建筑結(jié)構(gòu)選型04剛架.ppt

1、4 單層剛架結(jié)構(gòu),4.1 單層剛架的受力特點(diǎn) 4.2 單層剛架的型式 4.3 單層剛架的構(gòu)造與布置 4.4 工程實(shí)例,4 單層剛架結(jié)構(gòu),排架結(jié)構(gòu) 梁和柱之間為鉸接連接的結(jié)構(gòu)。 剛架結(jié)構(gòu) 梁和柱之間為剛性連接的結(jié)構(gòu)。 框架多層剛架結(jié)構(gòu) 門(mén)式剛架單層剛架結(jié)構(gòu),4 單層剛架結(jié)構(gòu),單層剛架特點(diǎn) 受彎為主。內(nèi)力小于排架結(jié)構(gòu)；桿件較少，截面尺寸小； 結(jié)構(gòu)內(nèi)部空間較大，便于利用，可以增大堆料容積，減少維護(hù)墻體； 一般由直桿組成，制作方便。 適用于雙坡屋面的單層中、小型建筑， 工業(yè)廠房和體育館、禮堂、食堂等建筑中廣泛應(yīng)用。 一般情況下，當(dāng)跨度與荷載相同時(shí)，剛架結(jié)構(gòu)比屋面大梁（或屋架）與立柱結(jié)構(gòu)組成的排架輕巧、

2、并可節(jié)省鋼材（10%）和混凝土（20%）。,4.1 單層剛架的受力特點(diǎn),影響單層剛架結(jié)構(gòu)受力的主要因素 1. 支座約束條件 2. 梁柱線剛度比 3. 門(mén)式剛架的高跨比 4. 結(jié)構(gòu)構(gòu)造 5. 溫度變化 6. 支座移動(dòng),4.1 單層剛架的受力特點(diǎn),1 約束條件對(duì)結(jié)構(gòu)受力的影響 按構(gòu)件布置和支座約束條件分類 無(wú)鉸剛架、兩鉸剛架和三鉸剛架。,4.1 單層剛架的受力特點(diǎn),1 約束條件對(duì)結(jié)構(gòu)受力的影響 在豎向荷載作用下，柱對(duì)梁的約束減少了梁的跨中彎矩；,4.1 單層剛架的受力特點(diǎn),1 約束條件對(duì)結(jié)構(gòu)受力的影響 在水平荷載作用下，梁對(duì)柱的約束減少了柱內(nèi)彎矩。,4.1 單層剛架的受力特點(diǎn),1 約束條件對(duì)結(jié)構(gòu)受

3、力的影響 在水平荷載作用下，梁對(duì)柱的約束減少了柱內(nèi)彎矩。,4.1 單層剛架的受力特點(diǎn),1 約束條件對(duì)結(jié)構(gòu)受力的影響 梁和柱由于整體剛性連接，剛度都得到了很大的提高。承載力和剛度都大于排架結(jié)構(gòu)。,4.1 單層剛架的受力特點(diǎn),1 約束條件對(duì)結(jié)構(gòu)受力的影響 無(wú)鉸剛架 三次超靜定，剛度好、結(jié)構(gòu)內(nèi)力小，對(duì)地基和基礎(chǔ)要求較高； 地基發(fā)生不均勻沉降時(shí)，結(jié)構(gòu)產(chǎn)生附加內(nèi)力，必須考慮較差地基的影響； 兩鉸剛架 一次超靜定，剛度較好，彎矩比無(wú)鉸剛架大，基礎(chǔ)可轉(zhuǎn)動(dòng)； 三鉸剛架 靜定，剛度較差，結(jié)構(gòu)內(nèi)力大，對(duì)地基和基礎(chǔ)要求較低；,4.1 單層剛架的受力特點(diǎn),2 梁柱線剛度比k對(duì)結(jié)構(gòu)受力的影響 豎向荷載作用下 k，接近簡(jiǎn)

4、支梁； k0， 接近兩端固定的梁。,4.1 單層剛架的受力特點(diǎn),2 梁柱線剛度比k對(duì)結(jié)構(gòu)受力的影響 頂端水平荷載作用下 k，接近單層框架； k0， 接近單層排架。,4.1 單層剛架的受力特點(diǎn),3 門(mén)式剛架的高跨比對(duì)結(jié)構(gòu)受力的影響 高跨比越大，支座推力越小。,4.1 單層剛架的受力特點(diǎn),4 結(jié)構(gòu)構(gòu)造對(duì)結(jié)構(gòu)受力的影響 用以減少剛架橫梁的跨中彎矩及截面高度。,4.1 單層剛架的受力特點(diǎn),5 溫度變形對(duì)結(jié)構(gòu)受力的影響 對(duì)靜定結(jié)構(gòu)（三鉸剛架）無(wú)影響 6 支座移動(dòng) 對(duì)靜定結(jié)構(gòu)（三鉸剛架）無(wú)影響,4.2 單層剛架的型式,按構(gòu)件布置和支座約束條件分類 無(wú)鉸剛架、兩鉸剛架、三鉸剛架 按結(jié)構(gòu)材料分類 膠合木結(jié)構(gòu)剛

5、架、鋼筋砼剛架、鋼結(jié)構(gòu)剛架 按構(gòu)件截面分類 實(shí)腹式、空腹式、格構(gòu)式、等截面、變截面 按建筑體型分類 平頂、坡頂、拱頂、單跨、多跨 按施工技術(shù) 預(yù)應(yīng)力剛架、非預(yù)應(yīng)力剛架,4.2 單層剛架的型式,木結(jié)構(gòu)剛架 木結(jié)構(gòu)制作的剛架不宜保證節(jié)點(diǎn)剛性，制作困難，且不防火，目前已很少采用。 我國(guó)傳統(tǒng)木舉架屬于木結(jié)構(gòu)剛架的一種類型，目前仍見(jiàn)于農(nóng)村建筑中，其節(jié)點(diǎn)只能靠榫接傳遞的的彎矩較小。 木舉架借梁與柱之間的半鉸節(jié)點(diǎn)承受的較小彎矩來(lái)抵抗風(fēng)力和水平地震作用。 膠合木結(jié)構(gòu)剛架 形狀任意拼接、剔除木材缺陷、防腐和耐燃性能好。,4.2 單層剛架的型式,鋼筋混凝土剛架 一般用于跨度不超過(guò)18米，檐高不超過(guò)10米的無(wú)吊車或

6、吊車起重量不超過(guò)10t的建筑中。 近代剛架結(jié)構(gòu)大量應(yīng)用 節(jié)點(diǎn)剛度可以得到有效的保證，構(gòu)件截面可以澆注成任何形式，結(jié)構(gòu)選型完全按照力學(xué)的要求，節(jié)省材料。 跨度太大會(huì)引起自重過(guò)大，使結(jié)構(gòu)不合理，施工困難。 桿件一般采用矩形截面或工字型截面。為減輕材料用量，減少桿件截面，減輕桿件自重，常用預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土和空腹剛架。,4.2 單層剛架的型式,4.2 單層剛架的型式,鋼筋混凝土剛架 在變截面剛架中，剛架截面變化的形式應(yīng)結(jié)合建筑立面要求確定。立柱可以做成里直外斜或外斜里直兩種。 預(yù)制裝配式鋼筋混凝土剛架的拼裝單元根據(jù)內(nèi)力分布決定。選擇彎矩的零點(diǎn)位置進(jìn)行拼裝。,4.2 單層剛架的型式,鋼筋混凝土剛架,4.

7、2 單層剛架的型式,鋼結(jié)構(gòu)剛架 實(shí)腹式剛架 格構(gòu)式剛架 桿系平面剛架 桿系空間剛架 組合剛架,4.2 單層剛架的型式,鋼結(jié)構(gòu)剛架 實(shí)腹式剛架 格構(gòu)式剛架 桿系平面剛架 桿系空間剛架 組合剛架,4.3 單層剛架的構(gòu)造與布置,構(gòu)件截面與內(nèi)力 等截面和變截面 截面形式取決于在各種荷載作用下的內(nèi)力分布。 彎矩分布 立柱和橫梁的轉(zhuǎn)角截面彎矩最大 鉸結(jié)點(diǎn)彎矩為零 因此在轉(zhuǎn)角截面的內(nèi)側(cè)產(chǎn)生壓應(yīng)力集中現(xiàn)象，集度隨內(nèi)折角的形式而變化，立柱的剛度比橫梁的剛度大很多時(shí)，邊緣應(yīng)力急劇增加。,4.3 單層剛架的構(gòu)造與布置,構(gòu)件截面與內(nèi)力 變內(nèi)力變截面最經(jīng)濟(jì) 剛架桿件一般采用變截面形式，加大梁柱相交處的截面，減小鉸結(jié)點(diǎn)附近的截面，以節(jié)約材料； 同時(shí)為減少或避免應(yīng)力集中現(xiàn)象，轉(zhuǎn)角處常作成圓弧或加腋的形式。,4.3 單層剛架的構(gòu)造與布置,外形 平頂、坡頂、拱頂、單跨、多跨 剛架橫梁的坡度主要由屋面材料及排水要求決定 節(jié)點(diǎn)連接構(gòu)造 鋼剛架節(jié)點(diǎn) 鋼筋混凝土剛架節(jié)點(diǎn) 鉸節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造 利用圓鋼軸對(duì)頂鉸接； 利用鋼管及串心軸鉸接； 現(xiàn)澆鋼筋混凝土鉸節(jié)點(diǎn)。,4.3 單層剛架的構(gòu)造與布置,鉸節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造,4.3 單層剛架的構(gòu)造與布置,鉸節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造,4.3 單層剛