二級建造師講義之結構及構件受力特點
更新時間：2009-10-19 15:27:29
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二 常見結構及構件的受力特點
（1）單跨梁在各種荷載下的內力圖見考試用書23頁
（2）桁架是由桿件組成的結構體系
桁架體形可以多樣化，如平行弦桁架、三角形桁架、梯形桁架。桁架的結點一般假定為鉸結點，荷載作用在結點上，桁架的桿體內力與桁架的外形有著密切的關系。
•平行弦桁架
桿件內力是不均勻的，弦桿內力是兩端小而向中間逐漸增大，腹桿內力是兩端大而向中間逐漸減小。
•三角形桁架
桿件內力是不均勻的，弦桿內力是兩端大而想中間逐漸減小，腹桿內力是兩端小而向中間逐漸增大。
•弧形桁架
桿件內力大致均勻，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力變化規律，所以它是結構上的較好形式。
不同形式屋架的內力分析（壓力為負，拉力為正）見考試用書25頁
（3）拱結構
在外荷載作用下，拱主要產生壓力，支座處產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構處理方法：
•利用地基基礎直接承受水平推力；
•利用側面框架結構承受水平推力；
•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）薄殼結構
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件兩部分，薄殼結構是一種薄得不致于產生明顯的彎曲應力，但厚度是以承受壓力、拉力和剪力的形抵抗結構，其優點是：材料省，很經濟，自重小，為大跨度提供有利條件。
缺點是：體型復雜，現澆結構時費工費料、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）網架結構
由復雜的桿件系統組成的超靜定次數極高的空間結構，它具有各向受力性能，是一種大面積的剛性復蓋結構。
在結點荷載作用下，網架的桿件主要承受軸力，跨度一般可達30～60m，甚至60m以上，由于網架的整體空間作用，桿件互相支持，剛度大，穩定性好，網架具有各向受力性能，應力分布均勻，用料方面可比桁架結構節省鋼材30%；
網架是高次超靜定結構，結構安全度特別大，倘若某一構件受壓屈曲，也不導致破壞。
（6）懸索結構
由索網，邊緣構件、支承結構等三部分組成的。
懸索結構的主要承重構件就是索，索網只受軸向拉力，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，因而整個索網的結構自重小，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。索網的支座叫邊緣構件，無邊框則索網不能成型，所以，邊緣構件是懸索結構的重要組成部分，而且是決定懸索結構形式的重要依據。
懸掛式的柔性索網體系，屋蓋的剛度卻是所有屋蓋結構中之最軟者，風力作用下對屋面的吸力使屋蓋結構有被掀起的危險，而且還會產生共振破壞的可能，為了保證懸索屋蓋結構的剛度，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，所以懸索結構的屋面材料一般可以使用預制輕質板材，如鋁合金板，塑料板，輕質混凝土板，壓型鋼板等作為屋面
（1）單跨梁在各種荷載下的內力圖見考試用書23頁
（2）桁架是由桿件組成的結構體系
桁架體形可以多樣化，如平行弦桁架、三角形桁架、梯形桁架。桁架的結點一般假定為鉸結點，荷載作用在結點上，桁架的桿體內力與桁架的外形有著密切的關系。
•平行弦桁架
桿件內力是不均勻的，弦桿內力是兩端小而向中間逐漸增大，腹桿內力是兩端大而向中間逐漸減小。
•三角形桁架
桿件內力是不均勻的，弦桿內力是兩端大而想中間逐漸減小，腹桿內力是兩端小而向中間逐漸增大。
•弧形桁架
桿件內力大致均勻，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力變化規律，所以它是結構上的較好形式。
不同形式屋架的內力分析（壓力為負，拉力為正）見考試用書25頁
（3）拱結構
在外荷載作用下，拱主要產生壓力，支座處產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構處理方法：
•利用地基基礎直接承受水平推力；
•利用側面框架結構承受水平推力；
•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）薄殼結構
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件兩部分，薄殼結構是一種薄得不致于產生明顯的彎曲應力，但厚度是以承受壓力、拉力和剪力的形抵抗結構，其優點是：材料省，很經濟，自重小，為大跨度提供有利條件。
缺點是：體型復雜，現澆結構時費工費料、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）網架結構
由復雜的桿件系統組成的超靜定次數極高的空間結構，它具有各向受力性能，是一種大面積的剛性復蓋結構。
在結點荷載作用下，網架的桿件主要承受軸力，跨度一般可達30～60m，甚至60m以上，由于網架的整體空間作用，桿件互相支持，剛度大，穩定性好，網架具有各向受力性能，應力分布均勻，用料方面可比桁架結構節省鋼材30%；
網架是高次超靜定結構，結構安全度特別大，倘若某一構件受壓屈曲，也不導致破壞。
（6）懸索結構
由索網，邊緣構件、支承結構等三部分組成的。
懸索結構的主要承重構件就是索，索網只受軸向拉力，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，因而整個索網的結構自重小，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。索網的支座叫邊緣構件，無邊框則索網不能成型，所以，邊緣構件是懸索結構的重要組成部分，而且是決定懸索結構形式的重要依據。
懸掛式的柔性索網體系，屋蓋的剛度卻是所有屋蓋結構中之最軟者，風力作用下對屋面的吸力使屋蓋結構有被掀起的危險，而且還會產生共振破壞的可能，為了保證懸索屋蓋結構的剛度，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，所以懸索結構的屋面材料一般可以使用預制輕質板材，如鋁合金板，塑料板，輕質混凝土板，壓型鋼板等作為屋面
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