建筑结构选型第五章1

当产生支座位移时，将使超 静定结构产生变形和内力.
温差是如何影响刚架内力的？
•温度变化对静定结构的三铰刚架没有影响， 但在无铰刚架、两铰刚架这样的超静定结构 中将产生附加内力。 •内力的大小与结构的刚度有关，刚度越大， 内力越大。 •产生结构内力的温差主要有室内外温差和季 节温差。
温差的形式
•对于有空调的建筑物 ，室内外温差将使杆 件两侧产生不同的热 胀冷缩，从而产生内 力。 •季节温差则是指刚架 在施工时的温度与使 用时的温度之差，也 特使结构产生变形和 内力。
• 由于其超静定次数高，结构刚度较大，当地基 发生不均匀沉降时，将在结构内产生附加内力， 所以在地基条件较差时需慎用。
两铰刚架的优缺点是什么？
• 优点： • 刚架的铰接柱基不承受弯矩作用，构造简单，省料省工；
当基础有转角时，对结构内力没有影响。 • 缺点： • 两铰门式刚架的柱脚与基础铰接，为一次超静定结构，
t2
t2
t1
t2
室内外温差
t3
t4
t3 (施工时)
t4(使用时)
季节性温差
刚架的跨度与柱距为多少？
• 刚架的纵向柱距一般6m。 • 横向跨度以米为单位取整数，一般为3m，如24m、27m、30m以
到更大的跨度。 • 其跨度由工艺条件所确定,而部分决定于经济的考虑。
格构式刚架结构的适用范围较大，且 具有刚度大、耗钢省等优点
保证铰接; 抵抗水平力
某飞机维修车间 –选型
方案1是采用屋架(a)，机尾高8.1m，屋架下弦不能低于8.8m，由于建筑空 间与飞机的外形和尺寸不够匹配，整个厂房的高度需要升高，室内空间不 能得到充分利用，这个方案不够经济。
方案2是采用双曲抛物面悬索结构(b)，建筑空间与飞机的外形和尺寸比 较匹配，但由于材
• 2）三铰刚架：内力较大，静定结构，刚度较差，基础不均匀沉 降时，无附加内力。
• 3) 两铰刚架：刚度介于上述两者之间。
无铰刚架
两铰刚架
三铰刚架
无铰刚架内力较小、较均匀。
三铰刚架内力
较大、不均匀 。
无铰刚架的优缺点是什么？
• 优点： • 无铰刚架的柱脚与基础固接，为三次超静定结 构，刚度好，结构内力分布比较均匀. • 缺点： • 柱底弯矩比较大，对基础和地基的要求较高。 因柱脚处有弯矩、轴向压力和水平剪力共同作 用于基础，基础材料用量较多。
• 1） 优点：杆件较少，制作方便，而且结构内部空间较大，便 于利用。
• 2） 缺点：刚度较差，受荷后产生挠度。 • 3) 适用范围：工业厂房、礼堂、食堂等建筑上，跨度可达40米，
最适宜18米左右。
第二节 门式刚架的类型与构造
• *．从结构上分类，门式刚架可分为几类，其各自的受力特点是 什么？
• 1）无铰刚架：内力较均匀，属超静定结构；结构刚度大；地基 不均匀沉降时产生附加内力大。
第二篇 大跨度建筑屋盖体系
• *.平面结构是如何演变发展的? • 梁的腹部受力不大，所以减少腹部混凝土面积，形
成薄腹梁。 • 薄腹梁可以进一步挖空，形成只承受轴压力和轴拉
力的桁架结构。 • 鉴于受压构件比受弯构件节省材料，就创造了使相
邻截面仅受挤压的拱结构，更大扩大了结构的跨度。 • 继高强钢材的出现，人们又将拱翻过来，使其结构
在竖向荷载或水平向荷载作用下，刚架内弯矩均比无铰 门式刚架大。 • 当两柱脚发生不均匀沉降时，则将在结构内产生附加内 力。
三铰刚架的优缺点是什么？
• 优点：
• 三铰门式刚架在屋脊处设置永久性铰，柱脚也是铰接， 为静定结构，温度差、地基的变形或基础的不均匀沉降 对结构内力没有影响。
• 缺点：
• 三铰刚架的梁柱节点弯矩略大，刚度较差，不适合用于 有桥式吊车的厂房，仅用于无吊车或小吨位悬挂吊车的 建筑。
刚架结构的支撑体系
刚架预制单元的划分应考虑结构内力的分布，以及制造、运输、安装方便 。
•门式刚架节点的连接构造有哪些？
加腋连接既可使截面的变化符合弯矩图形的要求 ，又便于连接螺栓的布置。
格构式刚架的安装节点
顶铰节点的构造
错 对
当支座反力不大时，宜设计成板式铰；当支座反力较大时应设计成 臼式铰或平衡铰。
• 钢筋混凝土三铰门式刚架的跨度较大时，半榀三铰刚架 的悬臂太长致使吊装不便，而且吊装内力较大，故一般 仅用于跨度较小(12m)或地基较差的情况。
• *．支座为铰接与固接刚架的特点分别是什么？ • 1）铰接刚架（两铰刚架和三铰刚架）：横梁弯矩较大；柱为变
截面；基础较小。 • 2) 固接刚架（无铰刚架）：横梁弯矩较小；柱为不变截面；基础
臼式铰和平衡铰的构造比较复杂，但受力性能好。
•现浇钢筋混凝土柱和基础的铰接通常是用交叉钢筋或垂直钢筋实现(a),(b)。 •预制装配式刚架柱与基础的连接如(c)所示，在将预制柱插入杯口后，在预制 柱与基础杯口之间用沥青麻丝嵌缝。
• *．刚架柱与基础的铰接有哪些做法？ • 1）荷载较小时：交叉钢筋和垂直钢筋 • 2）荷载较大时：螺旋筋 • 3) 大跨度：铅垫板
内部由受压变为受拉，消除了受压结构所担心的失 稳问题，形成了更有效利用材料和跨度更大的悬索 结构。 • 梁-薄腹梁-桁架结构-拱结构-悬索结构
*平面结构到空间结构的演变
• 1.拱-薄壳结构 • 2.悬索-薄膜结构 • 3.桁架结构-网架结构
• 整体作用大于单个构件作用之和，多向受力比单向受力更能发挥 材料的潜力，空间工作比平面工作更有利于力的传递。
第五章 门式刚架结构
• 第一节 门式刚架的结构特点与适用范围 • 第二节 门式刚架的类型与构造 • 第三节 预应力刚架结构
第一节 门式刚架的结构特点与适 用范围
• *.为什么门式刚架可跨越更大的跨度?
q
q
B
C
B
C
M 1 ql2 8
铰接
M
1 ql2
刚 接
8
A
D
A
L
D L
横梁与柱子刚性连接
*．门式刚架的优缺点及适用范围是什么？
较大。
• *.铰接刚架柱的截面为何是变化的? • 与弯矩图相一致,为了节省材料.
两铰刚架
支座的构造型式
三铰刚架
如何选择刚架的形式？
平屋顶
坡屋顶
采用的型对于土壤条件较好的情况，可选择固接刚架，对于土壤压缩性较 大的情况，可选择铰接刚架，这样当支座不均匀沉降时，刚架内 不会产生很大的内力。