《建筑结构选型（第2版）》课外练习题及答案 第一章梁 1.梁按支座约束分为： 静定梁和超静定梁，根据梁跨数的不同，有单跨静定梁或单跨超静定梁、多跨静定梁或多跨连续梁。 2.简述简支梁和多跨连续梁的受力特点和变形特点 答：简支梁的缺点是内力和挠度较大，常用于中小跨度的建筑物。简支梁是静定结构，当两端支座有不均匀沉降时，不会引起附加内力。因此，当建筑物的地基较差时采用简支梁结构较为有利。简支梁也常被用来作为沉降缝之间的连接构件。 多跨连续梁为超静定结构，其优点是内力小，刚度大，抗震性能好，安全储备高，其缺点是对支座变形敏感，当支座产生不均匀沉降时，会引起附加内力。（图见5页） 第二章桁架结构 1.桁架结构的组成： 上弦杆、下弦杆、斜腹杆、竖腹杆 2.桁架结构受力计算采用的基本假设： （1）组成桁架的所有各杆都是直杆，所有各柱的中心线（轴线）都在同一平面内，这一平面称为桁架的中心平面。 （2）桁架的杆件与杆件相连接的节点均为铰接节点。（铰接只限制水平位移和竖向位移，没有限制转动。） （3）所有外力（包括荷载及支座反力）都作用在桁架的中心平面内，并集中作用于节点上（节点只受集中力作用） 3.桁架斜腹杆的布置方向对腹杆受力的符号（拉或压）有何关系 答：斜腹杆的布置方向对腹杆受力的符号（拉或压）有直接的关系。对于矩形桁架，斜腹杆外倾受拉，内倾受压，竖腹杆受力方向与斜腹杆相反，对于三角形桁架，斜腹杆外倾受压，内倾受拉，而竖腹杆则总是受拉。（图见11页） 4.按屋架外形的不同，屋架结构形式有几种 答：三角形屋架，梯形屋架，抛物线屋架，折线型屋架，平行弦屋架等。 5.屋架结构的选型应从哪几个方面考虑 答：（1）屋架结构的受力；（2）屋面防水构造；（3）材料的耐久性及使用环境；（4）屋架结构
JGJ1-91 装配式大板居住建筑设计和施工规程 JGJ1-79 2 JGJ2-79 工业厂房墙板设计与施工规程 13.00 3 JGJ3-2002 高层建筑混凝土结构技术规程条文说明 JGJ3-91 36.00 4 JGJ4-80 工业与民用建筑灌注桩基础设计与施工规程 5 JGJ5-80 中型砌块建筑设计与施工规程 11.00 6 JGJ6-99 高层建筑箱形与筏形基础技术规范 JGJ6-80 14.00 7 JGJ7-91 网架结构设计与施工规程 JGJ7-80 8 JGJ/T8-97 建筑变形测量规程 15.00 9 JGJ/T10-95 混凝土泵送施工技术规程 7.50 10 JGJ11-82 住宅隔声标准 11 JGJ12-89 钢筋轻骨料混凝土结构设计规程 JGJ12-82 22.00 12 JGJ/T13-94 设置钢筋混凝土构造柱多层砖房抗震技术规程 JGJ13-82 3.00 13 JGJ/T14-95 混凝土小型空心砌块建筑技术规程 JGJ14-82 6.00 14 JGJ15-83 早期推定混凝土强度试验方法 15 JGJ/T16-92 民用建筑电气设计规范及条文说明1 2 3 JGJ16-83 33.00 16 JGJ17-84 蒸压加气混凝土应用技术规程 17 JGJ18-2003 钢筋焊接及验收规程条文说明 JGJ18-96 12.00 18 JGJ19-92 冷拔钢丝预应力混凝土构件设计与施工规程 JGJ19-84 6.00 19 JGJ20-84 大模板多层住宅结构设计与施工规程 15.00 20 JGJ/T21-93 V型折板屋盖设计与施工规程 JGJ21-84 7.00 21 JGJ/T22-98 钢筋混凝土薄壳结构设计规程1 2 3 4 5 JGJ21-84 47.00 22 JGJ/T23-2001 回弹法检测混凝土抗压强度技术规程 JGJ/T23-92 7.00 23 JGJ24-86 民用建筑热工设计规程（试行） 24 JGJ25-2000 档案馆建筑设计规范 JGJ25-86 6.00 25 JGJ26-95 民用建筑节能设计标准（采暖居住建筑部分） JGJ26-86 6.00 26 JGJ/T27-2001 钢筋焊接接头试验方法标准 JGJ27-86 8.00 27 JGJ28-86 粉煤灰在混凝土和砂浆中应用技术规程 4.00 28 JGJ29-2003 建筑涂饰工程施工及验收规范 5.00 29 JGJ/T30-2003 房地产业基本术语标准条文说明 8.00 30 JGJ31-2003 体育建筑设计规范条文说明 19.00 31 JGJ33-2001 建筑机械使用安全技术规程条文说明 JGJ33-86 30.00 32 JGJ34-86 建筑机械技术试验规程 15.00 33 JGJ35-87 建筑气象参数标准（试行） 34 JGJ36-87 宿舍建筑设计规范（试行） 2.00 35 JGJ37-87 民用建筑设计通则（试行） 4.50 36 JGJ38-99 图书馆建筑设计规范（试行） JGJ38-87 12.00 37 JGJ39-87 托儿所、幼儿园建筑设计规范（试行） 38 JGJ40-87 疗养院建筑设计规范（试行） 3.00 39 JGJ41-87 文化馆建筑设计规范 40 JGJ46-2005 施工现场临时用电安全技术规范 5.50 41 JGJ47-88 住宅建筑技术经济评价标准 42 JGJ48-88 商店建筑设计规范（试行） 5.50 43 JGJ49-88 综合医院建筑设计规范（试行） 44 JGJ50-2001 城市道路和建筑物无障碍设计规范 JGJ50-88 18.00
《土木工程概论》综合复习题 一、名词解释 1.绿色建材 2.单向板、双向板 3.胶凝材料 4.虎克定律 5..建筑工程 6.柔性路面和刚性路面 7.荷载、荷载效应 8.建设监理 9.人防工程 10.先张法 11.可变荷载 12.钢材的疲劳及疲劳强度 13.特种结构 14.柔性路面和刚性路面 15.荷载、荷载效应 16.定位轴线 二、简答题
1.高层与超高层结构的主要结构形式有哪些？ 2.简述钢筋和混凝土之所以可以共同工作的原因？ 3.简述桥梁技术的发展方向？ 4.简述工程荷载一般分为哪几类？ 5.简述一般建筑用的钢筋混凝土的优点和缺点？ 6、简述现代土木工程的特点有哪些？ 7、基础的结构形式有哪些？ 8、简述地基处理的主要目的？ 9、简述土木工程结构失效的几种形式？ 10、简述我国土木工程基本建设程序的阶段。 11、大跨度建筑主要有哪些结构形式？ 12、桥梁的结构形式有哪些？ 13、水利工程的特点？ 14、什么是房屋建筑中的围护结构和受力结构，请举例说明？ 15、伸缩缝、沉降缝、抗震缝有什么异同？ 16、简述工程建设监理的特点有哪些？ 17、我国抗震设计的基本原则是什么？并简要解释其含义。 18、房屋建筑的层高与净高的区别？
三、综合分析题 1、谈谈对未来从事土木工程专业应具备的基本素质和你对未来职业规划的设想。相关要求如下： (1)字数原则上要求800字以上。 (2)论文要求论点明确，论据充分。 《土木工程概论》综合复习题答案 一、名词解释 1、绿色建材是指在原料采取、生产制造、使用或者再循环以及废料处理等环节中对地球环境负荷最小和有利于人类健康的材料 2、单向板指板上的荷载沿一个方向传递到支撑构建的板上；双向板指板上的荷载沿两个方向传递到支撑构建的板上 3、凡能在物理化学作用下，从浆体变为坚固的石状体，并能交接其他物料而具有一定机械强度的物质，统称为胶凝材料 4、虎克定律：固体材料受力之后，材料中的应力与应变（单位变形量）之间成线性关系。许多材料在不超过它的弹性极限时，服从虎克定律。 5、为新建、改建或扩建房屋建筑物和所附属构筑物设施所进行的规划、勘察、设计和施工、竣工等各项技术工作和完成的工程实体，也是指各种房屋、建筑物的建造工程。 6、柔性路面指的是刚度较小、抗弯拉强度较低，主要靠抗压、抗剪强度来承受车辆荷载作用的路面。刚性路面指的是刚度较大、抗弯拉强度较高的路面。一般指
试题一 1、混合结构房屋在结构布置时，应优先选用横墙承重方案或纵横墙承重方案。 2、根据拉索布置的不同，悬索屋盖结构有三种体系，即双层悬索体系、单层悬索体系、交叉索网体系。 3、薄膜结构可分为充气薄膜结构、悬挂薄膜结构、骨架支撑薄膜结构。 4、单向板肋梁楼盖荷载传递路线为：板→次梁→主梁→墙或柱→基础→地基。 5、沉降缝两侧结构的连接处理方式有简支板、简支梁、悬挑板、悬挑梁 等四种。 6、折板结构一般由折板、边梁、横隔三部分组成。 7、三铰拱在竖向均布荷载作用下合理拱轴线为圆弧线。 8、从截面形式看，钢刚架结构有实腹式、格构式两种类型。 9、按照杆件的布置规律不同，平板网架结构分为交叉桁架体系、角锥体系两类。 10、双曲抛物面扭壳的形式有双倾单块扭壳、单倾单块扭、组合型扭壳。 1、横墙承重的砌体房屋，适合下列哪几种建筑：（C） A.多层商场 B.医院 C.多层住宅 D.教学楼 2、气压式薄膜结构的工作原理相当于：（BC） A.热气球 B.轮胎 C.游泳救生圈 D.降落伞 3、网架的高度主要取决于（A） A.网架的跨度 B.荷载的大小 C.支承条件 D.起拱程度 4、根据拉索布置方式的不同，悬索屋盖的结构类型有:（ABD） A.单层悬索体系 B.双层悬索体系 C.平行悬索体系 D.交叉悬网体系 5、根据剪力墙开洞大小以及受力性能的不同，可将剪力墙结构分为哪几种：（ABCD） A.整截面剪力墙 B.小开口剪力墙 C.双肢剪力墙 D.壁式框架 6、高层建筑框架结构体系在非地震区的建设高度不宜超过（B）米。 A.50 B.60 C.55 D.65 7、对于边梁下无中间支承且L1/L2≥3的长折板，可沿纵横方向分别按（A）计算。 A.梁理论 B.拱理论 C.薄膜理论 D.半弯矩理论 8、钢筋混凝土刚架在构件转角处为避免受力过大，可采取（ABC）措施。 A.加腋 B.圆弧过渡 C.采用空腹刚架 D.减小截面 9、对称性对于建筑结构的抗震非常重要，对称性包括：（BCD） A.建筑体型的对称 B.质量分布的对称 C.结构抗侧刚度的对称 D.建筑平面的对称 10、平板网架结构中的角锥体有哪几种：（ABD） A.三角锥 B.四角锥 C.五角锥 D.六角锥 三、名词解释。（4×5=20分） 1、无梁楼盖：指楼盖平面直接支撑在柱子上，而不设主梁和次梁，楼面荷载直接通过柱子 传到基础。 2、组合砌体：可以在砌体构件的受拉和受压区用钢筋混凝土和配筋石浆代替一部分砌体原 有面积并与原砌体共同工作。
一个比较不错的文章，很多刚开始接触软件的同学不知道学什么软件，这个文章或许可以给你一些导向。 （1）在国内PKPM可以将是葵花宝典级别的。对于多高层常规结构很好用，其最大的优点，就是傻瓜化，很多参数都是暗箱操作，还有就是可以生成施工图，虽然图面挺烂。 PKPM现在也可以实现一些空间结构的建模与分析，但是使用起来还是有些不方便 PKPM不同版本算的结果有区别、不规则结构建模不方便，尤其是08版推出以后更是bug不断，每个月都要修正补丁，给人的感觉就是拆东墙补西墙，稍有编程经验的人都能想到，他们没经过认真的测试。 （2）ETABS、 SAP2000等CSI系列是加州大学Berkeley分校的Wilson教授开发的。其中ETABS 是针对多高层建筑结构开发的。ETABS对国内的软件行业起到了里程碑式的作用。ETABS的出现让人们看到在计算中我们原来可以做到更多。也是ETABS让人们对结构分析提出了更高的要求，比如弹塑性分析等。目前ETABS可以做到多高层结构的快速建模、静动力分析、静力弹塑性分析、中国规范校核等。几乎涵盖了结构工程师的所有要求。 Etabs在工程实践方面有些优势，全球排名前20位的超高层建筑基本都是Etabs进行设计或者校核的，而且有美国工程院院士Wilson教授做技术顾问，计算精度上还是经得起考验的。（3）SAP2000 则专注与空间结构，比如网壳类、桁架类、不规则结构等，一句话，开发者希望不能用ETABS实现的就可以SAP2000来实现。和ETABS一样，SAP2000对中国建筑结构领域软件的冲击也很大，因为在SAP2000进入中国的时候业内没有类似可以进行空间结构建模与分析的软件。在当时 SAP2000算是填补了一个空白。现在SAP2000更新了很多版本（目前是12.0），增加了很多功能，比如中国规范校核等。 （4）Midas 是中国留学生在韩国主持开发的，为日韩2002年世界杯场馆建设立下汗马功劳，分Civil（桥梁）、Gen（高层）、GTS（岩土）等几个版本，修建韩日世界杯场馆时，Midas还是一个名不见经传的软件公司，为了借助世界杯扩大其影响力，Midas为日韩世界杯所有场馆进行了免费的复核技术，并提供了很多技术支持，就和鸟巢一样，很多钢结构公司都是免费做设计的，为得是扩大自己的品牌影响力，呵呵，迪拜塔的主要设计工作基本是Etabs和 Sap2000完成的，Midas 参与了最后的施工阶段加载设计过程。Midas由于是中国留学生主持开发的，所以其汉化程度绝对是Etabs现阶段无法比的，作为一个开发不到20年的有限元软件，其发展还是非常迅速的，而且Midas公司每年也会派技术人员去CSI等公司进行互访和技术交流，所以未来的发展前景还是很广阔的。两个软件应当说都是很优秀的软件，有条件的话可以都接触接触。 midas在国际上的影响力无法和SAP2000 ETABS 是相比的，MIDAS只是在中国的市场做得稍微好点，在其他的发达国家用得很少的。其实迪拜塔在方案阶段都是使用SAP 和ETABS ，至于为什么使用MIDAS，是因为迪拜塔的总承包是韩国的三星公司，顺其自然就会使用韩国的软件了。 从界面上来看，Midas是树形结构，所有功能都展示出来，界面比较人性化，上手相对容易些。相比ETABS是图形界面，各种功能的菜单并不直接显示，有些功能的菜单隐藏的比较深，需要使用者对ETABS比较熟悉才能灵活使用，所以上手会慢一些。 （5）ANSYS 应该是在业内拥有最多用户的一款了，它不但拥有比较丰富的单元库，而且提供了APDL编程平台，使用户可以很好的进行复杂工程计算，这也是参数化建模与分析的平台。目前业内使用ANSYS计算的内容包括：多高层结构、空间结构、索膜结构、玻璃结构等等；特殊问题有节点分析、动力弹塑性分析等等。一个字，ANSYS太强大了，不过，ANSYS对于剪力墙的弹塑性分析方面还有一些不足。
单层球面网壳结构的稳定性分析 摘要：网壳结构是近年来在建筑工程中广泛应用的一种空间结构形式，它受力合理,造型美观, 用料经济,施工简便。其结构形势多样,跨度较大,重量轻，因而网壳结构的稳定性问题是结构设计和施工安装中的十分重要。本文主要在国内外研究成果的基础上，介绍单层球面网壳结构的发展状况以及其非线性 稳定性分析方法，并得出相关结论。 关键词：单层球面网壳结构、非线性、稳定性 Abstract:In recent years latticed shell is a widespread spatial structure in the architectural engineering because of the reasonable stress, the beautiful modeling and convenient installation. Its structure diversifies , span is big and the weight is light. So the stability calculation problem on the latticed shell structure becomes important in the structure design and construction installment. Based on the recent research within and without , this paper mainly introduce the development and the nonlinear stability analysis methods of single-layer spherical lattice shells and draws some conclusions. Key words: single-layer spherical lattice shell、nonlinear、stability 1 网壳结构的发展概况 网壳结构是一种由杆件构成的曲面网格结构，可以看作是曲面状的网架结构，兼有杆系结构和薄壳 结构的固有特性。该结构形式受力合理、造型美观多样、跨度大、材料耗量低，现场安装简便，是非常 有发展前景的一类空间结构[1-2]。 网壳结构按照曲面外形可以分为:球面网壳、柱面网壳、双曲扁网壳、圆锥面网壳、单块扭网壳、扭曲面网壳、双曲抛物面网壳以及切割或组合形成面网壳等[3]。 国外最早网壳可追溯到1863年在德国建造的一个由凯威特设计的30m直径的钢穹顶，是作为储气罐的顶盖之用。由此命名的这种施威德勒形式的网状穹顶，至今仍作为球面网壳的一种主要形式。近二、 三十年来，国外尤其在美国、日本等国网壳结构发展迅速。我国网壳结构作为空间结构受力体系设计并 广泛应用，始于上世纪80年代末，近年来正蓬勃发展，国外很多网壳结构在建筑形体、结构跨度、加工精度、安装方法、网壳的开启技术等方面有独到之处，都值得我们学习和借鉴[4]。 近年来国内外不少的标志性建筑都采用了球面网壳这种空间结构。日本于1996年建成的名古屋体育馆（见图1）是世界上跨度最大的单层球面网壳。该体育馆整个圆形建筑直径为229.6m,支承在看台框架柱顶的屋盖直径则有187.2m。另外1993年建成的日本福冈体育馆（见图2）也为球面网壳，直径为222m,是目前世界上最大的可开合式球面网壳结构。 我国于1994年修建的天津市新体育中心体育馆的双层网状球壳结构（如图3），平面为圆形，直径108m，外悬挑部15.4m，厚度3.0m，整个球壳平面直径为135.0m，矢高13.5m，用钢指标为55kg/m2，
第一章梁 1.梁按支座约束分为： 静定梁和超静定梁，根据梁跨数的不同，有单跨静定梁或单跨超静定梁、多跨静定梁或多跨连续梁。 2.简述简支梁和多跨连续梁的受力特点和变形特点？ 答：简支梁的缺点是内力和挠度较大，常用于中小跨度的建筑物。简支梁是静定结构，当两端支座有不均匀沉降时，不会引起附加内力。因此，当建筑物的地基较差时采用简支梁结构较为有利。简支梁也常被用来作为沉降缝之间的连接构件。 多跨连续梁为超静定结构，其优点是内力小，刚度大，抗震性能好，安全储备高，其缺点是对支座变形敏感，当支座产生不均匀沉降时，会引起附加内力。（图见5页） 3.悬挑结构的特点：悬挑结构无端部支撑构件、视野开阔、空间布置灵活。 悬挑结构首要关注的安全性是：倾覆、承载力、变形等。 第二章桁架结构 1.桁架结构的组成： 上弦杆、下弦杆、斜腹杆、竖腹杆 2.桁架结构受力计算采用的基本假设： （1）组成桁架的所有各杆都是直杆，所有各杆的中心线（轴线）都在同一平面内，这一平面称为桁架的中心平面。 （2）桁架的杆件与杆件相连接的节点均为铰接节点。（铰接只限制水平位移和竖向位移，没有限制转动。） （3）所有外力（包括荷载及支座反力）都作用在桁架的中心平面内，并集中作用于节点上（节点只受集中力作用） 3.桁架斜腹杆的布置方向对腹杆受力的符号（拉或压）有何关系？ 答：斜腹杆的布置方向对腹杆受力的符号（拉或压）有直接的关系。对于矩形桁架，斜腹杆外倾受拉，内倾受压，竖腹杆受力方向与斜腹杆相反，对于三角形桁架，斜腹杆外倾受压，内倾受拉，而竖腹杆则总是受拉。（图见11页） 4.按屋架外形的不同，屋架结构形式有几种？ 答：三角形屋架，梯形屋架，抛物线屋架，折线型屋架，平行弦屋架等。 屋架结构的选型应从哪几个方面考虑？ 答：（1）屋架结构的受力；（2）屋面防水构造；（3）材料的耐久性及使用环境；（4）屋架结构的跨度。 屋架结构的布置有哪些具体要求？ 答：（1）屋架的跨度：一般以3m为模数； （2）屋架的间距：宜等间距平行排列，与房屋纵向柱列的间距一致，屋架直接搁置在柱顶； （3）屋架的支座：当跨度较小时，一般把屋架直接搁置在墙、垛、柱或圈梁上。当跨度较大时，则应采取专门的构造措施，以满足屋架端部发生转动的要求。 5.屋架结构的支撑有哪几种？ 答：屋架支撑包括设置在屋架之间的垂直支撑，水平系杆以及设置在上、下弦平面内的横向支撑和通常设置在下弦平面内的纵向水平支撑。 第三章单层刚架结构 1.刚架结构：是指梁、柱之间为刚性连接的结构。 2.排架结构：是梁和柱之间为铰接的单层刚架。 3.在单层单跨刚架结构中约束条件对结构内力有何影响？ 答：约束越多，内力越分散，内力值越小，变形越小，即刚度越大。
大跨度空间结构———网壳结构 的历史与发展 符立勇,杨从娟 (石家庄铁道学院力学与工程科学系,河北石家庄050043) [摘 要] 现代空间结构要求有最大的自由空间及最小的内支撑干扰。回顾空间结构的发展历史,网壳结构是能够很好满足上述要求的结构体系之一。本文较全面、系统地评述了国内外网壳结构发展历史和应用现状,并介绍了一些有代表性的工程实例。最后讨论了网壳结构进入21世纪的发展趋势,探讨了网壳结构的应用前景。 [关键词] 空间结构;网壳结构;历史;发展 [中图分类号]TU33 [文献标识码]B [文章编号]1007-9467(2002)05-0003-03 一、引言 随着人类物质文明和精神文明的发展与提高,人们需要更大的覆盖空间来满足社会活动和生产劳动的需要,而且要求有最大的自由空间及最小内支撑相互干扰的结构,如大型集会场所、体育馆、飞机库、会展中心、游泳池、餐厅、候车厅、工业厂房等。而一般的平面结构,如梁、刚架、桁架、拱、组合结构等,由于结构形式的限制,从技术经济方面讲已很难跨越更大的空间,来满足飞速发展的社会需求。人们通过实践发现,具有三维空间形状并且有三维受力特性、呈空间工作状态的空间结构,正好能满足大跨度建筑结构的要求。这是因为空间结构不仅仅依赖材料性能,而且更加充分利用自已合理的形体及不同材料特性,来适应不同建筑造型和功能的需要,从而可跨越更大空间。尤其近年来计算机技术的飞速发展,使空间结构在形体研究的计算方法上有了新的突破,使形体与受力完美组合成为可能。因此,空间结构对于现代建筑已产生重大影响,它不但被公认为社会文明的象征,而且由于采用了大量新材料、新技术和新工艺,空间结构还成为衡量一个国家建筑科学技术水平的标志之一。 二、网壳结构的历史 1.网壳结构的雏形———穹顶结构 在人类社会的发展历程中,大跨度空间结构常常是建筑人员追求的梦想和目标。其中,网壳结构的发展经历了一个漫长的历史演变过程。网壳结构的发展是和人类社会的生活、生产劳动密切相关的,并且与当时的科技水平及物质条件紧密相连。 古代的人类通过详细观察,发现自然界中存在大量受力特性良好、形式简洁美观的天然空间结构,如蛋壳、蜂窝、鸟类的头颅、肥皂泡、山洞等。利用仿生原理,人类得以更好地理解和发展空间结构。古代的人类为了有一个好的生存空间,常常以树枝为骨架、以稻草为蒙皮来建造穹顶结构,后来又以皮革或布匹代替稻草,即现在常见的帐篷。经过长期的工程实践,人类认识到穹顶能以最小的表面封闭最大的空间,而且所耗用的材料也比较经济。 穹顶的发展与建筑材料的发展是密切相关的。古代,穹顶用石料建造,后来逐渐被砖石结构取代。例如,古罗马人就利用石料或砖建造了大量圆形或圆柱形穹顶,用来作为宗教活动的场所。这些穹顶的跨度都不大,一般为30～40m左右,穹顶的厚度与跨度之比为1/10左右,因此早期的穹顶自重很大。其中,建于公元120～124年的罗马万神庙是早期穹顶的典型代表,该穹顶基面为44m的圆。中世纪,木材成为穹顶结构的主要覆盖材料;到19世纪,铁的应用为穹顶的发展开创了一个新纪元,使覆盖大跨度建筑物成为可能。近代,钢筋混凝土结构理论的出现及应用使穹顶的厚度大大降低,薄壳穹顶受到人们的极大关注,从而开辟了结构工程新领域。1922年在德国耶拿建造了土木工程史上第一座钢筋混凝土薄壳结构———耶拿天文馆,其净跨为25m,顶厚为60.3m m,厚跨比大约为1/400。薄壳穹顶以其结构自重较小,受力性能良好,可以覆盖大跨度空间和造型优美等优点,得到广泛应用和发展。现代,优质钢材的使用更是影响各种形式大跨穹顶网壳发展的一个重要因素。 2.网壳结构的诞生 钢筋混凝土薄壳结构尽管有诸多优点,但经过若干年工程实践,工程技术人员逐渐发现这种结构的缺点:钢筋混凝土薄壳施工时需要架设大量模板,工作量很大,施工速度较慢,工程造价高。因而人们对之逐渐丧失兴趣,开始寻求 3 钢结构设计专题 工程建设与设计 2002年第5期
第七章技术规范
第一节钢网架工程技术要求 1.1总则 1.1.1概述： 本次招标为全线收费棚、加油站大棚网架采购与安装工程及缺陷责任期阶段的全部相关工作，包括深化设计、材料供应、制作（包括预埋件的制作，配合土建工程预埋等）、运输、安装、油漆、试验检测、竣工验收、保修。 1.1.2设计 1.1. 2.1设计规范和标准 所有设计图纸及本技术要求均根据以下规范和标准： (1) 建筑结构设计术语和符号标准GB/T50083-97 (2) 建筑抗震设防分类标准 GB50223-2008 (3) 工程结构设计基本术语和通用符号GBJ132-90 (4) 建筑结构可靠度设计统一标准GB 50068-2001 (5) 建筑结构荷载规范(2006版) GB50009-2001 (6) 建筑抗震设计规范(2008版) GB50011-2001 (7) 钢结构设计规范 GB50017-2003 (8) 高层民用建筑钢结构技术规程 JGJ99-98 (9) 网壳结构技术规程 JGJ 61-2003 (10) 钢管混凝土结构设计与施工规程 CECS 28:90 (11) 钢结构工程施工质量验收规范 GB50205-2001 (12) 建筑钢结构焊接技术规程 JGJ81-2002 (13) 网架结构工程质量检验评定标准 JGJ78-91 (14) 钢结构防火涂料应用技术规范 CECS 24:90 (15) 屋面工程质量验收规范 GB50207-2002 (16) 建筑物防雷设计规范 GB50057(2000版) (17) 压型金属板设计与施工规程 YBJ216-88 1.1. 2.2规范标准版本
不同房屋结构的类型和特征 在房屋建筑物评估中确定成新率时，往往出现下列情况：两幢不同结构的房屋，墙体都出现了裂缝，一幢可评为危房，而另一幢则认为是局部问题，不影响房屋整体使用。这是因为不同结构房屋的承重系统不一样，前者墙体为承重，墙体裂缝很可能导致整个房屋的倒塌。而后者则是其他结构承重，墙体仅起围护作用，裂缝仅造成了使用功能的减迟。因此，了解不同房屋结构的类型和特征对正确评估房屋价值是非常必要的。 一、砖混结构房屋 砖混结构房屋是砖墙承重结构，现以多层砖混结构楼房为例予以介绍。 1.砖混结构楼房的构造砖混结构楼房主要有屋盖（屋顶）、砖墙、钢筋混凝土楼盖扳、楼梯、砖基础及窗台、台阶、散水等部分构成。 2.砖混结构的结构特征砖混结构是墙承重结构，是由屋盖、墙体、楼板、过梁、砖基础构成的结构体系。主要特征是：结构荷载是通过屋盖、楼板传到承重墙上，再由承重墙传到基础。其传力方向为板一墙一基础，或为板一梁一墙一基础。因此，承重墙砌筑质量的好坏、砌体强度的大小直接关系到砖混结构的质量和寿命。基础不均匀下沉，承重墙体出现裂缝，将意味着砖混结构的整体破坏。砖混结
构建筑层数-般只有五、六层。 二、排架结构房屋 单层工业厂房、仓库与一些大型公共建筑如体育馆、影剧院、展览馆、火车站的大厅，要求室内有一个完整的大空间来满足功能上的需要，常采用柱和屋架构成的排架作为其承重骨架，这类建筑称之为排架结构建筑。 1.排架的构成。排架建筑主要由屋盖结构、吊车梁、柱子、基础、支撑、围护结构构件组成。 2.单层排架结构的结构特征。单层排架结构所承受的各种荷栽，基本上都是通过柱子再传递到基础、地基的，所以柱子是结构中的主要承重构件，它的强度与稳定性是决定寿命的重要因素，而其外墙墙体，仅起围护作用。 三、框架结构房屋 框架结构房屋是以柱、梁、板组成的空间结构体系作为丹架的建筑，如图1所示。 1.框架结构房屋的构成。框架结构房屋由下列部位构成：（1）屋盖与楼板屋盖在建筑物顶部，既起承受屋面荷裁作用，又起防雨雪、保温的围护作用。楼板承担着楼层荷载，并向下传递。（2）框架梁框架结构的梁，分主梁与次梁，承受楼板、屋面板传来的荷载。（3）框架柱梁和柱是刚性连接在一起的，梁上荷载由柱传到基础。（4）柱基础框架结构柱基础多为钢筋混凝土独立基础。（5）框架墙框架结构的外墙及内墙是用普通砖或轻质砖在校间砌筑的墙体，这些墙只起围护
网壳结构具体案例分析——国家大剧院 姓名：宋建宇班级：2011级5班学号201101020530 摘要：网壳结构即为网状的壳体结构，或者说是曲面状的网架结构。其外形为壳，其形成网格状，是格构化的壳体，也是壳形的网架。它是以杆件为基础，按一定规律组成网格，按壳体坐标进行布置的空间构架，兼具杆系结构和壳体结构的性质，属于杆系类空间结构。与平面网架不同，它的承载力特点为沿确定的曲面薄膜传力，作用力主要通过壳面内两个方向的拉力或压力以及剪力传递。网壳结构兼有薄壳结构和平板网架结构的优点，是一种很有竞争力的大跨度空间结构。关键字：壳体结构、优缺点、未来展望 正文： 国家大剧院外部为钢结构壳体呈半椭球形，平面投影东西方向长轴长度为212.20米，南北方向短轴长度为143.64米，建筑物高度为46.285米，比人民大会堂略低3.32米，基础最深部分达到-32.5米，有10层楼那么高。国家大剧院壳体由18000多块钛金属板拼接而成，面积超过30000平方米，18000多块钛金属板中，只有4块形状完全一样。钛金属板经过特殊氧化处理，其表面金属光泽极具质感，且15年不变颜色。中部为渐开式玻璃幕墙，由1200多块超白玻璃巧妙拼接而成。椭球壳体外环绕人工湖，湖面面积达3.55万平方米，各种通道和入口都设在水面下。 国家大剧院是空间双层网壳结构，这一结构更完整，更纯粹。”大剧院的壳体钢结构总重6750吨，网壳面积3.5万平方米，没有一根立柱支撑，全靠148榀弧型钢梁承重。虽然这一壳体的高、重、大为中华第一，但它同时也是大跨度空间结构中单位用钢量最少的，每平方米不到200公斤，仅为卢浮宫钢结构每平方米用钢的三分之一。如此“轻便”的穹顶大大减少了承重钢梁的压力，建筑物的安全系数将会很高。另外，考虑到风、雪、地震等自然因素，壳体钢结构还体现了柔性设计理念。钢梁接触地面的一端允许相应滑动，整个结构的最大变形度大约为20厘米。 国家大剧院主体建筑钢结构椭球体壳体(以下简称:壳体)为一超大空间壳体，东西长约212m，南北约144m，高约46m。整个钢壳体由顶环梁、梁架构成骨架;梁架之间由连杆、斜撑连接。顶环梁通长采用ф1117.6-25.4THK钢管，中间矩形框采用矩形箱型梁。整个顶环梁长约60m，宽约38m。顶环梁半圆区内搁栅呈放射状分布;矩形框内南北向搁栅采用60m钢板梁，东西向采用ф194钢管，搁栅呈网格状分布。整个顶环梁总重约7O0t。 梁架分为A类(短轴梁架)、B(长轴梁架);A类梁架采用60mm厚钢板制作，B 类梁架采用上下翼缘不等的焊接H型钢。A类梁架共46榀，B类梁架共102榀。斜撑及连杆均采用钢管;短轴梁架之间连杆节点采用铸钢节点连接，长轴梁架连杆采用钢套筒连接。 国家大剧院的结构特点如下: (l)该壳体为一超大型空间结构，结构体量大。整个结构待壳体完全形成后，方为稳定的空间结构，所以保证施工阶段的结构稳定至关重要; (2)该壳体为非正椭圆球体，且壳体内外两球面的椭圆方程并不一样，因而施工中平面、空间定位测量的难度颇大; (3)壳体的主要结构体—梁架(尤其是短轴梁架，侧向厚度仅为60mm)平面外刚度极差，因而构件的起扳、搬运、起吊难度颇大;
球面网壳结构类型和特点 球面网壳主要有交叉桁架体系和角锥体系两大类。 1交叉桁架体系 各种形式的单层球面网壳的网格形式均可适用于交叉桁架体系，只要将网壳中的每根杆件用平面网片来代替，即可形成双层球面网壳，注意网片竖杆方向是通过球心的。 单层球面网壳主要类型有：肋环型球面网壳(Ribbed Dome)、施威德勒型球面网壳(Schwedler Dome)、联方型球面网壳(Lamella Dome)、三向格子型球面网壳(three way grid Dome)、凯威特型球面网壳(Kiewitt Dome)和短程线球面网壳(Geodesic Dome)。双层球面网壳在单层的基础上且网壳上下两层同心进行杆件的交叉复制，使得双层球面网壳的下层杆件连接规律与上层球面一致，上层和下层通过交叉连接，形成交叉桁架体系，即双层球面网壳。 1.1肋环型球面网壳 它是由经向和纬向杆件组成，大部分网格呈梯形。具有网格划分简单，节点构造简单的特点。但是其杆件长短不一，内力分布不均匀，制作安装工作量相当大。杆件计算模型应按空间刚接梁单元考虑，一般适用于中、小跨度结构。
图1：勒环型单层球面网壳 1.2施威德勒型球面网壳 由经向杆、纬向杆和斜杆构成，是肋环型球面网壳的改进形式。加设斜杆的目的是为了提高结构刚度和其承受非对称荷载的能力。斜杆布置方法主要有：左向单斜杆、双斜杆、左右向单斜杆和无纬向杆的双斜杆。在具体工程设计时，应综合考虑荷载特点和支承方式以及材料等因素来确定选用结构布置形式。这种网壳刚度较大，一般适用于大、中型网壳结构。 图2：施威德勒型单层球面网壳 1.3联方型球面网壳 联方型球面网壳系德国工程师Zollinger首创，由左斜杆和右
比较网架结构与网壳结构异同 张晓亚 121071 网架结构是一种空间杆系结构，受力杆件通过节点有机地结合起来。节点一般设计成铰接，杆件主要承受轴力作用，杆件截面尺寸相对较小。这些空间交汇的杆件又互为支撑，将受力杆件与支撑系统有机地结合起来，因而用料经济。由于结构组合有规律，大量的杆和节点的形状、尺寸相同，便于工厂化生产，便于工地安装。网架结构一般是高次超静定结构，具有较高的安全储备，能较好的承受集中荷载、动力荷载和非对称荷载，抗震性能好。 网架结构就整体而言是一个受弯的平板，反应了很多平面结构的特性，大跨度的网架设计对跨度方向的网架刚度要求很大，因而总弯矩基本上是随着跨度二次方增加的。 网壳结构则是主要承受薄膜内力的壳体，主要以其合理的形体来抵抗外荷载的作用。因此在一般情况下，同等条件特别是大跨度的情况下，网壳要比网架节约许多钢材。 1.网架结构与网壳结构分类 网架结构按结构组成分为双层网架、三层网架和组合网架，按支承情况分为周边支承网架、点支撑网架和周边支承与点支撑相结合的网架，按网格形式分为交叉平面桁架体系、四角锥体系和三角锥体系。 一般来说，网壳结构按层数可划分为单层网壳和双层网壳。单层网壳的网格常用形式有圆柱面单层网壳、球面单层网壳、椭圆抛物面
单层网壳和双曲抛物面单层网壳。双层网壳是由两个同心或不同心的单层网壳通过斜腹杆连接而成。 2.静力分析比较 在用空间桁架位移法计算网架结构内力和变形时，作了如下假定：①网架节点为铰接，每个节点有三个自由度；②荷载作用在网架节点上，杆件只承受轴力；③材料在弹性阶段工作，符合胡克定律； ④网架变形很小，由此产生的影响予以忽略。 双层网壳结构多采用空间杆系有限元法分析节点位移和杆件内力。与平板网架假设类似，节点假设为铰接，每个节点有三个线位移u、v、w。不同的是，下部结构的不同约束状况将使网壳结构的内力和位移产生显著变化。 3.动力特性异同 网架与其他结构相比跨度较大，结构相对较柔，有其自身的动力特性：①网架的振型可以分为水平振型和竖向振型两类，水平振型以承受水平振动为主。其节点位移水平分量较大，竖向分量较小；竖向振型以承受竖向振动为主，其节点位移竖向分量较大，水平分量较小。网架的第一振型均为竖向振型。②振动频率非常密集，网架结构的频率密集程度较其他结构更为显著。③网架的基本周期与网架的短向跨度L2关系很大，跨度越大则基本周期越大；与网架的长向跨度L1也有关，但改变的幅度不大；与支座的强弱、荷载的大小等略有关系；不同类型但具有相同跨度的网架基本周期比较接近。④常用周边支承网架的基本周期约在0.3s至0.7s左右。⑤网架结构对称。荷载对称
. 学校新建项目 钢结构（网壳）工程专项施工方案 编制人： 审核人： 审批人：
专业资料 . 河北邺奇建筑工程有限公司 二〇一七年八月 目录 1.编制依据 (4) 1.1 施工图 (4) 1.2 主要规程、规范 (4) 1.3 主要法规 (5) 2.工程概况 (6) 2.1.风雨操场建筑概况 (6) 2.2.风雨操场网壳钢结构概况 (7) 3.施工部署及准备 (13) 3.1 施工管理目标 (13) 3.2 项目组织机构 (14) 3.3 施工进度计划 (15) 3.4 劳动力计划 (15) 3.5 机械计划 (16) 3.6 施工用电计划 (19) 4.构件加工工艺 (19)
4.1加工准备 (19) 4.2钢网壳构件加工工艺 (24) 5.现场施工主要安装方案 (34) 5.1 风雨操场网壳结构施工方案 (34) 专业资料 . 6.主要施工管理措施 (54) 6.1 工期保证措施 (54) 6.1.1建立完善的计划保证体系 (54) 6.2 质量保证措施 (55) 6.2.1确认质量管理目标 (55) 6.2.2质量保证体系 (56) 6.2.3构件加工制作质量控制 (63) 6.2.4钢结构安装质量控制措施 (65) 6.3 安全、消防保证措施 (68) 6.3.1建立安全制度 (69) 6.3.2钢结构吊装安全措施 (72) 6.3.3焊接作业安全措施 (79) 6.3.4消防措施 (82) 6.4 文明施工和环境保护措施 (83) 6.4.1文明施工措施 (83) 6.4.2环境保护措施 (84)
专业资料 . 1.编制依据1.1 施工图
大跨度柱面网壳结构设计要点 袁耀明 (唐钢国际工程技术股份有限公司，河北唐山063000) [摘要]钢铁企业的露天原料厂很多不符合当今我国的环保要求，所以需要新型的符合环保要求的原 料厂来替代。由于生产工艺限制，封闭结构必须满足空间大跨的要求，大跨度柱面网壳以其优异的空间大跨 的结构性能，本文将重点阐述该结构形式的优势及设计要点Q [关键词]大跨度；网壳；空间结构 文章编号:2095 -4085 (2019)03 - 0032 - 01謂年上计 1概述 大跨度柱面网壳结构该结构形式具有三维受力特 点，该结构为超静定结构，如果出现某杆位置失效，大跨度柱面网壳结构可以通过内力的调节，重新达到 稳定，安全度较高。交汇于节点处的杆件相互支撑，增强了结构的稳定性，也具有一定的抗震能力。该结 构还有节约材料，安装方便，空间刚度大，适于工业 化生产等优点。该结构形式是近半个世纪以来应用最 广的一空间结构。 2设计方法 大跨度柱面网壳结构，无论采用哪种节点，荷载 都在节点上，构件内力仅为轴向拉力和压力，由节点 刚度引起的杆件弯矩很小。按照空间杆系结构进行计 算，杆件之间的连接假定为铰接，忽略节点刚度的影 响和次应力引起的杆件内力变化。受荷后网格结构位 移很小，属于小挠度范畴，不必考虑因挠度所引起的 结构几何非线性；另外结构设计时钢材处于弹性阶 段，不必考虑材料的非线性，这样大大缩短了结构计 算时间。 传统计算方法分为两类，一类是连续化假定，一 类是离散化假定。连续化假定已很少采用；离散化假 定也就是通常所说的有限单元法，这种方法首先将结 构离备为各个M元，茬卓元基础上建立卓元节点另和 节点位移之间的基本方程，以及相应的单元刚度矩 阵，然后利用节点平衡条件和位移协调条件建立整体 结构节点荷载和节点位移关系的基本方程，及其相应 的总体刚度矩阵，通过引入边界约束条件求解出节点 位移，再由节点位移计算出杆件内力。 复杂的网架结构杆件数量多，计算量大，需要辅 助设计软件进行计算，目前国内空间结构辅助设计软 件有 3D3S，SFCAD，MST及 SAP2000，其中 3D3S在 建模与模型编辑，荷载添加，构件分析验算，后处 理，节点设计等方面均有独特优势，作为主要的辅助 设计软件，用SAP2000进行校核验算。 3案例分析 以某封闭料场进行案例分析，案例概况：三心圆 柱面网壳由三心圆拟合而成，中部以半径为63m的圆弧进行12等分，每等分3.51m，两边以半径为 31m的圆弧进行11等分，每等分3.485m，大小圆 在相交点相切，为减小水平推力，两小圆弧与基础顶 面正交，网壳厚度为3m，最终模型净跨77m，外包 尺寸83m，矢高为32. 75m。 网壳计算参数：沿网壳面均匀分布的檩条及屋面 板等恒荷载：〇?25kN/m2;活荷载0?5kN/m2;基本 雪压0?4kN/m2;基本风压0?6kN/m2;网壳自重模 型自动计算。 ?32? 3D3S开发平台为CAD，建模操作相对灵活，可 以利用CAD命令进行操作，利用线段来拟合三心圆 网壳，然后对几何线段赋予结构属性，如截面尺寸，材料属性等，通过杆件导荷，将面荷载转化成节点荷 载施加到结构模型，最后按照实际支座位置设置边界 约束条件，这样就形成了最终的结构模型，通过设置 求解参数，如抗震设防烈度，地震分组，场地类别，阻尼比等参数，对结构模型进行求解。最终利用 SAP2000复核3d3s计算结果，通过对比发现结果完 全一^致。 4设计及施工中中应注意的问题 大跨度柱面网壳结构对荷载比较敏感，荷载取值 必须做到尽可能的精准，以恒荷载为例，以往结构设 计中认为恒荷载对结构不利，可适当取大值，以保证 结构安全，但是柱面网壳并非如此，很有可能由于恒 载取值过大，导致在风荷载控制的组合工况下本应拉 压发生转变的杆件没有发生拉压转变，意味着计算过 程中始终处于受拉状态的杆件在实际工作过程中处于 受压状态，这是不安全的。 大跨度柱面网壳结构的抗风设计参数取值主要参 考高层或高耸结构设计规范，由于设计依据少，难以 选取风振系数，这种取值方法还不够完善，风振系数 的选取主要靠经验。 网壳结构的支座通常采用铰接形式。考虑到支座 不可能存在理想的不动铰支座，也就是说支座在两个 水平方向上是一种弹性支承。既然是弹性支撑，就涉 及到了弹性支撑的线刚度问题。由于影响这一支承刚 度很难精准进行计算，那么如何来解决这个支座刚度 为问题的关键。目前关于这个问题的解决方案就是对 支座支承刚度进行包络设计，通过支承刚度自足够小 到足够大这一包络设计过程，以充分保证结构的安全 可靠。 5结语 该结构形式设过程中计算已经比较成熟，但应注 意施工工况的验算，跟踪计算每一施工步骤的受力状 态变化，避免采用不同的施工方法和施工顺序引发的 工程事故。 参考文献： [1]罗尧治，沈雁彬.干煤棚网壳结构使用现状与缺陷分 析[J].工业建筑，2005,（01). [2]邢克勇，刘辰.华能海口电厂干煤棚网壳结构设计 [J].建筑结构，2006,（05). [3]聂国隽，浅若军.干煤棚柱面网壳结构设计[J].结 构工程师，2001，（02). [4]黄鹤，顾明，叶孟洋.干煤棚柱面网壳结构风荷载试 验研究[J].建筑结构，2011，（03).