二級建造師講義之結(jié)構(gòu)及構(gòu)件受力特點
更新時間：2009-10-19 15:27:29
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二 常見結(jié)構(gòu)及構(gòu)件的受力特點
（1）單跨梁在各種荷載下的內(nèi)力圖見考試用書23頁
（2）桁架是由桿件組成的結(jié)構(gòu)體系
桁架體形可以多樣化，如平行弦桁架、三角形桁架、梯形桁架。桁架的結(jié)點一般假定為鉸結(jié)點，荷載作用在結(jié)點上，桁架的桿體內(nèi)力與桁架的外形有著密切的關(guān)系。
•平行弦桁架
桿件內(nèi)力是不均勻的，弦桿內(nèi)力是兩端小而向中間逐漸增大，腹桿內(nèi)力是兩端大而向中間逐漸減小。
•三角形桁架
桿件內(nèi)力是不均勻的，弦桿內(nèi)力是兩端大而想中間逐漸減小，腹桿內(nèi)力是兩端小而向中間逐漸增大。
•弧形桁架
桿件內(nèi)力大致均勻，從力學角度看，它的形狀與簡支梁的彎矩圓形相似，其形狀符合受荷后的內(nèi)力變化規(guī)律，所以它是結(jié)構(gòu)上的較好形式。
不同形式屋架的內(nèi)力分析（壓力為負，拉力為正）見考試用書25頁
（3）拱結(jié)構(gòu)
在外荷載作用下，拱主要產(chǎn)生壓力，支座處產(chǎn)生水平推力拱的合理軸線為二次拋物線，當拱為半圓形時，支座的推力為0。解決拱的水平推力，可以采取下面的幾種結(jié)構(gòu)處理方法：
•利用地基基礎直接承受水平推力；
•利用側(cè)面框架結(jié)構(gòu)承受水平推力；
•利用拉桿承受水平推力。
拱的不同類型
（a）三鉸拱；（b）兩鉸拱；（c）無鉸拱
（4）薄殼結(jié)構(gòu)
必須具備兩個條件：一是“曲面的”，二是剛性的。所以薄殼可以簡單理解為四邊支承的曲板。它的組成一般包括：曲面的殼板和周邊的邊緣構(gòu)件兩部分，薄殼結(jié)構(gòu)是一種薄得不致于產(chǎn)生明顯的彎曲應力，但厚度是以承受壓力、拉力和剪力的形抵抗結(jié)構(gòu)，其優(yōu)點是：材料省，很經(jīng)濟，自重小，為大跨度提供有利條件。
缺點是：體型復雜，現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)時費工費料、施工不便；板厚太小，隔熱效果不夠好，長期日曬雨淋易開裂；曲面的頂棚，容易引起聲聚焦，對音響效果要求高的場所不宜采用。
（5）網(wǎng)架結(jié)構(gòu)
由復雜的桿件系統(tǒng)組成的超靜定次數(shù)極高的空間結(jié)構(gòu)，它具有各向受力性能，是一種大面積的剛性復蓋結(jié)構(gòu)。
在結(jié)點荷載作用下，網(wǎng)架的桿件主要承受軸力，跨度一般可達30～60m，甚至60m以上，由于網(wǎng)架的整體空間作用，桿件互相支持，剛度大，穩(wěn)定性好，網(wǎng)架具有各向受力性能，應力分布均勻，用料方面可比桁架結(jié)構(gòu)節(jié)省鋼材30%；
網(wǎng)架是高次超靜定結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)安全度特別大，倘若某一構(gòu)件受壓屈曲，也不導致破壞。
（6）懸索結(jié)構(gòu)
由索網(wǎng)，邊緣構(gòu)件、支承結(jié)構(gòu)等三部分組成的。
懸索結(jié)構(gòu)的主要承重構(gòu)件就是索，索網(wǎng)只受軸向拉力，既無彎矩，也無剪力，受力簡單，更有利于采用鋼材做“索”。
鋼索材料采用高強度的鋼鉸線或鋼絲繩，因而整個索網(wǎng)的結(jié)構(gòu)自重小，強度大，能夠跨越很大的跨度。懸索與拱一樣，應注意對支座水平反力的處理，采用合理的支座形式。索網(wǎng)的支座叫邊緣構(gòu)件，無邊框則索網(wǎng)不能成型，所以，邊緣構(gòu)件是懸索結(jié)構(gòu)的重要組成部分，而且是決定懸索結(jié)構(gòu)形式的重要依據(jù)。
懸掛式的柔性索網(wǎng)體系，屋蓋的剛度卻是所有屋蓋結(jié)構(gòu)中之最軟者，風力作用下對屋面的吸力使屋蓋結(jié)構(gòu)有被掀起的危險，而且還會產(chǎn)生共振破壞的可能，為了保證懸索屋蓋結(jié)構(gòu)的剛度，可以對懸索施加預應力；若屋蓋自重能具有1.1～1.3倍的重量安全度就基本能夠保證屋面不被風吹力掀起，所以懸索結(jié)構(gòu)的屋面材料一般可以使用預制輕質(zhì)板材，如鋁合金板，塑料板，輕質(zhì)混凝土板，壓型鋼板等作為屋面
（1）單跨梁在各種荷載下的內(nèi)力圖見考試用書23頁
（2）桁架是由桿件組成的結(jié)構(gòu)體系
桁架體形可以多樣化，如平行弦桁架、三角形桁架、梯形桁架。桁架的結(jié)點一般假定為鉸結(jié)點，荷載作用在結(jié)點上，桁架的桿體內(nèi)力與桁架的外形有著密切的關(guān)系。
•平行弦桁架
桿件內(nèi)力是不均勻的，弦桿內(nèi)力是兩端小而向中間逐漸增大，腹桿內(nèi)力是兩端大而向中間逐漸減小。
•三角形桁架
桿件內(nèi)力是不均勻的，弦桿內(nèi)力是兩端大而想中間逐漸減小，腹桿內(nèi)力是兩端小而向中間逐漸增大。
•弧形桁架
桿件內(nèi)力大致均勻，從力學角度看，它的形狀與簡支梁的彎矩圓形相似，其形狀符合受荷后的內(nèi)力變化規(guī)律，所以它是結(jié)構(gòu)上的較好形式。
不同形式屋架的內(nèi)力分析（壓力為負，拉力為正）見考試用書25頁
（3）拱結(jié)構(gòu)
在外荷載作用下，拱主要產(chǎn)生壓力，支座處產(chǎn)生水平推力拱的合理軸線為二次拋物線，當拱為半圓形時，支座的推力為0。解決拱的水平推力，可以采取下面的幾種結(jié)構(gòu)處理方法：
•利用地基基礎直接承受水平推力；
•利用側(cè)面框架結(jié)構(gòu)承受水平推力；
•利用拉桿承受水平推力。
拱的不同類型
（a）三鉸拱；（b）兩鉸拱；（c）無鉸拱
（4）薄殼結(jié)構(gòu)
必須具備兩個條件：一是“曲面的”，二是剛性的。所以薄殼可以簡單理解為四邊支承的曲板。它的組成一般包括：曲面的殼板和周邊的邊緣構(gòu)件兩部分，薄殼結(jié)構(gòu)是一種薄得不致于產(chǎn)生明顯的彎曲應力，但厚度是以承受壓力、拉力和剪力的形抵抗結(jié)構(gòu)，其優(yōu)點是：材料省，很經(jīng)濟，自重小，為大跨度提供有利條件。
缺點是：體型復雜，現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)時費工費料、施工不便；板厚太小，隔熱效果不夠好，長期日曬雨淋易開裂；曲面的頂棚，容易引起聲聚焦，對音響效果要求高的場所不宜采用。
（5）網(wǎng)架結(jié)構(gòu)
由復雜的桿件系統(tǒng)組成的超靜定次數(shù)極高的空間結(jié)構(gòu)，它具有各向受力性能，是一種大面積的剛性復蓋結(jié)構(gòu)。
在結(jié)點荷載作用下，網(wǎng)架的桿件主要承受軸力，跨度一般可達30～60m，甚至60m以上，由于網(wǎng)架的整體空間作用，桿件互相支持，剛度大，穩(wěn)定性好，網(wǎng)架具有各向受力性能，應力分布均勻，用料方面可比桁架結(jié)構(gòu)節(jié)省鋼材30%；
網(wǎng)架是高次超靜定結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)安全度特別大，倘若某一構(gòu)件受壓屈曲，也不導致破壞。
（6）懸索結(jié)構(gòu)
由索網(wǎng)，邊緣構(gòu)件、支承結(jié)構(gòu)等三部分組成的。
懸索結(jié)構(gòu)的主要承重構(gòu)件就是索，索網(wǎng)只受軸向拉力，既無彎矩，也無剪力，受力簡單，更有利于采用鋼材做“索”。
鋼索材料采用高強度的鋼鉸線或鋼絲繩，因而整個索網(wǎng)的結(jié)構(gòu)自重小，強度大，能夠跨越很大的跨度。懸索與拱一樣，應注意對支座水平反力的處理，采用合理的支座形式。索網(wǎng)的支座叫邊緣構(gòu)件，無邊框則索網(wǎng)不能成型，所以，邊緣構(gòu)件是懸索結(jié)構(gòu)的重要組成部分，而且是決定懸索結(jié)構(gòu)形式的重要依據(jù)。
懸掛式的柔性索網(wǎng)體系，屋蓋的剛度卻是所有屋蓋結(jié)構(gòu)中之最軟者，風力作用下對屋面的吸力使屋蓋結(jié)構(gòu)有被掀起的危險，而且還會產(chǎn)生共振破壞的可能，為了保證懸索屋蓋結(jié)構(gòu)的剛度，可以對懸索施加預應力；若屋蓋自重能具有1.1～1.3倍的重量安全度就基本能夠保證屋面不被風吹力掀起，所以懸索結(jié)構(gòu)的屋面材料一般可以使用預制輕質(zhì)板材，如鋁合金板，塑料板，輕質(zhì)混凝土板，壓型鋼板等作為屋面
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