yu 单层刚架结构10.9.ppt

第3章单层刚架结构 1 单层刚架结构的受力特点 2 单层刚架结构的型式 3 单层刚架结构的构造与布置 4 单层刚架结构的工程实例 刚架结构 梁和柱之间的连接为刚性连接的结构 若多层多跨刚架结构 称为框架结构 排架结构 梁和柱之间的连接为铰接的结构 刚架结构弯矩分布均匀 可利用空间大 刚架示意图 刚架计算简图 刚架结构内力分布均匀 刚架结构变形小 刚架结构的特点 1 单层刚架结构的受力特点 1 约束条件对结构内力的影响 1 单层刚架结构的受力特点 1 约束条件对结构内力的影响 两铰刚架 无铰刚架 1 单层刚架结构的受力特点 1 约束条件对结构内力的影响 1 单层刚架结构的受力特点 2 梁柱线刚度比对结构内力的影响 梁柱线刚度 截面刚度 杆长 线刚度i EI L 框架结构中 竖向荷载作用下 节点弯矩是按照交汇于该节点杆件的线刚度比值分配的 谁的线刚度大 谁分配到的弯矩多 一般情况梁跨不大时 它的线刚度大 梁端分配的弯矩大 容易形成强梁弱柱 这是不符合抗震概念的 1 单层刚架结构的受力特点 2 梁柱线刚度比对结构内力的影响 i梁 i柱 i梁 i柱 i柱1 i柱2 柱对梁端转动约束很小 能阻碍竖向位移 近似于简支梁 柱能阻止梁的竖向位移 约束转动 近似于固定端 梁两端弯矩不等 刚度大的一边 承受的弯矩大 1 单层刚架结构的受力特点 2 梁柱线刚度比对结构内力的影响 i梁 i柱 i梁 i柱 i柱1 i柱2 梁柱节点没有转动 柱子只有相对平移没有相对转动 梁无法约束柱的转动 相当于两端铰接 内力与排架接近 刚度大的柱子 承受的剪力和弯矩大 1 单层刚架结构的受力特点 3 高跨比对结构内力的影响 索线 推力线 在均布荷载作用下 任意截面只承受拉力 没有弯矩 绳子自然下垂的线称为索线 倒置即为推力线 1 单层刚架结构的受力特点 3 高跨比对结构内力的影响 高跨比减小 支座处水平推力增大 1 单层刚架结构的受力特点 4 结构构造对结构内力的影响 用以减小刚架横梁的跨中弯矩 纵向外墙挂在刚架柱的外肢处 铰支座设在柱轴线内侧 1 单层刚架结构的受力特点 5 温度变化对结构内力的影响 温度变化只对超静定结构产生内力 温差的形式 季节温差 刚架在施工时和使用时的温差 室内外温差 1 单层刚架结构的受力特点 6 支座移动对结构内力的影响 2 单层刚架结构的型式 2 单层刚架结构的型式 2 单层刚架结构的型式 1 胶合木刚架结构 胶合木定义 同一种木材经锯材加工干燥后 根据不同需求规格 由小块板方材通过指接 胶拼 层积 通常在常温条件下加压胶合 顺纹方向粘结而成而成的木质材料 2 单层刚架结构的型式 1 胶合木刚架结构 结构用胶合木优点 1 因为使用干燥材 可防止在使用过程中产生变形 开裂等 2 尺寸自由度大 能满足要求跨度和断面形状的梁 3 充分发挥木材特性 可以吸收震动 装饰随意 4 易于进行防腐防虫处理 且效果好 2 单层刚架结构的型式 2 钢刚架结构 实腹式两铰刚架 跨度比较大时 可以设拉杆 并施加预应力 此时 横梁高度取跨度的1 40 1 30 实腹式两铰刚架 2 单层刚架结构的型式 2 钢刚架结构 格构式刚架 格构式刚架 为了节省材料 提高刚度 减轻基础负担 还可以做预应力格构式刚架 2 单层刚架结构的型式 3 钢筋混凝土刚架结构 构件截面尺寸一般都是宽度不变 高度线性变化 2 单层刚架结构的型式 3 钢筋混凝土刚架结构 广州体育馆 2 单层刚架结构的型式 3 钢筋混凝土刚架结构 2 单层刚架结构的型式 3 钢筋混凝土刚架结构 空腹式钢筋混凝土刚架结构 2 单层刚架结构的型式 4 预应力混凝土刚架结构 优点 提高结构刚度 减小构件截面 增大适用跨度 预应力钢筋布置在构件受拉部位 2 单层刚架结构的型式 4 预应力混凝土刚架结构 预制吊装构件 倒L形 人字形 Y形等 2 单层刚架结构的型式 4 预应力混凝土刚架结构 3 单层刚架结构的构造与布置 1 结构外形 平顶 坡顶 拱顶 单跨或者多跨刚架横梁外形主要由屋面材料和排水要求来定 单跨双坡 双跨双坡 四跨双坡 双跨双坡带毗屋 双跨单坡 双跨四坡 3 单层刚架结构的构造与布置 2 刚架节点的连接构造 格构刚架节点的连接构造 刚架转角截面的应力分布 3 单层刚架结构的构造与布置 2 刚架节点的连接构造 实腹式钢刚架节点的连接构造 3 单层刚架结构的构造与布置 2 刚架节点的连接构造 拼装单元的划分倒L形 F形 Y形 钢筋混凝土刚架一般采用预制装配式结构 3 单层刚架结构的构造与布置 2 刚架节点的连接构造 接点的连接方式 3 单层刚架结构的构造与布置 3 刚架铰节点的连接构造 顶铰节点的构造 3 单层刚架结构的构造与布置 3 刚架铰节点的连接构造 顶铰节点的构造 3 单层刚架结构的构造与布置 4 刚架柱脚支座构造 3 单层刚架结构的构造与布置 4 刚架柱脚支座构造 钢柱铰接柱脚的构造一 两对锚栓的铰接柱脚 3 单层刚架结构的构造与布置 4 刚架柱脚支座构造 钢柱铰接柱脚的构造二 一对锚栓的铰接柱脚 钢柱刚接柱脚 3 单层刚架结构的构造与布置 4 刚架柱脚支座构造 现浇钢筋混凝土柱和基础的铰接 3 单层刚架结构的构造与布置 5 单层刚架结构的布置 一般情况下 矩形平面建筑物采用等间距 等跨度的平行刚架布置 也有辐射状或其他更复杂的形状 奥地利维也纳大会堂 3 单层刚架结构的构造与布置 6 刚架结构的支撑系统 3 单层刚架结构的构造与布置 6 刚架结构的支撑系统 4 单层刚架结构的工程实例 马赛公寓 4 单层刚架结构的工程实例 马赛公寓 34根大柱子 4 单层刚架结构的工程实例 马赛公寓 4 单层刚架结构的工程实例 中国农业大学体育馆 4 单层刚架结构的工程实例 中国农业大学体育馆 主比赛厅采用了门式钢架结构 形成高低错落的造型 并充分地利用了屋面的造型特征 形成了效果极佳的自然采光和通风效果 在奥运会后学校使用场馆进行教学活动时 白天是不用开灯的 可完全依靠自然光满足使用 天窗设计除了可