1a411043 大跨度房屋結構的主要類型與受力特點
一般認為，大跨度房屋結構是指24m以上的跨度。能做到24m以上跨度的結構有桁架、網(wǎng)架、剛架、拱、懸索和薄壁空間結構等。
(1)大跨度屋架
大跨度的屋架多采用鋼桁架或預應力混凝土桁架。
1)屋架的受力特點：
屋架是由桿件組成的構件體系，其節(jié)點一般假定為鉸接點。當荷載只作用在節(jié)點上時，所有桿件均只有軸向力，其材料強度可以得到充分利用，這就是屋架結構的優(yōu)點，因此它在較大跨度的建筑中得到應用。
2)屋架的形式、基本尺寸：
3)屋架的制作、運輸與安裝：
屋架就其整體結構講是受彎構件，平面結構。屋架的平面外剛度非常弱。
(2)平板網(wǎng)架結構
1)網(wǎng)架的特點與適用范圍：
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)點如下：
①三維空間受力體系。桿件主要承受軸向力，受力合理，節(jié)省材料。
②整體性好，剛度大，穩(wěn)定，抗震性能好，可懸掛吊車；
③桿件類型較少，比較統(tǒng)一，適于工業(yè)化生產(chǎn)；
④尤其適用于大跨結構，體育館、展覽館等大型建筑廣泛采用。
2)結構形式：
平板網(wǎng)架可分為交叉桁架體系和角錐體系兩類。
交叉桁架體系是由上下弦平行的平面桁架，相交叉聯(lián)成一體的空間結構。
角錐體系網(wǎng)架是由三角錐、四角錐或六角錐單元分別組成的空間網(wǎng)架結構。它比交叉桁架體系網(wǎng)架剛度大，受力性能更好，而且可以在工廠生產(chǎn)出標準角錐單元體，便于現(xiàn)場安裝。
3)平板網(wǎng)架的受力特點：
網(wǎng)架的高度(即厚度)直接影響網(wǎng)架的剛度和桿件內力。網(wǎng)架的高度主要取決于跨度。網(wǎng)格尺寸應與網(wǎng)架高度配合決定。
4)網(wǎng)架的桿件形式與節(jié)點：
桿件形式有鋼管和角鋼兩種。鋼管比角鋼受力合理，材料節(jié)省35％，大跨度網(wǎng)架多用鋼管。
5)網(wǎng)架結構的制作與安裝：
網(wǎng)架制作要求精度高。否則會產(chǎn)生附加內力使部分構件受力過大。
網(wǎng)架結構的安裝方法可分為高空拼裝和整體安裝兩類。
(3)單層剛架結構
1)單層剛架的受力特點與適用范圍：
單層剛架一般是由直線形桿件，梁與柱剛性連接而成的結構。其受力特點是：在豎向荷載作用下柱對梁的約束減少了梁的跨中彎矩；在水平力的作用下，梁對柱約束減少了柱內彎矩。梁與柱由于剛性連接，因而剛度提高。
門式剛架可分為無鉸剛架、兩鉸剛架和三鉸剛架三種。無鉸剛架，柱底彎矩大，是超靜定結構，結構剛度大。當?shù)鼗l(fā)生不均勻沉降時，結構會產(chǎn)生附加內力。三鉸剛架是靜定結構。當基礎有不均勻沉降時，結構不會產(chǎn)生附加內力。兩鉸剛架也是超靜定結構。
剛架造型美觀，施工簡便，室內空間大，在工業(yè)廠房、體育館、禮堂、展覽館中廣泛采用。
2)單層剛架的截面形式及節(jié)點構造：
(4)拱式結構
1)拱的受力特點與適用范圍：
拱是一種有推力的結構，它的主要內力是軸向壓力。
拱式結構的主要內力為壓力，可利用抗壓性能良好的混凝土建造大跨度的拱式結構。
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。
2)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，見圖la411043-6。工程中，后兩種拱采用較多。拱是一種有推力的結構，拱腳必須能夠可靠地傳承水平推力。解決這個問題非常重要，通常可采用下列措施：
①推力由拉桿承受；
②推力由兩側框架承受。
例題：拱是一種有推力的結構，在豎向分布荷載作用下，結構構件主要( )。
a、受拉
b、受壓
c、受彎
d、受剪
答案：b
(5)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。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。
邊梁是索的不動鉸支座。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。水平反力方向向外。
索的拉力取決于跨中的垂度，垂度越小拉力越大。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。
(6)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。
例題：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（ ）。它的受力比較合理，材料強度能得到充分利用。
a、拉力
b、壓力
c、彎矩
d、剪力
答案：b