桁架結構體系
六、桁架結構體系
桁架是由桿件組成的結構體系。在進行內力分析時，節(jié)點一般假定為鉸節(jié)點，當荷載作用在節(jié)點上時，桿件只有軸向力，其材料的強度可得到充分發(fā)揮。桁架結構的優(yōu)點是可利用截面較小的桿件組成截面較大的構件。單層廠房的屋架常選用桁架結構。
屋架的弦桿外形和腹桿布置對屋架內力變化規(guī)律起決定性作用。同樣高跨比的屋架，當上下弦成三角形時，弦桿內力大，當上弦節(jié)點在拱形線上時，弦桿內力小。屋架的高跨比一般為1／6至1／8較為合理。一般屋架為平面結構，平面外剛度非常弱。在制作運輸安裝過程中，大跨屋架必需進行吊裝驗算。桁架結構在其他結構體系中也得到采用。如拱式結構單層剛架結構等體系中，當斷面較大時，亦可用桁架的形式。
七、網(wǎng)架結構
網(wǎng)架是由許多桿架按照一定規(guī)律組成的網(wǎng)狀結構。它改變了平面桁架的受力狀態(tài)，是高次超靜定的空間結構。網(wǎng)架結構可分為平板網(wǎng)架和曲面網(wǎng)架兩種。平板網(wǎng)架采用較多，其優(yōu)點是：空間受力體系，桿件主要承受軸向力，受力合理，節(jié)約材料(如上海體育館，直徑110m，用鋼量僅49kg／平方米)，整體性能好，剛度大，抗震性能好。桿件類型較少，適于工業(yè)化生產(chǎn)。平板網(wǎng)架可分為交叉桁架體系和角錐體系兩類。角錐體系受力更為合理，剛度更大。網(wǎng)架的高度主要取決于跨度，網(wǎng)架尺寸應與網(wǎng)架高度配合決定，腹桿的角度以45度為宜。
八、拱式結構
拱是一種有推力的結構，它的主要內力是軸向壓力。由于拱式結構受力合理，在建筑和橋梁中被廣泛應用。它適用于體育館、展覽館等建筑中。巴黎國家工業(yè)與技術展覽中心，跨度206m，拱式結構，是當今世界有名的大跨度建筑。
拱的類型
按照結構的組成和支承方式，拱可分為三鉸拱、兩鉸拱和無鉸拱。 工程中，后兩種拱采用較多。拱是一種有推力的結構，
解決這個問題非常重要，通?？刹捎孟铝写胧?BR> 1)推力由拉桿承受；
2)推力由兩側框架承受。
九、懸索結構
懸索結構，是比較理想的大跨度結構形式之一，在橋梁中被廣泛應用。目前，懸索屋蓋結構的跨度已達160m，主要用于體育館、展覽館中。懸索結構的主要承重構件是受拉的鋼索，鋼索是用高強度鋼絞線或鋼絲繩制成。
1)懸索結構的受力特點
懸索結構包括三部分：索網(wǎng)、邊緣構件和下部 支承結構。
索非常柔軟，其抗彎剛度忽略不計。索的形狀隨荷載性質而變。索是中心受拉構件，既無彎矩也無剪力。水平反力為H，方向是向外的。索的拉力取決于跨中的垂度，，垂度越小拉力越大。索的垂度一般為跨度的1／30。索的合理軸線形狀隨荷載的作用方式而變化。
2)懸索的類型及實例
懸索結構可分為單曲面與雙曲面兩類。單曲拉索體系構造簡單，屋面穩(wěn)定性差。雙曲拉索體系，它由承重索和穩(wěn)定索組成。支承結構可以有很多種，如框架、拱等。
北京工人體育館，為圓形懸索結構，可容納15000名觀眾。比賽大廳直徑94m，周圍為四層框架結構，寬7．5m，主要為附屬用房及休息廊。
十、薄壁空間結構
薄壁空間結構，也稱殼體結構。它的厚度比其他尺寸(如跨度)小得多，所以稱薄壁。它屬于空間受力結構，主要承受曲面內的軸向壓力，彎矩很小。它的受力比較合理，材料強度能得到充分利用。薄殼常用于大跨度的屋蓋結構，如展覽館、俱樂部、飛機庫等。
薄殼結構多采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土，費模板、費工時。薄壁空間結構的曲面形式很多。這里講兩種，筒殼和雙曲殼。
筒殼一般由殼板、邊粱和橫隔三部分組成。筒殼的空間工作是由這三部分結構協(xié)同完成的。它的跨度在30m以內是有利的。當跨度再大時，宜采用雙曲薄殼。
雙曲殼特別適用于大空間大跨度的建筑。雙曲殼又分為圓頂殼、雙曲扁殼和雙曲拋物面殼。目前園頂?shù)闹睆揭堰_200多米。圓頂結構可用在大型公共建筑中，如天文館、展覽館的屋蓋。圓頂結構由殼面、支座環(huán)組成。通過支座環(huán)支于垂直構件上。殼面主要承受壓力，支座環(huán)承受拉力。北京天文館頂蓋為半球形圓頂，直徑25m，殼面厚6cm，結構自重每平方米約200公斤。雙曲扁殼是雙曲拋物面的一種形式，它由殼板和豎直的邊緣構件(橫隔構件)組成。因為扁殼的矢高比底面尺寸小得多，大約為1／5，所以叫扁殼。例如北京火車站大廳，35m×35m的雙曲面扁殼屋蓋，殼板為8cm，寬敞明亮，是一成功的范例。
本節(jié)內容總結
第一二三講的輔導課程，我們講的比較細，內容是
1A411000房屋結構工程技術，下面我們總結一下這部分的內容中考試的要點及分析典型的例題
本節(jié)考點盤點及預測分析
本節(jié)內容在新教材中有一些增加和調整。
序號
考點內容
應試要求
已考考點分布（分值）
2007年
2004年
2005年
2006年
1
房屋結構的安全性要求（新增）
一般掌握
√
2
影響桿件強度、穩(wěn)定的因素及公式
重點掌握
3
2
3
√
3
房屋結構的適用性要求（新增）
一般掌握
√
4
房屋結構的耐久性要求（新增）
重點掌握
√
5
建筑荷載的分類及裝飾裝修荷載的變動（新增）
重點掌握
√
6
桿件的平衡方程及受力分析
重點掌握
1
1
1
√
7
常見建筑結構體系及應用
一般了解
3
3
3
√
重要考點*
考點一房屋結構工程的可靠性技術要求
【考點內容】考生應重點掌握的內容總結如下：
房屋結構的可靠性
安全性、適用性和耐久性概括稱為結構的可靠性
兩種極限狀態(tài)
承載力極限狀態(tài)
正常使用極限狀態(tài)
細長壓桿的臨界力公式
，L0為壓桿的計算長度。
影響臨界力的因素
壓桿的支承情況（L0）、材料（E）、截面形狀（I）、長度（L）。當柱的一端固定一端自由時，L0=2L，L為桿件的實際長度；兩端固定時，L0=0.5L；一端固定一端鉸支時，L0=0.7L；兩端鉸支時，L0=L
臨界應力的計算公式
（其中長細比λ是影響臨界應力的綜合因素）
影響混凝土耐久性因素
保護層厚度、水灰比、水泥用量等
梁的變形主要是彎矩引起的，主要體現(xiàn)為彎曲變形。
影響梁的位移的主要因素：跨度（L）、材料（E）、截面形狀（I）、外部荷載（q）。
【典型考題】假定外荷載在某構件內產(chǎn)生的荷載效應為軸向拉力S，構件對此產(chǎn)生的抵抗能力為R，則當（D）時，該構件處于即將破壞的邊緣極限狀態(tài)。
A．S>R
B．S
D．S=R
答案：D
解題思路：當S>R時，構件將破壞，即屬于不可靠狀態(tài)；當S
【典型考題】裂縫控制主要針對混凝土梁（受彎構件）及受拉構件。裂縫控制分為（）等級。
A．2個
B．3個
C．4個
D．5個
答案：B
解題思路：混凝土結構的裂縫控制可分為三個等級：（1）構件不出現(xiàn)拉應力；（2）構件雖有拉應力，但不超過混凝土的抗拉強度；（3）允許出現(xiàn)裂縫，但裂縫寬度不超過允許值。對（1）、（2）等級的混凝土構件，一般只有預應力構件才能達到。所以正確選項為B。
【典型考題】[2006年真題]關于簡支梁變形大小的影響因素，下列表述正確的是（ACE）。
A．跨度越大，變形越大
B．截面的慣性矩越大，變形越大
C．截面積越大，變形越小
D．材料彈性模量越大，變形越大
E．外荷載越大，變形越大
答案：ACE
解題思路：影響梁變形（位移）的因素有跨度、材料、截面形狀、外部荷載、支座情況等。要求考生要掌握均布荷載作用下懸臂梁的大變形公式（ ）中各影響因素與變形的關系，如與梁變形（位移）成正比的因素有跨度、荷載，成反比的因素有慣性矩、彈性模量等，此處知識點可出多選題。而所有因素中影響大的是跨度（L），此處也可出計算式的單項選擇題，如當梁的跨度增加1倍時，其變形增大到原來的多少倍（16倍）。重要考點的多種題型變化在后面每章的同步訓練中給出，考生可以邊學邊練用以檢驗學習效果。
【典型考題】[2005年真題]受壓構件，兩端鉸支，其臨界力為５０kN，若將構件改為兩端固定，則其臨界力為（）kN。
A50
B100
C 150
D200
答案：D
解題思路：考核的是不同支座情況下的臨界力計算公式。受壓桿件穩(wěn)定的臨界力公式 ?？忌攸c掌握影響臨界力大小的因素，如受壓桿件的材料、截面形狀、長度、支承情況等。此處知識點的考核既可以出“文字題”，如：同等情況的鋼柱的臨界力比木柱大，是因為（鋼柱的彈性模量大）。也可以出“計算題”，如：受壓桿件的慣性矩縮小1倍時，其臨界力（縮小1倍）。
考點二計算靜定梁的內力
【考點內容】重點掌握力的平衡方程和截面法在計算靜定梁內力中的應用。
熟練掌握平面任意力系平衡方程（ΣX＝0，ΣY＝0，ΣMA＝0）的應用，此處知識點是每年的必考題。
計算梁內力的一般步驟：第一步，去掉約束，畫出桿件受力圖；第二步：利用平衡方程，求出約束反力；第三步：用截面法計算出梁的內力
【典型考題】[2006年真題]一個重量為W的物體,通過兩根繩索AC和BC懸吊(如下圖所示).下列四種情況中,繩索AC拉力大的是(A).
A．
B．
C．
D．
答案：A
解題思路：。計算梁內力的一般步驟：第一步，去掉約束，畫出桿件受力圖；第二步：利用平衡方程，求出約束反力；第三步：用截面法計算出梁的內力
【典型考題】[2005年真題]梁的支承與受力如圖，Ａ為鉸支座，Ｃ為固端支座，則Ａ支座反力為（）kN。
A.１
B.２
C.３
D.４
答案：B
解題思路：計算梁內力的一般步驟：第一步，去掉約束，畫出桿件受力圖；第二步：利用平衡方程，求出約束反力；第三步：用截面法計算出梁的內力。如圖所示，設A支座反力為X，2X=4×1，解得X=2KN
【典型考題】[2005年真題]有一伸臂梁受力及支承如圖，則固端A的彎矩為（）ｋＮ．ｍ。
A2
B3
C6
D9
答案：C
解題思路：計算梁內力的一般步驟：第一步，去掉約束，畫出桿件受力圖；第二步：利用平衡方程，求出約束反力；第三步：用截面法計算出梁的內力。如圖所示，固端A的彎矩=3×2=6KN.M
考點三 靜定桁架的特點及內力計算
【考點內容】重點掌握桁架及二力桿的特點。
桁架的特點
1．
桁架的節(jié)點是鉸接；
2．每個桿件的軸線是直線，并通過鉸的中心；
3．荷載及支座反力都作用在節(jié)點上
節(jié)點法計算內力的步驟
1．去掉約束，畫出受力圖
2．利用平衡方程，求出約束反力
3．用節(jié)點法求出桿件內力
截面法計算內力的步驟
1．去掉約束，畫出受力圖
2．利用平衡方程，求出約束反力
3．用截面法求出桿件內力
【典型考題】[2004年真題]有一桁架，受力及支承如下圖，則AC桿和AB桿的內力分別為（）。拉力為正，壓力為負。
A.-1kN,-1kN
B.0,-1kN
C.1kN,1kN
D.1kN,0
答案：B
解題思路：計算內力的思路為：
1．去掉約束，畫出受力圖
2．利用平衡方程，求出約束反力
3．用節(jié)點法求出桿件內力
考點四防止結構傾覆的技術要求
【考點內容】重點掌握如下內容。
力矩的概念及平衡
力使物體繞某點轉動的效果要用力矩來度量；
力矩的單位是P．a(chǎn)；
物體繞某點沒有轉動的條件是，對該點的順時針力矩之和等于逆時針力矩之和
力偶的特性
兩個大小相等，方向相反，作用線平行的特殊力系
力的平移法則
作用在物體某一點的力可以平移到另一點，但必須同時附加一個力偶，使其作用效果相同
防止構件傾覆的技術要求
【典型考題】為了安全，對于懸挑陽臺防止其傾覆的抵抗傾覆的力矩（Ｍ抗）可取其引起傾覆的力矩（Ｍ傾）的（）倍．
A.０．５～１．０
B.1．0～１．２
C.１．２～１．５
D.１．５～２．０
答案：Ｃ
解題思路：對于懸挑構件（如陽臺、雨篷、探頭板等）、擋土墻、起重機械防止傾覆的基本要求是：引起傾覆的力矩應小于抵抗傾覆力矩，為了安全，可取M抗≥
（１．
２～１．５）M傾。所以正確選項為C。
考點五我國抗震設計原則和抗震構造措施
【考點內容】地震的成因主要有三種：構造地震、火山地震、陷落地震，房屋結構抗震主要研究構造地震發(fā)生時房屋結構的抗震設防能力?，F(xiàn)行抗震設計規(guī)范適用于抗震設防烈度為6、7、8、9度地區(qū)建筑工程的抗震設計、隔震、消能減震設計。
多層砌體房屋及框架結構的抗震構造措施見下表：
多層砌體房屋的抗震構造措施
1．
設置鋼筋混凝土圈梁
2．樓蓋及屋蓋構件應有足夠的支度和可連接
3．墻體有可靠的連接
4．加強樓梯間的整體性
框架結構的抗震構造措施
1．框架柱中縱筋、箍筋及彎鉤等構造措施
2．框架梁頂筋、底筋、箍筋的構造措施
3．框架節(jié)點的構造措施
【典型考題】[2006年真題]我國現(xiàn)行<<建筑抗震設計規(guī)范>>(GB50011-2001),適用于抗震設防烈度為(C)度地區(qū)建筑工程的抗震設計.
A．4、5、6和7
B．5、6、7和8
C．6、7、8和9
D．7、8、9和10
答案：C
解題思路：現(xiàn)行抗震設計規(guī)范適用于抗震設防烈火度為6、7、8、9度地區(qū)建筑工程的抗震設計、隔震、消能減震設計?？拐鹪O防是以現(xiàn)有的科技水平和經(jīng)濟條件為前提的。以北京地區(qū)為例，抗震設防烈度為8度，超越8度的概率為10%左右。
【典型考題】地震設防的依據(jù)是（）。
A.抗震設防烈度
B.地震烈度
C.震級
D.基本烈度
答案：A
解題思路：考生要注意區(qū)別震級、地震烈度、基本烈度、設防等級的概念及應用上的區(qū)別。地震是用震級來表示其能量的大小。世界上通常用地震烈度來描述地震的宏觀現(xiàn)象，多數(shù)國家使用的基本上是12等級劃分的烈度表。對應于地震，震級只有一個，而地震烈度在不同地區(qū)卻是不同的。地震設防的依據(jù)是抗震設防烈度，在一般情況下采用基本烈度。