较高的公共建筑。悬索屋盖对室内采光也极易处理，故用于采光要求高的建筑物也很适宜。悬索结构的特点 缺点1）悬索屋盖结构的稳定性较差。单根的悬索是一种几何可变结构，其平衡形式随荷载分布方式而变，特别是当荷载作用方向与垂度方向相反时，悬索就丧失了承载能力。因此，常常需

58、要附加布置一些索系或结构来提高屋盖结构的稳定性。2）悬索结构的边缘构件和下部支承必须具有一定的刚度和合理的形式，以承受索端巨大的水平拉力。3）悬索体系的支承结构往往需要耗费较多的材料，无论是设计成钢筋混凝土结构或钢结构，其用钢量均超过钢索部分。 4）当跨度小时，由于钢索锚固构造和支座结构的处理与大跨度时一样复杂，往往不经济。悬索结构的分类因为悬索是一种受拉方式为主进行内力传递的结构系统，因此：单向悬索属于平面结构；双向悬索才属于空间受力结构；（稳定性相对好些）悬索屋盖结构通常由悬索系统，屋面系统和支承系统三部分构成。1. 单层悬索体系单层单向悬索结构；单层辐射状悬索结构；单层网状单层单向悬索结

59、构拉索水平力承担：承重结构；锚索；（水平桁架）受力特点：稳定性不好，是一种可变体系其平衡形状随荷载分布方式而变。抗风能力差，在风吸作用下悬索内的拉力下降，稳定性进一步降低。垂跨比：1/10-1/20双层悬索结构形式特点以圆形双层悬索结构工作性能最理想。圆形双层悬索结构该悬索结构为圆形，由中环、边环、与悬索组成，中环承担着巨大的拉力，边环（边梁）承担压力。整个屋面支撑在下部结构上，形成室内空间。受力点：中环、边环（整个悬索结构的关键）张弦梁结构的发展与应用欧洲最早，19世纪初的铸铁桥中发现；19世纪中叶，欧洲桥梁应用较多，如英国Royal Albert桥；94年的南斯拉夫格莱德体育馆；亚洲20世

60、纪80年代，日本大跨度屋盖结构中予以应用；并在随后的十余年中，一批代表的张弦结构诞生，例如：91年的酒田国体纪念体育馆；95年的浦安市体育馆；我国20世纪90年代后期，代表工程有三个：上海浦东机场国际航站楼；02年建成的广州国际会议展览中心的屋盖结构；黑龙江国际会议展览中心主管屋盖结构定义张弦梁结构是一种由刚性构件上弦、柔性拉索、中间连以撑杆形成的混合结构体系。索膜结构 概念基本承重构件：受拉工作的悬索或拉张的膜材质：由基部和涂层组成，基部主要采用聚酯纤维和玻璃纤维材料；涂层材料主要用聚氯乙烯和聚四氟乙烯。常用膜材：聚酯纤维覆聚氯乙烯（pvc）和玻璃纤维覆聚氯四乙烯（teflon）索膜结构是以