建筑选型考试复习材料.docx
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建筑选型考试复习材料
第一节概述；第二节结构选型的意义；第三节结构选型的基本原则
一、本课程的重点
结构设计方案设想和处理结构方案的基本问题，而不是设计细节，为此提供了一种强调从总体系到分体系得特殊设计方法以供学习，并且在建筑设计中突出结构概念。
建筑设计人员和结构设计人员的工作是相互关联的。
因此，建筑物应是建筑师和结构工程师创造性合作的产物。
建筑与其它物质性产品相比，它表现为空间方面的概念和形式，它是表明总体环境的。
设计者必须组织建筑物的性能来满足使用者的广泛需要：
1、与生活活动有关的（运行使用的）；2、物质的（构造的）；3、象征性的（经验的、习俗与传统的）。
建筑师与结构工程师所考虑的问题：
建筑师：
1）考虑提供所有空间和技术性能的需要；
2）所有分体系空间性能的工作：
a、与活动有关的；b、物质的；c、象征性的；
3）所有分体系和互关系视为总体环境设计。
结构工程师：
1）考虑提供物质整体性，强度和效能；
2）结构技术性能方面的工作：
a、能源；b、材料；c、构造方法。
3）实现房屋设计。
一幢建筑物矗立在环境中，首先是它的外形，接下来是它的内部空间。
保持建筑物的外部形态并形成内部空间的骨架，这就是建筑结构。
建筑结构的作用是：
形成外部形态、形成内部空间、保证建筑物在正常使用条件下，在各种力的作用下，不致产生破坏。
二、建筑结构整体分析
概念设计的含义概括为以下几个方面：
1）注重整体模型的建立和整体计算分析；
2）平面宜简单、规则、对称；
3）立面设计合理、保证刚度、承载力连续变化；
4）保证构件间节点的有效连接；
5）设置多道防线；
6）上部结构与基础结构在刚度与承载力方面相互适应。
建筑结构设计的基本目的是用最经济的手段，使结构在规定时间内和规定条件下，满足各项预期功能的要求。
为此，建筑结构设计应符合技术先进、经济合理、安全适用、确保质量的总要求。
三、建筑结构的刚度
建筑结构的抗压刚度取决于三个因素：
支承构件的截面尺寸、支承构件的数量以及组成构件的材料特性。
构件的截面尺寸和数量同样是由结构工程师通过计算确定的。
构件的形式大致可以分为三种：
线形构件、平面构件和立体构件。
1、线形构件：
具有较大长细比的细长构件，称为线形构件。
当它不是作为一个独立构件承受荷载，而是作为某种构件（如屋架、网架）中的一个组成部分时，则称为杆件。
当它作为框架中的柱或梁使用时，主要承受弯矩、剪力和压力，其变形中的最主要成分是垂直于杆轴方向的弯曲变形。
当它作为桁架或支撑中的弦杆和腹杆使用时，主要是承受轴向压力或拉力，轴向压缩或轴向拉伸是其变形的主要成分。
线形构件是组成框架体系、框架—剪力墙体系的基本构件。
2、平面构件：
具有较大横截面边长比（宽厚比）的片状构件，称为平面构件。
它作为楼板使用时，承受平面外弯矩，垂直于其平面的挠度是其变形的特点；它作为墙体使用时，承受着沿其平面作用的水平剪力和弯矩，也承担一定的竖向压力。
弯曲变形和剪切变形是墙体产生侧移的主要因素。
平面构件平面外的刚度和承载力很小，结构分析中常忽略不计。
平面构件是组成剪力墙体系，框架—剪力墙的基本构件。
3、立体构件：
由现行构件或平面构件组成的具有较大横截面尺寸和较小壁厚的整体管状构件，称为立体构件，又称为空间构件。
框筒就是由梁和柱等线形构件组成的立体构件。
在高层建筑结构中，立体构件作为竖向筒体使用时，主要承受倾覆力矩，水平剪力和扭转力矩。
与线形构件和平面构件相比较，立体构件具有大得多的空间刚度，而且具有较大的抗扭刚度，在水平荷载作用下所产生的侧移值较小，因而特别适合用于高层建筑结构。
立体构件是框筒体系、筒中筒体系、框筒束体系、支撑框筒体系，大型支撑筒体系和巨型结构体系中的基本构件。
第二节结构选型的意义
作为一名建筑师，在作一个建筑方案的同时，必须要考虑到在整个放案的实施过程中，结构上有没有实现的可能性，它将采用何种结构形式，施工过程中有哪些困难。
第三节结构选型的基本原则
现代建筑构造一般包括建筑结构体系、建筑部件以及建筑防护等三个部分。
怎样才能选择最恰当的建筑结构形式，这是一个复杂的问题。
它涉及方方面面，归纳起来有以下几个方面：
一、满足功能要求：
1。
要求适应性强、灵活性大：
有多个不同使用功能的部分组合在一起成为综合体建筑，或称建筑综合体，它有两种组合形式，一种是在一单体建筑内，各层使用功能不同，或在同一层内，各个房间使用功能不同。
2。
满足功能要求，是一幢建筑设计的根本所在
二、符合力学原理：
结构的安全性是建立在力学的基础上的。
再考虑一个结构方案时，首先要看其是否符合力学原理，也就是说，要具有科学的道理，不是凭空想。
也就是说，结构上有没有可能性，它受力是否合理，在使用阶段是否安全可靠，这是结构的关键所在。
三、注意美观
四、便于施工
五、考虑经济：
一幢建筑的总造价，其结构部分占的比重相当高，一般结构部分的造价占整幢建筑的总造价的60%左右，高者可达80%以上。
因此，以幢建筑结构选型的标准，如何控制总造价也是基本建设的主体和基本原则。
六、考虑结构技术：
由于建筑结构技术及材料技术的发展，为房屋建筑向上、下延伸创造条件。
现代建筑所用材料，除仍需沿用传统的砖瓦灰石及纲木、混凝土之外，也正在向高技术方面发展。
新技术如预应力技术、符合构建技术、空间结构技术、节能技术、人工气候技术及近年来提出的智能性建筑技术等均为现代建筑提供完全、舒适、经济、美观的条件。
建筑技术科学必须朝着下述最高目标发展，即建筑技术科学应使建筑成为可持续发展的建筑，做到有利于：
综合用能、多能转换、三向发展、自然空调、立体绿化、生态平衡、智能运行、弘扬文脉、素质培养、持续发展、美感、卫生、安全坚固。
第二章梁、板结构
材料力学中定义：
以弯曲变形为主要变型的构件称之为梁。
梁在竖向荷载作用下，产生弯曲变形，一侧受拉，而另一侧受压。
梁、板是房屋建筑中应用最广泛的构件，也是建筑结构中最基本的构件。
梁主要承受垂直于梁轴线方向的荷载，板主要承受面荷载。
梁、板受力分析方便、制作简单，故在中小跨度建筑中得道了大量的应用。
第一节梁的型式
一、梁的分类：
1．梁按材料分类有石梁、木梁、钢梁、钢筋混凝土梁、预应力混凝土梁及钢-钢筋混凝土组合梁等。
石梁（石板）：
在古代大量的石建筑中，石梁（石板）得到了大量应用，其跨度为8～9m。
石材尽管抗压强度很高，但抗拉强度却很低，所以石梁高度往往很大，极其笨重，而跨度却很小，使柱网尺寸受到限制，影响室内空间的使用。
木梁：
木梁在我国古代庙宇、宫殿建筑中应用极为普遍，直至近代仍有较多的地方在应用。
由于木材自重轻，抗弯、抗剪强度均较高，因此，木梁比石梁截面小、跨度大，室内空间开阔，制作方便，但木材防腐、防蛀、防火性能差，且资源有限，因此，在现代建筑结构中受到一定的限制。
钢梁：
钢梁的特钢筋混凝土梁。
钢筋混凝土梁是目前应用最为广泛的梁。
它利用混凝土的受压、纵向钢筋受拉、箍筋受剪的特性，有纵向钢筋、箍筋和混凝土共同工作，整体来受力。
钢筋混凝土梁具有受力明确、构造简单、施工方便、造价低廉等优点，但缺点是自重大。
当跨度较大时，常受到挠度和裂缝宽度等控制条件的限制，跨度一般不超过12m。
特点是材料强度高、加工方便、制作工期短、适用范围广。
尽管钢材容重较大，但由于材料强度高，所需截面尺寸较小，钢梁的自重比相同跨度的混凝土梁要轻。
但钢材防腐、防火性能较差，造价和维修费用较高。
预应力混凝土梁：
预应力混凝土梁则可部分地克服钢筋混凝土梁的缺点，由于在受拉区施加了预压应力并对梁进行了预起拱，可有效的控制梁的裂缝宽度和挠度；由于采用了高强混凝土和高强钢筋，可有效地节省材料、减轻结构自重，预应力混凝土梁的适用跨度一般可达18m，也有超过30m及更大跨度的工程实例。
钢-钢筋混凝土组合梁：
钢-钢筋混凝土组合梁在房屋建筑中应用不多，而在桥梁工程中较为常见，如图所示。
它是以下部钢材受拉、上部钢筋混凝土受压的结构，充分利用了钢和混凝土的强度性能，因而具有较好的技术经济指标。
2．梁按截面形式分类：
一般为焊接工字形或T型截面。
最简单的是矩形截面，一般来说，梁截面高度应大于梁截面宽度，这样可充分发挥材料的强度作用，并使梁具有较大的刚度。
但当建筑上对梁高度有限制时，也可采用宽度大于高度的扁梁。
当梁与楼板整浇在一起时，则成为T形截面梁。
考虑到中和轴附近材料不能充分发挥作用，也常减少中和轴附近部分的材料并把它集中布置到上下边缘处，形成了工字形截面梁或箱形截面梁。
钢筋混凝土梁常见的截面形式如图所示。
较大跨度的梁常采用薄腹梁并施加预应力。
根据简支梁的受力特点，为适应弯矩和剪力的变化，可采用变高度双坡薄腹梁图、鱼腹梁图、空腹梁图等。
因为梁跨中以承受弯矩为主，故可采用薄腹的工字形截面梁或空腹梁，通过增加梁高来提高粱的抗弯承载力。
在梁端因弯矩变小而剪力增大，这时可减少梁高，但应增加梁宽来提高粱的抗剪承载力，故常采用矩形截面。
普通钢筋混凝土薄腹梁的适用跨度为6～12m，预应力混凝土薄腹梁的适用跨度为12～18m。
3．梁按支座约束条件分类：
粱按制作约束条件分类，可分为静定梁和超静定梁。
根据梁跨数的不同，有单跨静定梁或单跨超静定梁、多跨静定梁或多跨超静定梁。
单跨静定梁有简支梁和悬臂梁。
单跨超静定梁常见的有两端固定梁，和一端固定一端简支梁。
对于悬臂端设支柱或拉索的悬挑结构如图所示，根据梁的刚度（EI）与柱或拉索的刚度（EI）之比的不同，可简化为一端固定、一端简支梁，也可简化为一端固定、一端弹性支撑的结构。
多跨静定梁如图所示。
它实际上是带外伸段的单跨静定梁的组合。
第二节梁的受力与变形
梁主要承受垂直于梁轴线方向的荷载的作用，其内力主要为弯矩和剪力，有时也伴有扭矩或轴力。
梁的变形主要是挠曲变形。
梁的受力与变形主要与梁的约束条件有关。
简支梁构造简单，工程中极易实现。
其缺点是内力和挠度较大，常用于中小跨度的建筑物。
简支梁是静定结构，当两端支座有不均匀沉降时不会引起附加内力。
因此，当建筑物的地基较差时采用简支梁结构较为有利。
简支梁也常被用来作为沉降缝之间的连接构件。
悬臂梁。
其优点是在悬臂端无支撑构件，视野开阔，空间布置灵活。
其缺点是在结构的固定端有较大倾覆力矩。
设计时除了考虑结构的强度和变形外，还要注意结构的抗倾覆稳定性。
一般认为，悬挑结构的抗倾覆安全系数应大于1.5。
第三章桁架结构
第一节概述
梁是典型的实服杆件，通过一侧受拉一侧受压来承受弯矩，通过截面的相互错动来传递剪力。
桁架与梁相比，则有了很大变化。
首先桁架由杆件组成，属于空腹杆件，减轻了自重。
其次桁架所有杆件只承受拉力和压力，不再出现弯矩和剪力。
桁架结构的特点是受力合理，计算简单，施工方便，适应性强，对支座没有横向力。
因此在结构工程中，桁架常用来作为屋盖承重结构，常称为屋架。
屋架的主要缺点是结构高度大，侧向刚度小。
由于结构高度大，不但增加了屋面及维护墙的用料，而且增加了采暖、通风、采光等设备的负荷；对音质控制也带来困难。
桁架侧向刚度小，对于钢桁架特别明显，因为受压的上弦平面外稳定性差，也难以抵抗房屋纵向的侧向力，这就需要设置支撑。
一般房屋纵向的侧向力并不大，但钢屋架的支撑很多，都按构造（长细比）要求确定截面，故耗钢量不少，但未能材尽其用。
第一节桁架结构的特点
一、桁架结构的组成
桁架结构主要由上弦杆、下弦杆和腹杆三部分组成，如图所示。
在弯矩作用下，截面正应力分别为受压区呈三角形分布，在中性轴处应力为零，在上、下边缘处分别是拉应力和压应力为最大，因此，若以上、下边缘处材料的强度作为控制值，则中间部分的材料不能充分发挥作用。
同时，在剪力作用下，剪应力在中性轴处为最大，在上、下边缘处剪应力为零，分布在上、下边缘处的材料不能发挥其抗剪作用，尽管通过改变梁的截面形式（例如，把梁截面由矩形改变为工字形）、改变梁的截面尺寸（例如，在梁的跨中和支座附近变高度、变梁宽）等，可改善梁的受力性能，但这些都只是量的改变，而难以达到质的飞跃。
外荷载所产生的剪力则是由斜腹杆轴力中的竖向分量来平衡。
在桁架结构中，各杆件单元（上弦杆、下弦杆、斜腹杆、竖腹杆）均为轴向受拉或轴向受压构件，使材料的强度可以得到充分的发挥。
二、桁架结构计算的基本假定
1．组成桁架的所有杆件都是直杆，所有杆件的中心线（轴线）都在同一平面内，这一平面称为桁架的中心平面；
2．桁架的杆件与杆件相连接的节点均为铰接点；
3．所有外力（包括荷载及支座反力）都作用在桁架的中心平面内，并集中作用于节点上。
严格地说钢桁架和钢筋混凝土桁架都应该按钢架结构计算，各杆件除承受轴力外，还承受弯
第二节屋架结构的形式和适用范围
桁架结构的形式很多，按所用材料的不同，可分为木屋架、钢-木组合屋架、混凝土屋架等。
按屋架外形的不同，可分为三角形屋架、梯形屋架、抛物线屋架、折线型屋架、平行弦屋架等。
根据结构受力的特点和材料性能的不同，也可分为桥式屋架、无斜腹杆屋架或刚接屋架、立体屋架等。
一、木屋架：
常用的木屋架是方木或原木齿连接的豪式木屋架，一般分为三角形和梯形两种，大多在工地上用手工制作。
豪式木屋架的节间长度控制在2～3m的范围内为宜，一般为4～8节间，适用跨度为12～18m。
当屋架跨度不大时，上弦杆可用整根木料，当屋架跨度较大，上弦杆需做接头时，四接头位置应尽量靠近节点，避免承受较大的弯矩。
木屋架的高跨比宜在1/5～1/4之间。
三角形屋架的内力分布不均匀，内力分布为支座处大而跨中小。
一般适用于跨度在18m以内的建筑中，三角形屋架的坡度大，因此，适用于屋面材料为粘土瓦、水泥瓦及小青瓦等要求排水坡度较大的情况。
梯形屋架受力性能比三角形屋架合理，当房屋跨度较大时，选用梯形屋架较为适宜。
当采用波形石棉瓦、铁皮或卷材作屋面防水材料时，屋面坡度需取i=1/5。
梯形物件适用跨度为12～18m。
二、钢-木组合屋架：
钢—木组合屋架的形式有豪式屋架、芬克式屋架、梯形屋架和下沉式屋架。
钢-木组合屋架的适用跨度视屋架结构的外形而定，对于三角形屋架，其跨度一般为12～18m，对于梯形、折线形等多边形屋架，其跨度可为18～24m。
三、钢屋架：
钢屋架的形式主要有三角形屋架、梯形屋架、矩形（平行弦）屋架等，为改善上弦杆的受力情况，常采用再分式腹杆的形式。
四、轻型钢屋架：
轻型钢屋架按结构形式主要有三角形屋架、三角拱屋架和梭形屋架等三种，其中，最常用的是三角形屋架，屋架的上弦一般用小角钢，下弦和腹杆可用小角钢或圆钢。
五、混凝土屋架：
混凝土屋架常见的形式有梯形屋架、折线形屋架、拱形屋架、无斜腹杆屋架等。
根据对屋架的下弦是否施加预应力，可分为钢筋混凝土屋架和预应力钢筋混凝土屋架两种，其跨度为18～36m或更大。
混凝土屋架的常用形式如图所示。
按刚架结构计算时，各杆件内力均有弯矩作用且在杆端节点处弯矩最大。
上弦杆为压弯构件，下弦杆和竖腹杆为拉弯构件。
按拱式结构计算时，上弦为拱身承受压力，下弦为拱的拉杆，当荷载作用在下弦杆时，竖腹杆受拉，当荷载作用于上弦时，则竖腹杆内力为零。
六、钢筋砼—钢组合屋架
常见的钢筋砼—钢组合屋架有折线形屋架、三角屋架、两铰屋架等如图所示。
第三节桁架的选型与布置
一、桁架结构的主要尺寸：
屋架的矢高、坡度、节间长。
1．矢高：
屋架的矢高直接影响结构的刚度与经济指标。
矢高大、弦杆受力小，但腹杆长、长细比大、易压弯，用料反而会增加。
矢高小，则弦杆受力大、截面大、且屋架刚度小，变形大。
因此，矢高不宜过大也不宜过小。
屋架的矢高也要根据屋架的结构形式来定。
一般矢高可取跨度的1/10～1/5。
2．坡度：
屋架上弦坡度的确定应与屋面防水构造相适应，当采用瓦类屋面时，屋架上弦坡度应大些，一般不小于1/3，以利于排水。
当采用大型屋面板并做卷材防水时，屋面坡度可平缓些，一般为1/8～1/12。
3．节间长度：
屋架节间长度的大小与屋架的结构形式、材料及受荷条件有关。
一般上弦受压，节间长度小些；下弦受拉，节间长度可大些。
屋面荷载应直接作用在节点上，以优化杆件的受力状态。
如当屋架上铺预制钢筋年混凝土大型屋面板时，因屋面板宽度为1.5m，故屋架上弦节间长度常取3m。
当屋盖采用有檩体系时，因屋架上弦节间长度应与檩条间距一致。
为减少屋架制作工作量，减少杆件与节点数目，节间长度可取大些。
但节间杆长也不宜过大，一般在1.5～4m。
二、屋架结构的选型
屋架结构的选型应考虑房屋的用途、建筑造型、屋面防水构造、屋架的跨度、结构材料的供应、施工技术条件等因素，做到受力合理、技术先进、经济适用。
1．屋架结构的受力：
从结构受力来看，抛物线状的拱式结构受力最为合理。
但拱式结构上弦为曲线，施工复杂。
折线形屋架，与抛物线弯矩图最为接近，故力学性能良好。
梯形屋架，因其既具有较好的力学性能，上下弦均为直线施工方便，故在大中跨建筑中被广泛应用。
三角形屋架与矩形屋架力学性能较差。
三角形屋架一般仅适用于中小跨度，矩形屋架常用作托架或荷载较特殊情况下使用
2．屋面防水构造：
屋面防水构造决定了屋面排水坡度，进而决定屋盖的建筑造型。
一般来说，当屋面防水材料采用粘土瓦、机制平瓦或水泥瓦时，应选用三角形屋架、陡坡梯形屋架。
当屋面防水采用卷材防水、金属薄板防水时，应选用拱形屋架、折线形屋架或缓坡度梯形屋架。
3．材料的耐久性及使用环境：
木材及钢材均易腐蚀，维修费用较高。
因此，对于相对湿度较大而又通风不良的建筑，或有侵蚀性介质的工业厂房，不宜选用木屋架和钢屋架，宜选用预应力混凝土屋架，可提高屋架下弦的抗裂性，防止钢筋腐蚀。
4．屋架结构的跨度：
跨度在18m以下时，可选用钢筋混凝土钢组合屋架；这种屋架构造简单、施工吊装凡方便，技术经济指标较好。
跨度在36m以下时，宜选用预应力混凝土屋架，即可节省钢材，又可有效地控制裂缝宽度和挠度。
对于跨度在36m以上的大跨度建筑或受到较大震动荷载作用的屋架，宜选用钢屋架，以减轻结构自重，提高结构的耐久性与可靠性。
三、屋架结构的布置
屋架结构的布置，包括屋架结构的跨度、间距、标高等，主要考虑建筑外观造型及建筑使用功能方面的要求来决定。
对于矩形的建筑平面，一般采用等跨度、等间距、等标高布置的同一种类的屋架，以简化结构构造、方便结构施工。
1．屋架的跨度；屋架的跨度，一般以3m为模数。
2．屋架的间距
屋架一般宜等间距平行排列，与房屋纵向柱列的间距一致，屋架直接搁置在柱顶。
屋架的间距同时即为屋面板或檩条、吊顶龙骨的跨度，最常见的为6m，有时也有7.5m、9m、12m等。
3．屋架的支座：
屋架支座的标高由建筑外形的要求确定，一般为在同层屋架的支座取同一标高。
当一榀屋架两端支座的标高不一致时，要注意可能会对支座产生水平推力。
屋架的支座形式，在力学上可简化为铰接支座。
实际工程中，当跨度较小时，一般把屋架直接搁置在墙、垛、筑或圈梁上。
当跨度较大时，则应采取专门的构造措施，以满足屋架端部发生转动的要求。
四、屋架结构的支撑：
屋架支撑包括设置在屋架之间的垂直职称、水平系干衣机设置在上、下弦平面内的横向支撑和通常设置在下弦平面内的纵向水平支撑。
第五节桁架结构的其他形式
一、立体桁架：
立体桁架的截面形式可为矩形、正三角形、倒三角形。
二、刚接桁架
三、主次桁架结构体系
第四章单层刚架结构
刚架结构是指梁、柱之间为刚性连接的结构。
当梁与柱之间为铰接的单层结构一般称为排架；多层多跨的钢架结构则通常称为框架。
单层刚架也称为门式刚架。
单层刚架为梁、柱合一的结构，其内力小于排架结构，梁柱截面高度小，造型轻巧，内部净空较大，故被广泛应用于中小型厂房，体育馆、礼堂、食堂等中、小宽度的建筑中。
但与拱相比，刚架仍然属于以受弯为主的结构，材料强度没有充分发挥作用，这就造成了刚架结构自重较大，用料较多，适用跨度受到限制。
第一节单层刚架结构的受力特点
一、约束条件对结构内力的影响
单层单跨刚架的结构计算简图，按构件的布置和支座约束条件可分为无铰刚架、两铰钢架、三铰刚架三种。
钢架结构的受力优于排架结构，因刚架梁柱节点处为刚接，在竖向荷载作用下，由于柱对梁的约束作用而减小梁跨中的弯矩和挠度。
在水平荷载作用下，由于梁对柱子的约束作用减少了柱内的弯矩和侧向变位。
因此，刚架结构的承载力和刚度都大于排架结构。
从材尽其用的要求来看，刚架结构并不是十分合理的结构。
一方面，因为它与连续梁相似，仍为利用梁、柱截面弯矩来承受荷载的结构；
另一方面，因为它是一个典型的平面结构，在其自身平面外的刚度极小，必须布置适当的支撑。
第二节单层刚架的结构形式
一、刚结构的形式
单层刚架结构的形式从支座约束条件看，可以分为无铰刚架、两铰刚架、三铰刚架；
从结构材料看，有胶合木结构、钢结构、混凝土结构；从构件截面看，可分成实腹式刚架、格构式刚架、等截面与变截面刚架；
从建筑形体看，有平顶、坡顶、拱顶、单跨与多跨等；从施工技术看，预应力刚架和非预应力刚架。
钢刚架结构：
钢刚实腹式刚架的横梁高度一般可取跨度的1/12～1/20，当跨度大时，梁高显然太大，为充分发挥材料作用，可在支座水平内设置拉杆，并施加预应力对刚架横梁产生卸荷力矩及反拱，如图所示。
这时横梁高度可取宽度的1/30～1/40，并由拉杆承担了刚架支座处的横向推力，对支座和基础都有利。
刚架结构可分为实腹式和格构式两种。
实腹式刚架适用于跨度不大的结构，常做成两铰式结构。
它结构外露，外形可以做得比较美观，制造和安装也比较方便。
实腹式的材料一般用型钢制作，可减少焊接工作量，并能节省材料。
当为两铰或三铰刚架时，构件应为变截面，一般按弯矩图的变化来改变截面的高度。
格构式刚架结构的适用范围较大，且具有刚度大、省钢材等优点。
当跨度较小时可采用三铰式结构，当跨度较大时可采用两铰式或无铰式结构
格构式刚架的梁高可取跨度的1/15～1/20，为了节省材料，增加刚度，减轻基础负担，也可施加预应力，以调整结构中的内力。
四、钢筋混凝土刚架：
钢筋混凝土刚架一般适用于宽度不超过18m、檐高不超过10m，并且吊车起重量不超过100kN的建筑中。
构件的截面形式一般为矩形，也可采用工字形。
第五章拱式结构
第一节拱的受力特点
按结构支承方式分类，拱可分成三铰拱、两铰拱和无铰拱三种。
三铰拱为静定结构，较少采用；两铰拱和无铰拱为超静定结构，目前较为常用。
（1）拱身内的弯矩小于相同跨度、相同荷载作用下简支梁内的弯矩；
（2）拱身截面内的剪力小于相同跨度、相同荷载作用下简支梁内的剪力；
（3）拱身截面内存在有较大的轴力，而简支梁重是没有轴力的。
拱截面上的弯矩小于相同条件的简支梁截面上的弯矩，拱截面上的剪力也小于相同条件简支梁截面上的剪力，这是拱式结构比梁式结构受力合理的地方。
同时，拱式结构中以轴力为主，可以使用廉价的圬工材料，并可充分发挥这类材料的抗压承载力，这也是拱在工程中得到广泛应用的主要原因。
但是拱式结构中有较大的支座水平推力，这是设计中必须加以注意的，当拱脚地基反力不能有效地抵抗其水平推力时，拱便成为曲梁，如图所示。
这时拱截面内将产生与梁截面相同的弯矩。
第二节拱脚水平推力的平衡
拱脚水平推力的存在是拱与曲梁的根本区别。
水平拉杆所承受的拉力等于拱的推力，两端子向平衡，与外界之间没有水平方向的相互作用力。
这种构造方式既经济合理，又安全可靠。
但作为屋盖结构时，支撑拱式屋盖的砖墙或柱子不承受拱的水平推力，整个房屋结构即为一般的排架结构，屋架及柱子用料均较经济。
该方案的缺点是室内有拉杆存在，房屋内景欠佳，若设吊顶，则压低了建筑净高，浪费空间。
对于落地拱结构，拉杆常做在地坪以下，这可使基础受力简单，节省材料，当地质条件较差时，其优点更为明显。
水平拉杆的用料，可采用型钢（如工字钢、槽钢）或圆钢，视推力大小而定
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