水平结构体系,单层刚架体系,膜结构体系课案.ppt

8.2 单层刚架结构的类型 8.2.1 胶合木刚架结构 8.2.2 钢刚架结构 8.2.3 钢筋混凝土刚架结构 8.2.4 预应力混凝土刚架结构 8.1.2 胶合木刚架结构 从施工技术看，胶合木结构有很多优点，它不受原木尺寸的限制，可用短薄的板材拼接成任意合理截面形式的构件，可剔除木节等缺陷以提高强度；具有良好的防腐和耐燃性能；并可提高生产效率。 胶合木桁架可以充分利用上述优点，由于弯矩的变化可制成边截面形状，从而大大节约木材。胶合木桁架还具有构造简单、造型美观且便于运输、加工、安装等优点。 8.2.2 钢刚架结构 钢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。 一、实腹式钢刚架结构 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。 在刚架结构的梁柱连接转角处，由于弯矩较大，且应力集中，材料处于复杂应力状态，应特别注意受压翼缘的平面外稳定和腹板的局部稳定。一般可做成圆弧过滤并设置必要的加劲肋，如图所示。 二、格构式钢刚架结构 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。预应力拉杆可布置在支座铰的平面上，也可布置在刚架横梁内而仅对横梁施加预应力，也可对整个刚架结构施加预应力，如图所示。 8.2.3 钢筋混凝土刚架结构 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。刚架构件的截面尺寸可根据结构在竖向荷载作用下的弯矩图的大小而改变，一般是截面宽度不变而高度呈线性变化。对于两铰或三铰刚架，立柱上大下小，为楔形构件，横梁为直线变截面，如图所示。 在构件转角处，由于弯矩较大，且应力集中，可采用加腋的形式（图a），也可适当地用圆弧过渡（图b）。 为了减少材料用量，减轻结构自重，也可采用空腹刚架。空腹刚架有两种形式，一种是把构件做成空心截面，如图a所示；另一种是在杆件上留洞，如图b所示。 8.2.4 预应力混凝土刚架结构 为了提高结构刚度、减少杆件截面，可采用预应力混凝土刚架。为适应结构中弯矩图的变化，预应力钢筋一般为曲线形布置，采用后张法施工。预应力钢筋的位置，应根据竖向荷载作用下刚架的弯矩图布置在构件的受力部位。对于常见的单跨或多跨预应力混凝土门式刚架，预应力钢筋可分段交叉布置，也可连续折线状布置，如图所示。 8.3 单层刚架结构的构造与布置 8.3.1 单层刚架结构的外形 8.3.2 单层刚架结构的布置 8.3.3 刚架节点的连接构造 8.3.4 刚架结构的支撑系统 8.3.1 单层刚架结构的外形 单层刚架结构可为平顶、坡顶或拱顶，可以为单跨或多跨连续。它可以根据通风、采光的需要设置天窗、通风屋脊的采光带。刚架横梁的坡度主要有屋面材料及排水要求确定。对于常见中小跨度的双坡门式刚架，其屋面材料一般多用石棉水泥波形瓦、瓦楞铁及其他轻型瓦材，通常用的屋面坡度为1/3。 8.3.2 单层刚架结构的布置 单层刚架结构的布置是十分灵活的，它可以是平行布置，辐射状布置或以其他的方式排列，形成风格多变的建筑造型。 8.3.3 刚架节点的连接构造 一、钢刚架节点的连接构造 门式实腹式刚架，一般在梁柱交接处及跨中屋脊处设置安装拼接单元，用螺栓连接。拼接接点处，有加腋与不加腋两种。在加腋的形式中又有梯形加腋与曲线形加腋两种，通常多采用梯形加腋，如图所示。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，宜设在转角节点的范围以外接近于弯矩为零处，如图a所示。如有可能，再转角范围内做成实腹式并加加颈杆，内侧弦杆则做成曲线过渡较为可靠，如图b所示。 二、混凝土刚架节点的连接构造 钢筋混凝土或预应力混凝土刚架结构一般采用预制装配式结构。 刚架预制单元的划分应考虑结构受力可靠，制造、运输、安装方便。一般可把接头位置设置在铰接节点或弯矩为零的部位，把整个刚架结构划分成倒L形、F形、Y形拼接单元，如图所示。刚架承受的