2018一级注册建筑师建筑结构基础知识_第2页

　　以上四种结构，均为平面受力体系，即结构所受的荷载以及由荷载而引起的内力均作用在由构件轴线所构成的平面内。这种平面结构体系，为人们所常用而熟悉，受力明确，传力简便可靠，分析理论经典而成熟。但这种结构有一个很大的弱点，就是侧向刚度差。欲想获得在使用上最低限度的侧向刚度，必须另行设置支撑体系或连系梁，相对来说较不经济。

　　(二)空间结构体系

　　空间结构体系包含网架、薄壳、折板、悬索等结构形式。

　　1.网架结构

　　网架是一种新型结构，由许多杆件按照一定规律组成的网状结构。具有各向受力的性能，不同于一般平面行架的受力状态，是高次超静定空间结构。

　　它具有如下优点：由于各杆件间互相起着支撑作用，具有整体性强，稳定性好，空间刚度大，抗震性能好的优点。在节点荷载作用下，网架的杆件主要承受轴力，能充分发挥材料的强度，达到节约材料的目的。同时由于杆件类型划一，适合工厂化生产，可地面拼装、整体吊装。

　　2.薄壳

　　薄壳常用于屋盖结构，特别适用于较大跨度的建筑物，如展览馆、俱乐部、机库、仓库等。壳体的种数又多，形式丰富多彩，适用于多种平面，这为创作多种形式的建筑物提供了良好的结构条件。薄壳结构的曲面通常以其中面为准，其平分壳板厚度的曲面称之为中面。

　　薄壳结构的曲面形式：

　　(1)旋转曲面。由一平面曲线作母线绕其平面内的轴旋转而形成的曲面称为旋转曲面。如球形曲面、旋转抛物面、椭球面、旋转双曲面。

　　(2)平移曲面。由一竖向曲母线沿另一竖向曲线平移所形成的曲面称平多曲面。在工程中常见的椭圆抛物面双曲扁壳就是平移曲面。

　　(3)直纹曲面。一段直线的两端各沿2条固定曲线移动形成的曲面叫直纹曲面。扭壳、抛物面壳、筒壳、柱状面壳等均是直纹曲面。

　　3.折板

　　折板结构是一种类似于筒壳的薄壁空间体系。它也是由边梁、横隔以及薄板组成。空间工作原理也类似筒壳(如图1-4-7)。目前我国施工的折板跨度已达27m。

　　4.悬索

　　随着工业生产的发展以及大型公共建筑要求的空间愈来愈大，采用前面已提到的结构形式已很难满足这一要求，即使可以达到要求，但可能由于因其材料用量大，结构复杂，施工困难，造价很高，会造成极不合理的现象。悬索屋盖结构就是为了解决这一问题，适应大跨度需要而产生并发展起来的一种结构形式。

　　悬索结构由索网、边缘构件、下部支承结构组成。

　　假定索是绝对柔性的，任一截面均不能承受弯矩，而只承受拉力。悬索只能单向受 力，承受与其垂度方向一致的作用力。

　　三、高层建筑结构

　　高层建筑的结构特点如下：

　　1.高度高

　　顾名思义，高层建筑的特征在于"高"。对高度大于等于24 m的房屋，用传统的砌体结构承重已不适宜，风荷载及地震作用产生的水平力已成为结构设计的重要因素。

　　"高规X峨的上限并未作出明确的规定，只是提出最大的适用高度限制，对简体结构为 180m。建议宜将高层建筑大致划分为：

　　一般高层建筑24～50m;

　　较高高层建筑50～100m;

　　超高层建筑100～200m;

　　特殊高层建筑200m以上。

　　2.荷载大

　　由于高层建筑高度大、层数多，竖向荷载很大。100m左右高的建筑，底部单柱竖向轴力往往达10000～30000kN。地震作用产生的水平力、风荷载产生的水平力，不单数值大，而且作用高度高，使建筑底部产生很大的弯矩与倾复力矩。

　　3.技术要求高

　　高层建筑体形高耸与荷载大带来的问题是多方面的。例如：需要采用轻质材料，特别是轻质的新型墙体材料以减轻自重;需要采用高强度的结构材料，如钢结构、型钢混凝土结构。在混凝土结构中，受力较大的部位(如底部各层的柱),可采用C40、C50级的混凝土，甚至采用更高强度的混凝土。采用各类抗侧力、抗侧向拉移性能优良的结构体系。在结构计算上，除计算理论的复杂之外，构件的轴向变形研究、动力特性研究以及结构延性、构造连接等都较之一般建筑结构有特殊要求。