结构体系与选型(复习)
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在正常设计,正常施工条件下完成预就是结构由可靠转变为失效的临界状态。
整个结构或结构的一部分能使结构产生效应(如结构或构件的内力、应力、位移、应变、裂缝等)●直接作用:作用在结构上的力的因素,称为荷载或直接作用,如建筑物自重、人员设备自重;自然界对建筑物施加的力(如风)。
●间接作用:不表现为力的形式,但同样会引起结构效应。
如不均匀沉降、温度效应等。
分类:1)永久作用(恒荷载)如结构自重、土压力等。
2)可变作用(活荷载)如楼面活荷载(包括人群、家具等)、屋面活荷载、风荷载、雪荷载、吊车荷载等。
3)偶然荷载如地震、爆炸、撞击等。
4.构造地震:浅源地震(震源深度小于60km)/中地震(震源深度介于60km至300km)/深源地震(震源深度大于300km)(震源越浅,破坏性越大,但波及范围越小;反之,震源越深,破坏性越小,但波及范围却越大。
)/诱发地震:立方体抗压强度、轴心抗压强度和轴心抗拉强度。
7.混凝土的强度等级是用立方体抗压强度来划分的8.木材的优点:密度小、强度高、弹性好、色调丰富、纹理美观和易加工9.木材性质的最大特点是各向异性:木材的顺纹抗压强度比横纹抗压强度大,而横纹中径向抗压强度最小;顺纹抗拉强度在木材强度中最大,横纹抗拉强度只有。
外力以压力的方式作用在构件的轴心处,使构件产生均匀压应力并产生屈曲提高承载力的途径:尽量减小压杆长度;增强支承的刚性;合理选择截面形状;11.各种构件比较:轴心受拉构件是受力理想的构件,有如下优势:1)能充分发挥材料性能,因在外力作用下,沿构件全长及截面的内力及应力都是均匀分布;2)在承载相同荷载的情况下,与受压与受弯构件相比所需的断面最小;3)具有最多数量的轴拉构件和较少轴压和受弯构件组成的结构体系是较节省材料和经济合理的体系。
/轴压构件的承载力受稳定性的影响,故应避免长杆受压;偏心受压构件在相同截面下,因受偏心弯矩的影响,其承载力将随偏心距的加大而大为减少,而且也要考虑稳定性的影响。
名词解释、填空、简答、论述/:1、梁的型式及特点答:型式:1.按材料分类:石梁;木梁;钢梁;钢筋混凝土梁;预应力混凝土梁;钢-钢筋混凝土梁 2.按截面分类:工字型梁;矩形梁;异形梁;花篮梁;箱型梁 3.按支座约束分类:静定梁;超静定梁 4.按布置方式分类:主梁;次梁;圈梁;过梁;连梁 5.按支承方式分类:简支梁;悬臂梁;连续梁特点:2、悬挑结构的抗倾覆平衡采取的四种方式及减小跨度的三种方式答:1.抗倾覆平衡采取的四种方式:(a)上部压重平衡(b)下部拉压平衡(c)左右自平衡(d)副跨框架平衡2.减小跨度的三种方式:(a)梁下设柱(b) 梁下设斜撑(c)梁上部设拉索3、(1)桁架的类型?(2)屋架的选型与布置?(3)立体桁架的分类?答:(1)桁架的型式:(a)三角形桁架;(b)梯形桁架;(c)矩形桁架;(2)选型: 屋架结构的选型应考虑房屋的用途、建筑造型、屋面防水构造、屋架的跨度、结构材料的供应、施工技术条件等因素,做到受力合理、技术先进、经济适用。
(a)受力:从结构受力来看,抛物线状的拱式结构受力最为合理。
但拱式结构上弦为曲线,施工复杂。
折线型屋架,与抛物线弯矩图最为接近,故力学性能良好。
梯形屋架,因其既具有较好的力学性能,上下弦均为直线施工方便,故在大中跨建筑中被广泛应用。
三角形屋架与矩形屋架力学性能较差。
三角形屋架一般仅适用于中小跨度,矩形屋架常用作托架或荷载较特殊情况下使用。
(b)防水:屋面防水构造决定了屋面排水坡度,进而决定屋盖的建筑造型。
一般来说,当屋面防水材料采用粘土瓦、机制平瓦或水泥瓦时,应选用三角形屋架、陡坡梯形屋架。
当屋面防水采用卷材防水、金属薄板防水时,应选用拱形屋架、折线形屋架和缓坡梯形屋架。
(c)材料:木材及钢材均易腐蚀,维修费用较高。
因此,对于相对湿度较大而又通风不良的建筑,或有侵蚀性介质的工业厂房,不宜选用木屋架和钢屋架,宜选用预应力混凝土屋架,可提高屋架下弦的抗裂性,防止钢筋腐蚀。
结构选型复习要点简答10题4分每题选择10题2分每题名词解释10题2分每题1、梁按截面形式分类:矩形截面梁、T形截面梁、工字形截面梁、箱形截面梁。
2、均布荷载弯矩图,怎么使弯矩图相似? 缩小边跨。
3、受力。
剪支梁(跨中最大)的受力图,集中力和均布力。
4、受力悬臂构件(上面受拉)5、悬挑结构:抗倾覆力矩:倾覆力矩>1.56、悬挑结构减小跨度的方式图7、桁架结构的几个基本假定:(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。
(3)所有外力(包括荷载及支座反力)都作用在中心平面内,并集中作用于节点上。
8、桁架结构的内力变换情况矩形桁架:弦杆跨中节间轴力大、靠近支座处轴力较小或为零,下弦内力变化较大。
腹杆跨中小而支座处大,其值变化较大。
三角形桁架:上、下弦杆内力在跨中节间最小,在靠近支座处最大。
斜腹杆和竖腹杆的受力都是跨中大,支座处小。
折线形桁架:高度呈抛物线型的桁架是最理想的桁架形式。
9、屋架结构的型式按材料分:木屋架、钢-木组合屋架、钢屋架、轻型钢屋架、钢筋混凝土屋架、预应力混凝土屋架、钢筋混凝土—钢组合屋架等。
按屋架外形分:三角形、梯形、抛物线、折线形、平行弦等。
按结构受力特点及材料性能分:桥式屋架、无斜腹杆屋架或刚接桁架、立体桁架等。
10、屋架结构的选型应考虑房屋的用途、建筑造型、屋面防水构造、屋架的跨度、结构材料的供应、施工技术条件等因素。
(1)、屋架结构的受力抛物线状的拱式结构:受力最为合理,但施工复杂。
折线形屋架:与弯矩图最接近,力学性能良好。
梯形屋架:力学性能较好,上下弦均为直线施工方便,在大中跨建筑中被广泛应用。
三角形屋架:力学性能较差,适用于中小跨度。
矩形屋架:力学性能较差,用作托架或荷载较特殊情况下使用。
(2)、屋面防水构造三角形、陡坡梯形屋架:屋面材料采用粘土瓦、机制平瓦或水泥瓦。
1.梁的分类及受力特征:按材料:石梁、木梁、钢梁、钢筋混凝土梁、组合梁等。
按断面形状:矩形梁、工字梁、T形梁、工字薄腹梁等。
按受力分:简支梁、连续梁、悬臂梁等。
当跨度太大时,在两端支座之间再增中间支座,称连续梁。
2.桁架的组成和特点:桁架是由若干杆件在每杆两端用铰联结而成的结构。
平面桁架:当各杆的轴线都在同一平面内,且外力也在这个平面内时,称为平面桁架。
在平面桁架的计算简图中,通常引用如下假定:a各结点都是无摩擦的理想铰。
b各杆轴线绝对平直,并通过铰的中心。
c荷载和支座反力作用在结点上。
经抽象简化后,杆轴交于一点,且“只受结点荷载作用的直杆、铰结体系”的工程结构。
特性:只有轴力,而没有弯矩和剪力。
轴力又称主内力(primary internal forces)。
3.桁架结构的分类:一、根据维数分类:1. 平面(二维)桁架(plane truss):所有组成桁架的杆件以及荷载的作用线都在同一平面内。
2. 空间(三维)桁架(space truss):组成桁架的杆件不都在同一平面内。
二、按外型分类:1. 平行弦桁架2. 三角形桁架3. 抛物线桁架4. 梯形桁架三、按几何组成分类:简单桁架(simple truss)联合桁架(combined truss)复杂桁架(complicated truss)。
四、按受力特点分类:1. 梁式桁架2. 拱式桁架。
五、计算方法:结点法、截面法、联合法结点法:以只有一个结点的隔离体为研究对象,用汇交力系的平衡方程求解各杆的内力的方法。
结构计算简化的技巧应用需注意:a相似三角形的应用:在计算中,经常需要把斜杆的内力S分解为水平分力X和竖向分力Y。
设斜杆的长度为L,其水平和竖向投影的长度分别为Lx和Ly,则由比例关系可知:b结点单杆:以结点为平衡对象能仅用一个方程求出内力的杆件,称结点单杆(nodal single bar)。
利用这个概念,根据荷载状况可判断此杆内力是否为零。