【正文】 牽引支撐，梁塔（鋼架拱）完全分離，形成全浮懸狀態(tài)，在78根拉索下組成了空間曲線索面的對(duì)稱(chēng)性斜拉橋。拱結(jié)構(gòu)受力比較合理，因此在大跨度的橋梁、房建、及工業(yè)廠房中應(yīng)用比較廣泛。拱軸線方程從受力的合理的角度來(lái)看，應(yīng)選擇合理的軸線方程，使拱軸線內(nèi)只有軸力，沒(méi)有彎矩。無(wú)鉸拱受力最為合理，但由于對(duì)地基的要求較高，當(dāng)?shù)鼗^差時(shí)，不宜采用。拱身截面的內(nèi)力（1）拱身內(nèi)的彎矩小于跨度相同荷載作用下簡(jiǎn)支梁內(nèi)的彎矩。實(shí)腹式拱可以做成曲線形外形，通常為焊接工字形截面。我國(guó)古代就有拱式結(jié)構(gòu)的杰出例子是河北省趙縣的趙州橋，跨度37m,建于一千三百多年前，為石拱橋結(jié)構(gòu)，經(jīng)受歷次地震的考驗(yàn)，至今保存完整。體育場(chǎng)位于天津中心市區(qū)西南部。屋架的跨度屋架的跨度，一般以3m為模數(shù)。三角形屋架與矩形屋架力學(xué)性能最差。當(dāng)采用大型屋面板并做卷材防水時(shí)，屋面的坡度可平緩些，一般為1/12~1/8。由于水平方向的拉、壓內(nèi)力實(shí)現(xiàn)了自身平衡，整個(gè)結(jié)構(gòu)不對(duì)支座產(chǎn)生水平推力。鋼—木組合屋架的形式有豪式屋架、芬克式屋架、梯形屋架和下折式屋架。由于鋼筋混凝土桁架的拉桿在使用荷載下常出現(xiàn)裂縫，因而僅用于荷載較輕和跨度不大的桁架。鋼桁架：用鋼材制造的桁架，工業(yè)與民用建筑的屋蓋結(jié)構(gòu)，吊車(chē)梁、橋梁和水工閘門(mén)等，常用鋼桁架作為主要承重構(gòu)件。大跨度公共建筑結(jié)構(gòu)與選型畢業(yè)論文目錄一、大跨度公共建筑結(jié)構(gòu)與選型 4（一）桁架結(jié)構(gòu) 4 4 4 4 5 5 5案例分析 7（二）拱結(jié)構(gòu) 8 8 8 8 9 9 10 11案例分析 11（三）網(wǎng)架結(jié)構(gòu) 12 12 12 13 14 14 15 15 16案例分析 16總結(jié) 19(四) 膜結(jié)構(gòu) 19 19 19 19 20 21 21案例分析 22二、橋梁結(jié)構(gòu)與選型 23（一）桁架結(jié)構(gòu) 23 23 23 23 24 24 24 24案例分析 25（二）拱結(jié)構(gòu) 26 26 26 26 28： 29案例分析 29（二）懸索結(jié)構(gòu) 29 29 30 30 31 31案例分析 32三多層建筑結(jié)構(gòu)與選型 33（一）磚混結(jié)構(gòu) 33 33 33 33 34： 34 35 35案例分析 35（二）框架結(jié)構(gòu) 36 36 37 37 38 38 38 39 39 39 40四高層建筑結(jié)構(gòu)與選型 41（一）剪力墻結(jié)構(gòu) 41 41 41 41 42 42 43案例分析 43（二）框架剪力墻結(jié)構(gòu) 43 43 43 44 44 45 45案例分析 45（三）超高層結(jié)構(gòu) 45 45 46 46 46 47 48案例分析 49一、大跨度公共建筑結(jié)構(gòu)與選型（一）桁架結(jié)構(gòu)桁架結(jié)構(gòu)受力合理，計(jì)算簡(jiǎn)單，施工方便，適應(yīng)性強(qiáng)，對(duì)支座沒(méi)有橫向推力，因而在建筑結(jié)構(gòu)中得到廣泛的應(yīng)用。各式塔架，如桅桿塔、電視塔和輸電線路塔等，常用三面、四面或多面平面桁架組成的空間鋼桁架。50年代以后，隨著預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)的發(fā)展，對(duì)跨度較大和荷載較重的桁架,中國(guó)已普遍采用了預(yù)應(yīng)力混凝土桁架,常用的跨度為1230米，個(gè)別的為60米。鋼—木組合屋架的適用跨度視屋架的外形而定，對(duì)于三角形屋架，其跨度一般為12~18m，對(duì)于梯形、折線形等多邊形屋架，其跨度可達(dá)18~24m。屋架結(jié)構(gòu)的主要尺寸包括屋架的矢高、坡度、節(jié)間距。節(jié)間距屋架的節(jié)間距大小與屋架的結(jié)構(gòu)型式、材料及受荷條件有關(guān)。屋面防水構(gòu)造屋面防水構(gòu)造決定了屋面排水坡度，并進(jìn)而決定了屋蓋的建筑造型。屋架的間距屋架一般易等間距平行排列，與房屋縱向柱列的間距一致，屋架直接擱置在柱頂。共由6層組成，總高53m。拱結(jié)構(gòu)是一種主要承受軸向壓力并由兩端推力維持平衡的曲線或折線形構(gòu)件。格構(gòu)式拱分段制作后在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行吊裝和組裝。（2）拱身截面內(nèi)的剪力小于相同跨度相同荷載作用下簡(jiǎn)支梁的內(nèi)力。拱的矢高拱的矢高確定應(yīng)考慮到建筑空間使用的要求、建筑造型的要求、結(jié)構(gòu)受力的合理性及屋面排水構(gòu)造等。但合理拱軸線的形式不但與結(jié)構(gòu)的支座約束條件有關(guān)，還與外荷載的形式有關(guān)。案例分析風(fēng)景橋是俄羅斯首都莫斯科克雷拉茨科耶區(qū)橫跨莫斯科河的一座公路斜拉橋，；，斜拉索78根，拱頂下部建有圓形觀景臺(tái)和餐廳；橋面至水面高30米。這種體系如果單就主梁的全浮懸狀態(tài)來(lái)說(shuō)，其抗震能力是很高的，當(dāng)然，全橋的抗震水平還依賴(lài)于作為斜拉橋的主塔鋼架拱的穩(wěn)定能力。這是一種最簡(jiǎn)單的，也是最早得到采用的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)形式之一。第三大類(lèi)是由四角椎體組成的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，有五種形式，分別是：（1）正交四角錐網(wǎng)架（2）正放抽空四角錐網(wǎng)架（3）斜放四角錐網(wǎng)架（4）棋盤(pán)形四角錐網(wǎng)架（5）星形四角錐網(wǎng)架第四大類(lèi)是由六角錐體（七面體）組成的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，稱(chēng)為六角錐體系網(wǎng)架?？刹辉O(shè)桁架，用鋼量較少這種結(jié)構(gòu)形式應(yīng)用廣泛。（7）周邊支承與點(diǎn)支承相結(jié)合特點(diǎn)：在周邊支承的基礎(chǔ)上，在建筑內(nèi)部增設(shè)中間支承節(jié)點(diǎn)。剛度比較：蜂窩形和抽空三角錐網(wǎng)架較小，三向網(wǎng)架和三角錐網(wǎng)架較大。影響因素：主要跨度，還有荷載大小，節(jié)點(diǎn)形式、平面形狀、支承條件、起拱因素、建筑功能與造型等。減小桿件計(jì)算長(zhǎng)度或跨中彎矩的措施：采用再分式腹桿，但要保證其平面外穩(wěn)定。中小跨度的工業(yè)與民用建筑，大跨度的體育館和展覽館等屋蓋結(jié)構(gòu)。配合結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，整個(gè)建筑顯得輕盈簡(jiǎn)潔。組合式膜結(jié)構(gòu)通常是在自身穩(wěn)定的桁架體系上劃分若干個(gè)單元，每個(gè)單元上布置張拉式膜結(jié)構(gòu)單元，膜單元之間在受力上基本是相互獨(dú)立的，可認(rèn)為是多個(gè)簡(jiǎn)單張拉式膜結(jié)構(gòu)單體的物理組合，受力復(fù)雜性介于張拉式膜結(jié)構(gòu)和骨架式膜結(jié)構(gòu)之間。充氣式膜結(jié)構(gòu)是通過(guò)對(duì)薄膜充氣，利用薄膜的內(nèi)壓力獲得預(yù)應(yīng)力。膜結(jié)構(gòu)的工程特點(diǎn)（1）膜自重輕，單位面積的結(jié)構(gòu)自重與造價(jià)不會(huì)隨跨度的明顯增加。（8）使用范圍廣?；贾饕捎酶邚?qiáng)聚酯纖維或玻璃纖維絲編織而成。為了使屋頂?shù)臒崤蛎洸挥绊懴虏拷Y(jié)構(gòu)，受壓環(huán)座落在“特氟隆”承壓墊上。 結(jié)構(gòu)示意圖二、橋梁結(jié)構(gòu)與選型（一）桁架結(jié)構(gòu)鋼桁架橋定義：鋼桁架橋按橋面位置的不同，可分為上承式鋼桁架橋和下承式鋼桁架橋。有縱向聯(lián)結(jié)系和橫向聯(lián)結(jié)系兩種，其作用是聯(lián)系主桁架并同主桁架一起使橋跨結(jié)構(gòu)成為幾何圖形穩(wěn)定的空間結(jié)構(gòu)。有縱向聯(lián)結(jié)系和橫向聯(lián)結(jié)系兩種，其作用是聯(lián)系主桁架并同主桁架一起使橋跨結(jié)構(gòu)成為幾何圖形穩(wěn)定的空間結(jié)構(gòu)。下承式簡(jiǎn)支鋼桁架橋通常采用明橋面，由橋枕、正軌、護(hù)軌、護(hù)木、鉤螺栓及人行道等組成。（3）大跨度桁架橋節(jié)間長(zhǎng)度有大到15m。由于其豐富的歷史和獨(dú)特的設(shè)計(jì)，外白渡橋成為上海的標(biāo)志之一，同時(shí)也是上海的現(xiàn)代化和工業(yè)化的象征。軸曲線造型的千變?nèi)f化，其中具有代表意義的是建于公元 595605年的趙州橋。（1）圓弧拱橋: 拱圈軸線按部分圓弧線設(shè)置的拱橋。優(yōu)點(diǎn)是受力均勻，彎矩不大，節(jié)省材料。水平推力可減小跨中彎矩，能建成大跨度的橋梁。其優(yōu)點(diǎn)是加工和制造較石拱橋方便，工期短。（1）三鉸拱:在拱冠與拱端處均設(shè)鉸的拱橋，屬于靜定結(jié)構(gòu)。（3）無(wú)鉸拱:又稱(chēng)固端拱橋。（5）構(gòu)造簡(jiǎn)單。拱圈是主要承重結(jié)構(gòu)。該橋設(shè)計(jì)主拱軸線采用6次拋物線與恒載壓力曲線吻合。懸索橋，又名吊橋：指的是以通過(guò)索塔懸掛并錨固于兩岸（或橋兩端）的纜索（或鋼鏈）作為上部結(jié)構(gòu)主要承重構(gòu)件的橋梁。自錨式懸索橋有以下的優(yōu)點(diǎn)：①不需要修建大體積的錨碇，所以特別適用于地質(zhì)條件很差的地區(qū)。所以自錨式懸索橋若跨徑增大，其額外的施工費(fèi)用就會(huì)增多。（3）懸索橋的塔架對(duì)地面施加非常大的力，因此假如地面本身比較軟的話，塔架的地基必須非常大和相當(dāng)昂貴。該橋是南京的標(biāo)志性建筑、“金陵四十八景”之一，曾經(jīng)以“最長(zhǎng)的公鐵兩用橋”被記載入《吉尼斯世界記錄大全》。上層為4車(chē)道公路橋，車(chē)行道寬15m，可容4輛大型汽車(chē)并行，；下層的鐵路橋長(zhǎng)6772米，寬14米，鋪有雙軌，兩列火車(chē)可同時(shí)對(duì)開(kāi)。當(dāng)然，砌體結(jié)構(gòu)也具有自重大，強(qiáng)度低，抗震性能差等弱點(diǎn)。常用于平面布局有規(guī)律的住宅、宿舍、旅館、辦公樓等小開(kāi)間的建筑。內(nèi)部以梁柱代替墻承重，外圍護(hù)墻兼起承重作用。經(jīng)震害調(diào)查和研究表明：地震烈度在六度以下地區(qū)，一般的砌體結(jié)構(gòu)房屋能經(jīng)受地震的考驗(yàn)；按抗震設(shè)計(jì)要求進(jìn)行改進(jìn)和處理，可在七度和八度設(shè)防區(qū)建造砌體結(jié)構(gòu)的房屋。新砌筑的砌體上即可承受一定荷載，因而可以連續(xù)施工。④粘土磚需用粘土制造，在某些地區(qū)過(guò)多占用農(nóng)田，影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。（3）梁跨度較大時(shí)，其支承處應(yīng)加設(shè)壁柱。按層數(shù)分有單層、多層。（2）無(wú)梁式結(jié)構(gòu)。剪力墻結(jié)構(gòu)的變形為彎曲型，上部層間相對(duì)變形大，下部層間相對(duì)變形小?；炷量蚣芙Y(jié)構(gòu)廣泛用于住宅、學(xué)校、辦公樓，也有根據(jù)需要對(duì)混凝土梁或板施加預(yù)應(yīng)力，以適用于較大的跨度。（2）盡量避免部分突出及剛度突變。震害調(diào)查表明：房屋頂部突出結(jié)構(gòu)震害嚴(yán)重。當(dāng)高度達(dá)到一定的數(shù)值，框架中將產(chǎn)生相當(dāng)大的內(nèi)力。詳盡的分析表明，本工程采用耗能支撐框架體系是一種較理想的結(jié)構(gòu)方案。相對(duì)而言，它的厚度則很薄，一般僅為200~300mm，最小可達(dá)160mm。墻肢的局部彎矩一般不超過(guò)總彎矩的15％，且墻肢在大部分樓層沒(méi)有反彎點(diǎn)。（1）剪力墻結(jié)構(gòu)中全部豎向荷載和水平力都由鋼筋混凝土墻承受，所以剪力墻應(yīng)沿平面主要軸線方向布置。厚度改變和混凝土強(qiáng)度等級(jí)的改變宜錯(cuò)開(kāi)樓層。即可使建筑平面靈活布置，又能對(duì)常見(jiàn)的30層以下的高層建筑提供足夠的抗側(cè)剛度。（3）梁與柱或柱與剪力墻的中線盡量重合。（8）房屋縱、橫向區(qū)段較長(zhǎng)時(shí)，縱(橫)向剪力墻不宜集中布置在房屋的兩盡端。外型獨(dú)特，體現(xiàn)出特區(qū)所具有的活力。（1）框架—剪力墻結(jié)構(gòu)框架一剪力墻結(jié)構(gòu)，一般用于25層以下房屋結(jié)構(gòu)。筒體結(jié)構(gòu)多用于高層或超高層公共建筑中。框筒、筒中筒和束筒結(jié)構(gòu)的布置框筒結(jié)構(gòu)具有很大的抗側(cè)移和抗扭剛度，又可增大內(nèi)部空間的使用靈活性，對(duì)于高層建筑，框筒、筒中筒、束筒都是高效的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系。若密柱深梁的效果不足，可以沿結(jié)構(gòu)高度，選擇適當(dāng)?shù)臉菍?，設(shè)置整層高的環(huán)向桁架，以減小剪力滯后。采用普通梁板體系時(shí)，樓面梁的布置方式一般沿內(nèi)、外筒單向布置?？蚣芎诵耐步Y(jié)構(gòu)對(duì)形狀沒(méi)有限制，框架柱距大，布置靈活，有利于建筑立面多樣化。因?yàn)橹袊?guó)人喜歡塔所以中國(guó)才把金茂大廈設(shè)計(jì)成這樣。主要由核心筒、外框架、巨型鋼桁架和樓板組成。(4)框架核心筒結(jié)構(gòu)內(nèi)力分配的特點(diǎn)是框架承受的剪力和傾覆力矩都較小。核心筒結(jié)構(gòu)的布置(1)核心筒是框架核心筒結(jié)構(gòu)中的主要抗側(cè)力部分，承載力和延性要求都應(yīng)更高，抗震時(shí)要采取提高延性的各種構(gòu)造措施。（5）筒中筒結(jié)構(gòu)的內(nèi)筒宜居中，面積不宜太小，其邊長(zhǎng)可為高度的1/12—1/15，也可為外筒邊長(zhǎng)的1/2—1/3，其高寬比一般約為12，不宜大于15；如有另外的角筒或剪力墻時(shí)，內(nèi)筒平面尺寸還可適當(dāng)減小。結(jié)構(gòu)平面布置應(yīng)能充分發(fā)揮其空間整體作用。因超高層結(jié)構(gòu)受外力影響比較大，因此框架剪力墻結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)在超高層結(jié)構(gòu)中應(yīng)用較少，筒體結(jié)構(gòu)應(yīng)用比較廣泛。（3）筒體結(jié)構(gòu)筒體結(jié)構(gòu)是用鋼筋混凝土墻圍成側(cè)向剛度很大的筒體的結(jié)構(gòu)形式。剪力墻負(fù)擔(dān)大部分的水平荷載，框架則以負(fù)擔(dān)豎向荷載為主，兩者共同受力、合理分工，各盡其能?？蚣趔w系廣泛應(yīng)用于多層及高層辦公樓、旅館等建筑中。（2）平面形狀凹凸較大時(shí)，宜在凸出部分的端部附近布置剪力墻?？蚣芗袅Y(jié)構(gòu)也稱(chēng)框剪結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)是在框架結(jié)構(gòu)中布置一定數(shù)量的剪力墻，構(gòu)成靈活自由的使用空間，滿足不同建筑功能的要求，同時(shí)又有足夠的剪力墻，有相當(dāng)大的側(cè)向剛度(剪力墻的側(cè)向剛度大就是指在水平荷載(風(fēng)荷載和水平地震力)的作用下抵抗變形能力強(qiáng))。外墻及電梯間墻可只單面內(nèi)收。3)正多邊形、圓形和弧形平面，則可沿徑向及環(huán)向布置。當(dāng)開(kāi)有一列洞口時(shí)為雙肢墻，當(dāng)開(kāi)有多列洞口時(shí)為多肢墻。所以，建筑物上大部分的水平作用或水平剪力通常被分配到結(jié)構(gòu)墻上，這也是剪力墻名稱(chēng)的由來(lái)。樓板和鋼梁之間采用抗剪栓釘實(shí)現(xiàn)水平力作用下的梁與板共同工作。要滿足強(qiáng)度和剛度的要求，就必須增大構(gòu)件的截面尺寸，太大不經(jīng)濟(jì)，甚至不合理。（5）豎向規(guī)則建筑：立面局部收緊尺寸不大于該方向總尺寸的25%；樓層剛度不小于相鄰上層剛度的70%，且連續(xù)三層的總剛度下降不超過(guò)50%。（4）抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的布置應(yīng)盡可能使房屋的剛度中心與地震力合力作用線接近或重合。優(yōu)點(diǎn)：（1）建筑平面布置靈活、易于設(shè)置較大房間、使用方便。（1）受力特點(diǎn)：剛結(jié)點(diǎn)，受力性能好（梁、柱）。（２）裝配式框架：優(yōu)點(diǎn)：構(gòu)件可以在工廠預(yù)制，質(zhì)量容易保證，施工現(xiàn)場(chǎng)的工作量較少，比現(xiàn)澆框架節(jié)省模板并能縮短工期；缺點(diǎn)：增加了框架的節(jié)點(diǎn)連接，用鋼量大整體性較差。按所用材料分為鋼框架、混凝土框架、膠合木結(jié)構(gòu)框架或鋼與鋼筋混凝土混合框架等。（5）房屋平、立面布置規(guī)則，房屋質(zhì)量分布和剛度變化均勻，限制房屋的高度、層高和高寬比。構(gòu)件的選擇和布置應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和穩(wěn)定性等要求，還要滿足耐久性、耐火性及其他構(gòu)造要求，如外墻的保溫隔熱、防潮、表面裝飾和門(mén)窗開(kāi)設(shè)，以及特殊功能要求。④磚墻和砌塊墻體能夠隔熱和保溫，節(jié)能效果明顯。煙囪、隧道、涵洞、擋土墻、壩、橋和渡槽等，也常采用磚、石或砌塊砌體建造。常用于空間較大的大廳。（2）縱墻承重。也就是說(shuō)磚混結(jié)構(gòu)是以小部分鋼筋混凝土及大部分磚墻承重的結(jié)構(gòu)。連同兩端引橋，全橋總長(zhǎng)：鐵路橋6772米，公路橋4588米。南京長(zhǎng)江大橋江中正橋共有9墩10孔，每個(gè)橋墩高80米，每墩底部面積400多平方米，比一個(gè)籃球場(chǎng)還大，最高的橋墩從基礎(chǔ)到頂部高85米。自錨式懸索橋的上部結(jié)構(gòu)包括：主梁、主纜、吊桿、主塔四部分。④相對(duì)地錨式懸索橋而言，由于主纜非線性的影響，使得吊桿張拉時(shí)的施工控制更加復(fù)雜。③