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2011年一级建造师复习资料:常见建筑结构体系及其应用2

2011-7-29  作者:  来自于:网络转载

  六、桁架结构体系

  桁架是由杆件组成的结构体系。在进行内力分析时,节点一般假定为铰节点,当荷载作用在节点上时,杆件只有轴向力,其材料的强度可得到充分发挥。桁架结构的优点是可利用截面较小的杆件组成截面较大的构件。单层厂房的屋架常选用桁架结构。

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  屋架的弦杆外形和腹杆布置对屋架内力变化规律起决定性作用。同样高跨比的屋架,当上下弦成三角形时,弦杆内力最大,当上弦节点在拱形线上时,弦杆内力最小。屋架的高跨比一般为1/6至1/8较为合理。一般屋架为平面结构,平面外刚度非常弱。在制作运输安装过程中,大跨屋架必需进行吊装验算。桁架结构在其他结构体系中也得到采用。如拱式结构单层刚架结构等体系中,当断面较大时,亦可用桁架的形式。

  七、网架结构

  网架是由许多杆架按照一定规律组成的网状结构。它改变了平面桁架的受力状态,是高次超静定的空间结构。网架结构可分为平板网架和曲面网架两种。平板网架采用较多,其优点是:空间受力体系,杆件主要承受轴向力,受力合理,节约材料(如上海体育馆,直径110m,用钢量仅49kg/平方米),整体性能好,刚度大,抗震性能好。杆件类型较少,适于工业化生产。平板网架可分为交叉桁架体系和角锥体系两类。角锥体系受力更为合理,刚度更大。网架的高度主要取决于跨度,网架尺寸应与网架高度配合决定,腹杆的角度以45度为宜。

  八、拱式结构

  拱是一种有推力的结构,它的主要内力是轴向压力。由于拱式结构受力合理,在建筑和桥梁中被广泛应用。它适用于体育馆、展览馆等建筑中。巴黎工业与技术展览中心,跨度206m,拱式结构,是当今世界有名的大跨度建筑。

  拱的类型

  按照结构的组成和支承方式,拱可分为三铰拱、两铰拱和无铰拱。工程中,后两种拱采用较多。拱是一种有推力的结构,

  解决这个问题非常重要,通常可采用下列措施:

  1)推力由拉杆承受;

  2)推力由两侧框架承受。

  九、悬索结构

  悬索结构,是比较理想的大跨度结构形式之一,在桥梁中被广泛应用。目前,悬索屋盖结构的跨度已达160m,主要用于体育馆、展览馆中。悬索结构的主要承重构件是受拉的钢索,钢索是用高强度钢绞线或钢丝绳制成。

  1)悬索结构的受力特点

  悬索结构包括三部分:索网、边缘构件和下部支承结构。

  索非常柔软,其抗弯刚度忽略不计。索的形状随荷载性质而变。索是中心受拉构件,既无弯矩也无剪力。水平反力为H,方向是向外的。索的拉力取决于跨中的垂度,,垂度越小拉力越大。索的垂度一般为跨度的1/30.索的合理轴线形状随荷载的作用方式而变化。

  2)悬索的类型及实例

  悬索结构可分为单曲面与双曲面两类。单曲拉索体系构造简单,屋面稳定性差。双曲拉索体系,它由承重索和稳定索组成。支承结构可以有很多种,如框架、拱等。

  北京工人体育馆,为圆形悬索结构,可容纳15000名观众。比赛大厅直径94m,周围为四层框架结构,宽7.5m,主要为附属用房及休息廊。

  十、壁空间结构

  薄壁空间结构,也称壳体结构。它的厚度比其他尺寸(如跨度)小得多,所以称薄壁。它属于空间受力结构,主要承受曲面内的轴向压力,弯矩很小。它的受力比较合理,材料强度能得到充分利用。薄壳常用于大跨度的屋盖结构,如展览馆、俱乐部、飞机库等。

  薄壳结构多采用现浇钢筋混凝土,费模板、费工时。薄壁空间结构的曲面形式很多。这里讲两种,筒壳和双曲壳。

  筒壳一般由壳板、边粱和横隔三部分组成。筒壳的空间工作是由这三部分结构协同完成的。它的跨度在30m以内是有利的。当跨度再大时,宜采用双曲薄壳。

  双曲壳特别适用于大空间大跨度的建筑。双曲壳又分为圆顶壳、双曲扁壳和双曲抛物面壳。目前园顶的直径已达200多米。圆顶结构可用在大型公共建筑中,如天文馆、展览馆的屋盖。圆顶结构由壳面、支座环组成。通过支座环支于垂直构件上。壳面主要承受压力,支座环承受拉力。北京天文馆顶盖为半球形圆顶,直径25m,壳面厚6cm,结构自重每平方米约200公斤。双曲扁壳是双曲抛物面的一种形式,它由壳板和竖直的边缘构件(横隔构件)组成。因为扁壳的矢高比底面尺寸小得多,大约为1/5,所以叫扁壳。例如北京火车站大厅,35m×35m的双曲面扁壳屋盖,壳板为8cm,宽敞明亮,是一成功的范例。

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