《建築結構選型（第2版）》課外練習題及答案
第一章梁
1.梁按支座約束分為：
靜定梁和超靜定梁，根據梁跨數的不同，有單跨靜定梁或單跨超靜定梁、多跨靜定梁或多跨連續梁。
2.簡述簡支梁和多跨連續梁的受力特點和變形特點？
答：簡支梁的缺點是內力和撓度較大，常用於中小跨度的建築物。簡支梁是靜定結構，當兩端支座有不均勻沉降時，不會引起附加內力。
因此，當建築物的地基較差時採用簡支梁結構較為有利。簡支梁也常被用來作為沉降縫之間的連線構件。
多跨連續梁為超靜定結構，其優點是內力小，剛度大，抗震效能好，安全儲備高，其缺點是對支座變形敏感，當支座產生不均勻沉降時，會引起附加內力。（圖見5頁）
第二章桁架結構
1.桁架結構的組成：
上弦杆、下弦杆、斜腹杆、豎腹杆
2.桁架結構受力計算採用的基本假設：
（1）組成桁架的所有各桿都是直杆，所有各柱的中心線（軸線）都在同一平面內，這一平面稱為桁架的中心平面。
（2）桁架的桿件與桿件相連線的節點均為鉸接節點。（鉸接只限制水平位移和豎向位移，沒有限制轉動。）
（3）所有外力（包括荷載及支座反力）都作用在桁架的中心平面內，並集中作用於節點上（節點只受集中力作用）
3.桁架斜腹杆的布置方向對腹杆受力的符號（拉或壓）有何關係？
答：斜腹杆的布置方向對腹杆受力的符號（拉或壓）有直接的關係。對於矩形桁架，斜腹杆外傾受拉，內傾受壓，豎腹杆受力方向與斜腹杆相反，對於三角形桁架，斜腹杆外傾受壓，內傾受拉，而豎腹杆則總是受拉。
（圖見11頁）
4.按屋架外形的不同，屋架結構形式有幾種？
答：三角形屋架，梯形屋架，拋物線屋架，折線型屋架，平行弦屋架等。
5.屋架結構的選型應從哪幾個方面考慮？
答：（1）屋架結構的受力；（2）屋面防水構造；（3）材料的耐久性及使用環境； （4）屋架結構的跨度。
6.屋架結構的布置有哪些具體要求？
答：（1）屋架的跨度：一般以3m為模數；
（2）屋架的間距：宜等間距平行排列，與房屋縱向柱列的間距一致，屋架直接擱置在柱頂；
（3）屋架的支座：當跨度較小時，一般把屋架直接擱置在牆、垛、柱或圈樑上。當跨度較大時，則應採取專門的構造措施，以滿足屋架端部發生轉動的要求。
7.屋架結構的支撐有哪幾種？
答：屋架支撐包括設定在屋架之間的垂直支撐，水平系杆以及設定在上、下弦平面內的橫向支撐和通常設定在下弦平面內的縱向水平支撐。
第三章單層剛架結構
1.剛架結構：是指梁、柱之間為剛性連線的結構。
2.排架結構：是樑和柱之間為鉸接的單層剛架。
3.在單層單跨剛架結構中約束條件對結構內力有何影響？
答：約束越多，內力越分散，內力值越小，變形越小，即剛度越大。
（單層單跨剛架結構按構件的布置和支座約束條件可分為無鉸剛架，兩鉸剛架，三鉸剛架。）
4.從截面形式看，鋼剛架結構有哪兩種型別？
答：實腹式（型鋼）和格構式（桁架）。
5.鋼筋混凝土剛架在構件轉角處為避免受力過大，可採取什麼措施？
答：在構件轉角處，由於彎矩過大，且應力集中，可採取加腋的形式，也可適當地用圓弧過渡。為了減少材料用量，減輕結構自重，也可採用空腹剛架。
空腹剛架有兩種形式，一種是把桿件做成空心截面，另一種是在桿件上留洞。
6.剛架結構的支撐系統起什麼作用？應怎樣布置？
答：為保證結構的整體穩定性，應在縱向柱間布置連繫梁及柱間支撐，同時在橫樑的頂面設定上弦橫向水平支撐。柱間支撐和橫樑上弦橫向水平支撐宜設定在同一開間內。（圖見39頁）
7.單層剛架結構橫樑的坡度主要由什麼確定？
答：由屋面材料及排水要求確定。
第四章拱式結構
1.簡述拱的支座反力的受力特點
在豎向荷載作用下，拱腳支座內將產生水平推力。
在豎向荷載作用下，拱腳水平推力的大小等於相同跨度簡支梁在相同豎向荷載作用下所產生的相應於頂拱截面上的彎矩除以拱的矢高。
當結構跨度與荷載條件一定時，拱腳水平推力與拱的矢高成反比。
2.拱的合理軸線的定義
拱式結構受力最理想的情況應是使拱身內彎矩為零，僅承受軸力。
只要拱軸線的豎向座標與相同跨度相同荷載作用下的簡支梁彎矩成比例，即可使拱截面內僅有軸力沒有彎矩，
3.滿足這一條件的拱軸線稱為合理拱軸線。
拱結構中拱腳水平推力的平衡方式有哪些？
答：（1）水平推力直接由拉桿承擔，設定水平拉桿；
（2）水平推力通過剛性水平結構傳遞給總拉桿；
（3）水平推力由豎向承重結構承擔；
（4）水平推力直接作用在基礎上。
4.從力學計算簡圖看，拱可以分為哪幾種型式？
答：無鉸拱、兩鉸拱、三鉸拱
5.拱結構的矢高的確定應滿足哪些方面的需求？
答：（1）矢高應滿足建築使用功能和建築造型的要求；
（2）矢高的確定應使結構受力合理；
（3）矢高應滿足屋面排水構造的要求。
6.如何選擇拱式結構的支撐方式？
答：拱可以分成三鉸拱、兩鉸拱和無鉸拱。三鉸拱為靜定結構，由於跨中存在著頂鉸，使拱本身和屋蓋結構複雜，因而目前較少採用。
兩鉸拱和無鉸拱均為超靜定結構，兩鉸拱的優點是受力合理，用料經濟，製作和安裝比較簡單，對溫度變化和地基變形的適應性較好，目前較為常用。無鉸拱受力最為合理，但對支座要求較高，當地基條件較差時，不宜採用。
第五章薄壁空間結構
1.圓頂結構由哪幾部分組成？
殼身、支座環、下部支承構件
2.按殼面構造不同，圓頂的殼身結構可分為哪幾種型別？
平滑圓頂、肋形圓頂和多面圓頂等。
3.筒殼的結構組成有哪幾部分？
由殼身、側邊構件及橫斷三部分構成
4.簡述筒殼結構的受力特點
它是雙向承荷與傳力的空間結構，筒殼在橫向的作用與拱相似，殼身內產生環向的壓力，而在縱向則同時發揮著梁的作用，把上部豎向荷載通過縱向梁的作用傳遞給橫隔。因此它是橫向梁的作用與縱向梁的作用的綜合。
根據筒殼結構的跨度與波長之間比例的不同，其受力狀態也有所差異，一般按下列三種情況考慮。
當跨度/波長大於等於3時，稱為長殼。
當跨度/波長小於等於1/2時，稱為短殼。
當跨度/波長大於1/2小於3時，稱為中長殼。
5.折板結構由哪幾部分組成？
由折板、邊梁、橫隔構件三部分組成。
6.根據結構受力特點不同，折板結構可以分為哪兩類？
可以分為長折板和短折板
當跨度/波長大於等1時，稱為長折板，與長筒殼相似：內力主要為彎曲內力，像梁一樣，縱向受力。
當跨度/波長等於1時，稱為短折板：與短筒殼相似，沿跨度與波長兩方向傳遞，典型的雙向受力，彎曲應力與薄膜應力看比例，受力複雜。
7.扁殼的定義：
是指薄殼的矢高f與被其所覆蓋的底面最短邊a之間的比值f/a<=1/5的殼體。
8.雙曲扁殼的殼身和邊緣構件常有哪些做法？
殼身可以是光面的，也可以是帶肋的。邊緣構件一般是帶拉桿的拱或拱形桁架，跨度較小時也可以等截面或變截面的薄腹梁，當四周為多柱支承或承重牆支承時也可以柱上的曲梁或牆上的曲線形圈樑做邊緣構件。四周的邊緣構件在四角交接處應有可靠連線構造措施，使形成箍（gu）的作用，以有效地約束殼身的變形。
同時邊緣構件在其自身平面內應有足夠的剛度，否則殼身內將產生很大的附加內力。
9.屋蓋結構中常用的雙曲拋物面扭殼有哪幾種形式？
雙傾單塊扭殼（兩個對角在水平面一下，兩個在以上）；單傾單塊扭殼（三個角在乙個水平面上，另乙個角不在）；組合型扭殼。
第六章平板網殼結構
1.按照桿件布置規律不同，平板網殼結構可分為哪兩類？
交叉桁架體系和角錐體系
2.角錐體系桁架有哪幾種型別？
四角錐、三角錐、六角錐等。
3.如何加強三邊支承網架結構開口邊的剛度？
通過兩種處理方式：設支撐系統或不設支撐系統
(1)設支撐系統也稱為加反梁，如在自由邊專門設一根托樑或邊桁架，或在其開口邊區域性增加網架層數，以增強開口邊的剛度。
(2)如不設支撐系統，可將整個網架的高度適當提高，或將開口邊區域性桿件的截面加大，使網架的整體剛度得到改善；或在開口邊懸挑部分網架以平衡部分內力。
5.四點支承的正交正放網架與正交斜放網架應優先選用哪種？為什麼？
當為四點支承時，正交正放網架比正交斜放網架受力合理。
正交網架中位於柱上的桁架起到了主桁架的作用，縮短了與其垂直的次桁架的荷載傳遞路線。而斜放網架的主桁架是柱上的懸臂桁架和邊桁架，其剛度較差、對角線方向的各桁架成了次桁架，它的荷載傳遞路線較長。因此，正交斜放網架剛度較差，內力較大。
5.網架結構中常用的節點形式有哪幾種？
（1）焊接鋼板節點；（2）焊接空心球節點；（3）螺栓球節點。
6.網架結構中常用的支座形式有哪幾種？
（1）壓力支座；（2）拉力支座。
7.網架結構屋面排石坡度的形式有哪幾種方式？
（1）上弦節點上加小立柱找坡；（2）網架變高度找坡；（3）整個網架起坡； （4）支承柱變高度。
第七章網殼結構
1.網殼結構按曲面形式分類有哪兩類？
單曲面、雙曲面
2.單層筒網殼以網格的形式分類有哪五種形式？
a.聯方網格型筒網殼；
b.弗普爾型筒網殼；
c.單斜桿型筒網殼；
d.雙斜桿型筒網殼;
e.三向網格型筒網殼。
3.雙層筒網殼按幾何組成規律可以分成哪幾類？
(1)平面桁架體系雙層筒網殼；（2）四角錐體系雙層筒網殼；（3）三角錐體系雙層筒網殼。
4.簡述正交類，斜交類筒網殼的受力特點？
(1)正交類網殼的外荷載主要由波長方向的弦杆承受，縱向弦杆的內力很小。很明顯，結構式處於單向受力狀態，以拱的作用為主，網殼中內力分布比較均勻，傳力路線短。
(2)斜交類網殼的上、下弦杆是殼體波長方向斜交的，因此外荷載也是沿著斜向逐步卸荷的，拱的作用不是表現在波長方向，而是表現在與波長斜交的方向。通常最大內力集中在對角線方向，形成內力最大的主「拱」，主拱內上、下弦杆均受壓。
(3)混合類網殼受力比較複雜，荷載向各個方向傳遞，結構空間作用明顯。
5.單層球網殼的主要網格形式有哪幾種？
肋環型網格；（2）施威特勒型網格；（3）聯方型網格；（4）凱威特型網格；（5）三向網格型；（6）短程線型網格；（7）雙向子午線網格。
6.如何提高扭網殼結構的剛度，減少撓度？
(1)在扭網殼屋脊處設加強桁架，能明顯地減少屋脊附近的撓度，但隨著與屋脊距離的增加，加強桁架的影響則下降。
(2)邊緣構件的剛度對於扭網殼的變形控制具有決定意義。
(3)扭網殼的支承考慮到其脊線為直線，會產生較大的溫度應力。
7.網殼結構的選型應考慮哪些方面的因素？
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