二级建造师讲义之结构及构件受力特点
更新时间：2009-10-19 15:27:29
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二 常见结构及构件的受力特点
（1）单跨梁在各种荷载下的内力图见考试用书23页
（2）桁架是由杆件组成的结构体系
桁架体形可以多样化，如平行弦桁架、三角形桁架、梯形桁架。桁架的结点一般假定为铰结点，荷载作用在结点上，桁架的杆体内力与桁架的外形有着密切的关系。
•平行弦桁架
杆件内力是不均匀的，弦杆内力是两端小而向中间逐渐增大，腹杆内力是两端大而向中间逐渐减小。
•三角形桁架
杆件内力是不均匀的，弦杆内力是两端大而想中间逐渐减小，腹杆内力是两端小而向中间逐渐增大。
•弧形桁架
杆件内力大致均匀，从力学角度看，它的形状与简支梁的弯矩圆形相似，其形状符合受荷后的内力变化规律，所以它是结构上的较好形式。
不同形式屋架的内力分析（压力为负，拉力为正）见考试用书25页
（3）拱结构
在外荷载作用下，拱主要产生压力，支座处产生水平推力拱的合理轴线为二次抛物线，当拱为半圆形时，支座的推力为0。解决拱的水平推力，可以采取下面的几种结构处理方法：
•利用地基基础直接承受水平推力；
•利用侧面框架结构承受水平推力；
•利用拉杆承受水平推力。
拱的不同类型
（a）三铰拱；（b）两铰拱；（c）无铰拱
（4）薄壳结构
必须具备两个条件：一是“曲面的”，二是刚性的。所以薄壳可以简单理解为四边支承的曲板。它的组成一般包括：曲面的壳板和周边的边缘构件两部分，薄壳结构是一种薄得不致于产生明显的弯曲应力，但厚度是以承受压力、拉力和剪力的形抵抗结构，其优点是：材料省，很经济，自重小，为大跨度提供有利条件。
缺点是：体型复杂，现浇结构时费工费料、施工不便；板厚太小，隔热效果不够好，长期日晒雨淋易开裂；曲面的顶棚，容易引起声聚焦，对音响效果要求高的场所不宜采用。
（5）网架结构
由复杂的杆件系统组成的超静定次数极高的空间结构，它具有各向受力性能，是一种大面积的刚性复盖结构。
在结点荷载作用下，网架的杆件主要承受轴力，跨度一般可达30～60m，甚至60m以上，由于网架的整体空间作用，杆件互相支持，刚度大，稳定性好，网架具有各向受力性能，应力分布均匀，用料方面可比桁架结构节省钢材30%；
网架是高次超静定结构，结构安全度特别大，倘若某一构件受压屈曲，也不导致破坏。
（6）悬索结构
由索网，边缘构件、支承结构等三部分组成的。
悬索结构的主要承重构件就是索，索网只受轴向拉力，既无弯矩，也无剪力，受力简单，更有利于采用钢材做“索”。
钢索材料采用高强度的钢铰线或钢丝绳，因而整个索网的结构自重小，强度大，能够跨越很大的跨度。悬索与拱一样，应注意对支座水平反力的处理，采用合理的支座形式。索网的支座叫边缘构件，无边框则索网不能成型，所以，边缘构件是悬索结构的重要组成部分，而且是决定悬索结构形式的重要依据。
悬挂式的柔性索网体系，屋盖的刚度却是所有屋盖结构中之最软者，风力作用下对屋面的吸力使屋盖结构有被掀起的危险，而且还会产生共振破坏的可能，为了保证悬索屋盖结构的刚度，可以对悬索施加预应力；若屋盖自重能具有1.1～1.3倍的重量安全度就基本能够保证屋面不被风吹力掀起，所以悬索结构的屋面材料一般可以使用预制轻质板材，如铝合金板，塑料板，轻质混凝土板，压型钢板等作为屋面
（1）单跨梁在各种荷载下的内力图见考试用书23页
（2）桁架是由杆件组成的结构体系
桁架体形可以多样化，如平行弦桁架、三角形桁架、梯形桁架。桁架的结点一般假定为铰结点，荷载作用在结点上，桁架的杆体内力与桁架的外形有着密切的关系。
•平行弦桁架
杆件内力是不均匀的，弦杆内力是两端小而向中间逐渐增大，腹杆内力是两端大而向中间逐渐减小。
•三角形桁架
杆件内力是不均匀的，弦杆内力是两端大而想中间逐渐减小，腹杆内力是两端小而向中间逐渐增大。
•弧形桁架
杆件内力大致均匀，从力学角度看，它的形状与简支梁的弯矩圆形相似，其形状符合受荷后的内力变化规律，所以它是结构上的较好形式。
不同形式屋架的内力分析（压力为负，拉力为正）见考试用书25页
（3）拱结构
在外荷载作用下，拱主要产生压力，支座处产生水平推力拱的合理轴线为二次抛物线，当拱为半圆形时，支座的推力为0。解决拱的水平推力，可以采取下面的几种结构处理方法：
•利用地基基础直接承受水平推力；
•利用侧面框架结构承受水平推力；
•利用拉杆承受水平推力。
拱的不同类型
（a）三铰拱；（b）两铰拱；（c）无铰拱
（4）薄壳结构
必须具备两个条件：一是“曲面的”，二是刚性的。所以薄壳可以简单理解为四边支承的曲板。它的组成一般包括：曲面的壳板和周边的边缘构件两部分，薄壳结构是一种薄得不致于产生明显的弯曲应力，但厚度是以承受压力、拉力和剪力的形抵抗结构，其优点是：材料省，很经济，自重小，为大跨度提供有利条件。
缺点是：体型复杂，现浇结构时费工费料、施工不便；板厚太小，隔热效果不够好，长期日晒雨淋易开裂；曲面的顶棚，容易引起声聚焦，对音响效果要求高的场所不宜采用。
（5）网架结构
由复杂的杆件系统组成的超静定次数极高的空间结构，它具有各向受力性能，是一种大面积的刚性复盖结构。
在结点荷载作用下，网架的杆件主要承受轴力，跨度一般可达30～60m，甚至60m以上，由于网架的整体空间作用，杆件互相支持，刚度大，稳定性好，网架具有各向受力性能，应力分布均匀，用料方面可比桁架结构节省钢材30%；
网架是高次超静定结构，结构安全度特别大，倘若某一构件受压屈曲，也不导致破坏。
（6）悬索结构
由索网，边缘构件、支承结构等三部分组成的。
悬索结构的主要承重构件就是索，索网只受轴向拉力，既无弯矩，也无剪力，受力简单，更有利于采用钢材做“索”。
钢索材料采用高强度的钢铰线或钢丝绳，因而整个索网的结构自重小，强度大，能够跨越很大的跨度。悬索与拱一样，应注意对支座水平反力的处理，采用合理的支座形式。索网的支座叫边缘构件，无边框则索网不能成型，所以，边缘构件是悬索结构的重要组成部分，而且是决定悬索结构形式的重要依据。
悬挂式的柔性索网体系，屋盖的刚度却是所有屋盖结构中之最软者，风力作用下对屋面的吸力使屋盖结构有被掀起的危险，而且还会产生共振破坏的可能，为了保证悬索屋盖结构的刚度，可以对悬索施加预应力；若屋盖自重能具有1.1～1.3倍的重量安全度就基本能够保证屋面不被风吹力掀起，所以悬索结构的屋面材料一般可以使用预制轻质板材，如铝合金板，塑料板，轻质混凝土板，压型钢板等作为屋面
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