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国家一级建造师职业资格考试大跨度房屋结构的主要类型复习指导
时间:2012-01-02
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一般认为，大跨度房屋结构是指24m以上的跨度。能做到24m以上跨度的结构有桁架、网架、刚架、拱、悬索和薄壁空间结构等。 (1)大跨
一般认为，大跨度房屋结构是指24m以上的跨度。能做到24m以上跨度的结构有桁架、网架、刚架、拱、悬索和薄壁空间结构等。
(1)大跨度屋架
大跨度的屋架多采用钢桁架或预应力混凝土桁架。
1)屋架的受力特点：
屋架是由杆件组成的构件体系，其节点一般假定为铰接点。当荷载只作用在节点上时，所有杆件均只有轴向力，其材料强度可以得到充分利用，这就是屋架结构的优点，因此它在较大跨度的建筑中得到应用。
2)屋架的形式、基本尺寸：
3)屋架的制作、运输与安装：
屋架就其整体结构讲是受弯构件，平面结构。屋架的平面外刚度非常弱。
(2)平板网架结构
1)网架的特点与适用范围：
网架结构可分为平板网架和曲面网架两种。平板网架采用较多，其优点如下：
①三维空间受力体系。杆件主要承受轴向力，受力合理，节省材料。
②整体性好，刚度大，稳定，抗震性能好，可悬挂吊车；
③杆件类型较少，比较统一，适于工业化生产；
④尤其适用于大跨结构，体育馆、展览馆等大型建筑广泛采用。
2)结构形式：
平板网架可分为交叉桁架体系和角锥体系两类。
交叉桁架体系是由上下弦平行的平面桁架，相交叉联成一体的空间结构。
角锥体系网架是由三角锥、四角锥或六角锥单元分别组成的空间网架结构。它比交叉桁架体系网架刚度大，受力性能更好，而且可以在工厂生产出标准角锥单元体，便于现场安装。
3)平板网架的受力特点：
网架的高度(即厚度)直接影响网架的刚度和杆件内力。网架的高度主要取决于跨度。网格尺寸应与网架高度配合决定。
4)网架的杆件形式与节点：
杆件形式有钢管和角钢两种。钢管比角钢受力合理，材料节省35％，大跨度网架多用钢管。
5)网架结构的制作与安装：
网架制作要求精度高。否则会产生附加内力使部分构件受力过大。
网架结构的安装方法可分为高空拼装和整体安装两类。
(3)单层刚架结构
1)单层刚架的受力特点与适用范围：
单层刚架一般是由直线形杆件，梁与柱刚性连接而成的结构。其受力特点是：在竖向荷载作用下柱对梁的约束减少了梁的跨中弯矩；在水平力的作用下，梁对柱约束减少了柱内弯矩。梁与柱由于刚性连接，因而刚度提高。
门式刚架可分为无铰刚架、两铰刚架和三铰刚架三种。无铰刚架，柱底弯矩大，是超静定结构，结构刚度大。当地基发生不均匀沉降时，结构会产生附加内力。三铰刚架是静定结构。当基础有不均匀沉降时，结构不会产生附加内力。两铰刚架也是超静定结构。
刚架造型美观，施工简便，室内空间大，在工业厂房、体育馆、礼堂、展览馆中广泛采用。
2)单层刚架的截面形式及节点构造：
(4)拱式结构
1)拱的受力特点与适用范围：
拱是一种有推力的结构，它的主要内力是轴向压力。
拱式结构的主要内力为压力，可利用抗压性能良好的混凝土建造大跨度的拱式结构。
由于拱式结构受力合理，在建筑和桥梁中被广泛应用。它适用于体育馆、展览馆等建筑中。
(1)大跨度屋架
大跨度的屋架多采用钢桁架或预应力混凝土桁架。
1)屋架的受力特点：
屋架是由杆件组成的构件体系，其节点一般假定为铰接点。当荷载只作用在节点上时，所有杆件均只有轴向力，其材料强度可以得到充分利用，这就是屋架结构的优点，因此它在较大跨度的建筑中得到应用。
2)屋架的形式、基本尺寸：
3)屋架的制作、运输与安装：
屋架就其整体结构讲是受弯构件，平面结构。屋架的平面外刚度非常弱。
(2)平板网架结构
1)网架的特点与适用范围：
网架结构可分为平板网架和曲面网架两种。平板网架采用较多，其优点如下：
①三维空间受力体系。杆件主要承受轴向力，受力合理，节省材料。
②整体性好，刚度大，稳定，抗震性能好，可悬挂吊车；
③杆件类型较少，比较统一，适于工业化生产；
④尤其适用于大跨结构，体育馆、展览馆等大型建筑广泛采用。
2)结构形式：
平板网架可分为交叉桁架体系和角锥体系两类。
交叉桁架体系是由上下弦平行的平面桁架，相交叉联成一体的空间结构。
角锥体系网架是由三角锥、四角锥或六角锥单元分别组成的空间网架结构。它比交叉桁架体系网架刚度大，受力性能更好，而且可以在工厂生产出标准角锥单元体，便于现场安装。
3)平板网架的受力特点：
网架的高度(即厚度)直接影响网架的刚度和杆件内力。网架的高度主要取决于跨度。网格尺寸应与网架高度配合决定。
4)网架的杆件形式与节点：
杆件形式有钢管和角钢两种。钢管比角钢受力合理，材料节省35％，大跨度网架多用钢管。
5)网架结构的制作与安装：
网架制作要求精度高。否则会产生附加内力使部分构件受力过大。
网架结构的安装方法可分为高空拼装和整体安装两类。
(3)单层刚架结构
1)单层刚架的受力特点与适用范围：
单层刚架一般是由直线形杆件，梁与柱刚性连接而成的结构。其受力特点是：在竖向荷载作用下柱对梁的约束减少了梁的跨中弯矩；在水平力的作用下，梁对柱约束减少了柱内弯矩。梁与柱由于刚性连接，因而刚度提高。
门式刚架可分为无铰刚架、两铰刚架和三铰刚架三种。无铰刚架，柱底弯矩大，是超静定结构，结构刚度大。当地基发生不均匀沉降时，结构会产生附加内力。三铰刚架是静定结构。当基础有不均匀沉降时，结构不会产生附加内力。两铰刚架也是超静定结构。
刚架造型美观，施工简便，室内空间大，在工业厂房、体育馆、礼堂、展览馆中广泛采用。
2)单层刚架的截面形式及节点构造：
(4)拱式结构
1)拱的受力特点与适用范围：
拱是一种有推力的结构，它的主要内力是轴向压力。
拱式结构的主要内力为压力，可利用抗压性能良好的混凝土建造大跨度的拱式结构。
由于拱式结构受力合理，在建筑和桥梁中被广泛应用。它适用于体育馆、展览馆等建筑中。
