第八章 建筑物的其他结构体系
8.1 拱和悬索结构体系拱——有推力结构受力特点
M=M0
梁截面：弯
剪拱截面：压（为主）
小
弯
剪
拱主要受压
充分利用抗压性能好的材料，如砖、石砌体。
拱属于轴心受压或小偏心受压对于受压性能好的材料（砖、石）是一种合理的结构形式按结构组成和支承方式：
三铰、两铰、无铰类型——按推力由谁承受拱是有推力的结构，拱脚支座应能可靠地传递和承受水平推力，否则拱的结构性能将无法保证。
推力由拉杆承受——拉杆拱拉杆中的拉力==水平推力H，则支承拱的砖墙或柱不受推力。
拉杆截面： 给排水实验室 拉杆落地拱
型钢：H大时 当地质条件不好
圆钢：H小时 时，较为经济
（2）推力通过刚性水平结构集中传递给拉杆
首先
H 水平屋盖结构 两端拉杆（内部无拉杆）
（3）推力由侧面框架结构承受崇文门菜市场
（4）推力由基础直接承受
当地质条件好时可采用，此时基础尺寸大，材料用量多。
拱轴的形式合理轴线——在某种荷载作用下，使拱处于M=0状态的拱轴曲线，称为拱的合理轴线。不同的结构型式、不同的荷载作用，合理轴线不同。
三铰拱：均布竖向荷载合理轴线：抛物线
三铰拱垂直于拱轴上的均布压力合理轴线：圆弧线
实际工程中，只能根据某种主要荷载确定合理拱轴，一般采用抛物线，使M尽可能小。
拱的矢高f
影响合理拱轴形状——建筑外形影响拱身轴力N
受力合理影响拱脚推力H的大小，三铰拱时：
H=Mc0/f
屋盖结构:一般取f=L/5~L/7，且应>=L/10，f小，H大。
常用跨度数,
下水道顶盖 公共建筑 大跨
L=1.5~2.0m,30~40m,95~200m
考虑
结构合理性屋面做法和排水方式：
自防水：屋面坡度1/3，则f=1/6
油毡防水：屋面坡度<=1/4，f<=1/8
(沥青流淌)
4．拱身的截面形式与尺寸
R．C—实体—矩形截面， ,h=（1/30~1/40）L
拱身 工字型
钢结构—— 格构式——高度=（1/30~1/60）L
——实体式——高度=（1/50~1/80）L
拱身一般为等截面
无铰拱 按内力力变化，变截面
（拱身）WB与拱结构结合时，可采用波形截面
折板形截面
（推力）
悬索——有拉力的结构对于受拉性能好的钢材，是一种理想的结构型式普通用钢铰线：?2.5、3、4、5mm的高强碳素钢筋，
每七根扭铰而成，fy=1500~1800N/mm2
假定索绝对柔性，任一截面均不承受M、V，只有N（拉力）。
1、受力特点支座反力：
H与下垂度y成反比确定合理轴线
当为均布竖向时，为抛物线与简支梁M图形相似
集中力作用时，为折线
（2）索的拉力由 Ncosa=H
所以 N=H/cosa
（3）受力特点索网只受轴向力N，既无M，也无V；
悬索（绝对柔性），只能单向受力，承受与其垂度y方向一致的作用力；
悬索的边缘构件必须具有一定的刚度和合理的形式，以索网的拉力。
2、类型
组成 索网
边缘构件
下部支撑结构
3、适用范围——大跨
用于L>=60m的建筑物
L=（100~150）m，经济合理
受力合理，施工方便，节约材料，造型美观
4、悬索结构（屋盖）的刚度及屋面构造屋盖的刚度和稳定悬索是悬挂的柔性索网，故结构的刚度及稳定性较差。
吸力(s=-1.6~-1.9
所以，柔软屋盖有被掀起危险 漏水荷载不对称时，屋盖有较大变形和波动 失稳风、地震等动力荷载作用，可能发生共振 破坏共振：1940年美国，塔考姆桥，L=840m，由于弱风作用共振而破坏。
办法：
选择合理的结构型式——双曲面悬索
——刚度及稳定性都好对悬索施加预应力悬挂薄壳法
屋面材料及构造要求且应尽力采用轻型屋面，普通混凝土自重太大，不经济。例如：
白铁皮木板钢丝网水泥板轻质混凝土等屋面排水——与考虑悬索屋盖形式时同时考虑，避免漏水
8.1 拱和悬索结构体系拱——有推力结构受力特点
M=M0
梁截面：弯
剪拱截面：压（为主）
小
弯
剪
拱主要受压
充分利用抗压性能好的材料，如砖、石砌体。
拱属于轴心受压或小偏心受压对于受压性能好的材料（砖、石）是一种合理的结构形式按结构组成和支承方式：
三铰、两铰、无铰类型——按推力由谁承受拱是有推力的结构，拱脚支座应能可靠地传递和承受水平推力，否则拱的结构性能将无法保证。
推力由拉杆承受——拉杆拱拉杆中的拉力==水平推力H，则支承拱的砖墙或柱不受推力。
拉杆截面： 给排水实验室 拉杆落地拱
型钢：H大时 当地质条件不好
圆钢：H小时 时，较为经济
（2）推力通过刚性水平结构集中传递给拉杆
首先
H 水平屋盖结构 两端拉杆（内部无拉杆）
（3）推力由侧面框架结构承受崇文门菜市场
（4）推力由基础直接承受
当地质条件好时可采用，此时基础尺寸大，材料用量多。
拱轴的形式合理轴线——在某种荷载作用下，使拱处于M=0状态的拱轴曲线，称为拱的合理轴线。不同的结构型式、不同的荷载作用，合理轴线不同。
三铰拱：均布竖向荷载合理轴线：抛物线
三铰拱垂直于拱轴上的均布压力合理轴线：圆弧线
实际工程中，只能根据某种主要荷载确定合理拱轴，一般采用抛物线，使M尽可能小。
拱的矢高f
影响合理拱轴形状——建筑外形影响拱身轴力N
受力合理影响拱脚推力H的大小，三铰拱时：
H=Mc0/f
屋盖结构:一般取f=L/5~L/7，且应>=L/10，f小，H大。
常用跨度数,
下水道顶盖 公共建筑 大跨
L=1.5~2.0m,30~40m,95~200m
考虑
结构合理性屋面做法和排水方式：
自防水：屋面坡度1/3，则f=1/6
油毡防水：屋面坡度<=1/4，f<=1/8
(沥青流淌)
4．拱身的截面形式与尺寸
R．C—实体—矩形截面， ,h=（1/30~1/40）L
拱身 工字型
钢结构—— 格构式——高度=（1/30~1/60）L
——实体式——高度=（1/50~1/80）L
拱身一般为等截面
无铰拱 按内力力变化，变截面
（拱身）WB与拱结构结合时，可采用波形截面
折板形截面
（推力）
悬索——有拉力的结构对于受拉性能好的钢材，是一种理想的结构型式普通用钢铰线：?2.5、3、4、5mm的高强碳素钢筋，
每七根扭铰而成，fy=1500~1800N/mm2
假定索绝对柔性，任一截面均不承受M、V，只有N（拉力）。
1、受力特点支座反力：
H与下垂度y成反比确定合理轴线
当为均布竖向时，为抛物线与简支梁M图形相似
集中力作用时，为折线
（2）索的拉力由 Ncosa=H
所以 N=H/cosa
（3）受力特点索网只受轴向力N，既无M，也无V；
悬索（绝对柔性），只能单向受力，承受与其垂度y方向一致的作用力；
悬索的边缘构件必须具有一定的刚度和合理的形式，以索网的拉力。
2、类型
组成 索网
边缘构件
下部支撑结构
3、适用范围——大跨
用于L>=60m的建筑物
L=（100~150）m，经济合理
受力合理，施工方便，节约材料，造型美观
4、悬索结构（屋盖）的刚度及屋面构造屋盖的刚度和稳定悬索是悬挂的柔性索网，故结构的刚度及稳定性较差。
吸力(s=-1.6~-1.9
所以，柔软屋盖有被掀起危险 漏水荷载不对称时，屋盖有较大变形和波动 失稳风、地震等动力荷载作用，可能发生共振 破坏共振：1940年美国，塔考姆桥，L=840m，由于弱风作用共振而破坏。
办法：
选择合理的结构型式——双曲面悬索
——刚度及稳定性都好对悬索施加预应力悬挂薄壳法
屋面材料及构造要求且应尽力采用轻型屋面，普通混凝土自重太大，不经济。例如：
白铁皮木板钢丝网水泥板轻质混凝土等屋面排水——与考虑悬索屋盖形式时同时考虑，避免漏水
