钢结构主要结构形式及组成杆件的分类

点击量:   发表时间:2017-02-27 09:03:12

结构的应用范围极其广泛。为了能更好发挥钢材的性能,有效地承担外荷,不同的工程结构采用的结构形式也将有所不同。因此,钢结构的主要结构形式比较多。

1.3.1  用于房屋建筑的主要结构形式,

(1)单层工业厂房常用的结构形式是由一系列的平面承重结构用支撑构件联空间整体(图l-lo)。在这种结构形式中,外荷载主要由平面承重结构承担,纵向水平荷载由支撑承受和传递。平面承重绡俐义叫伺步柙形式。最常见的为横梁与柱剛發明门式刚架和横梁(桁架)与枉饮接的排架。

(2)大跨度单层房屋的结构形式众多,常用的有以下几种:①平板网架。图1-11给出了两种双层平板网架,图1-11(a)为由杆件形成的倒置四角锥组成,1-11 (b)由三个方向交叉的桁架组成,这种结构形式目前也已在单层工业房屋中广泛应用;②网壳。网壳的形式比较多,图1-12给出了常用的几种。图1-12o)为筒状网壳,也称筒壳,可以是单层或双层的。双层时一般由置四角锥组成。图1-12 (b)、(C)为球状网壳,也称球壳,无论单层(图l-12b)或双c图l-12c,,其网格都可以有多种分格方式;③空间桁架或空间刚架体系。上甫东国际机场航站楼的屋盖采用了这种体系;④悬索。悬索结构是一种极为灵活的结构,其形式之多可谓不胜枚举,图1-13给出了少量的常用形式。图-13 (a)和(b)是预应力双层悬索体系,图1-13 (c)和(d)是预应力鞍形索网体系;⑤杂交结构。杂交结构是指不同结构形式组合在一起的结构。图1-14 (a)是拱与索网组合在一起,图1-14 (b)是拉索与平板网架组合在一起的斜拉网架;⑥张拉集成结构。张拉集成结构是一种主要用拉索通过预应力张拉与》量压杆组成的结构。这种结构形式可以跨越较大空间,是目前空间结构中跨度最大的结构,具有极佳的经济指标。图1-15所示是一种240m X 193m椭圆形平面张拉集成结构,这种形式也称索穹顶;⑦索膜结构。索膜结构由索和膜组成,有自重轻,体形灵活多样的优点,适宜用于大跨度公共建筑。图1-16为一104m x 6'7m的溜冰馆结构。

(3)多层、高层及超高层建筑所承受的风荷载或地震作用随着房屋高度的增加而迅速增加,如何有效地承受水平力是考虑结构形式的一个重要问题。根据高度的不同,多层、高层及超高层建筑可采用以下合适的结构形式:①刚架结构,梁和柱刚性连接形成多层多跨刚架(图l-17a);②刚架-支撑结构,即由刚架和支撑体系(包括抗剪桁架、剪力墙和核心筒)组成的结构,图1-17 (b)即为刚—抗剪桁架结构;③框筒、筒中筒、束筒等简体结构,图1-17 (c)为一束筒结构形式;④巨型结构包括巨型桁架和巨型框架(图7-17d)。

1.3.2  用于桥梁的主要结构形式

用于桥梁的主要结构形式有如下几种:①实腹板梁式结构,可以采用I形截面或箱形截面(图l-18a);②桁架式结构,桁架可以是简支的也可以是连续的9’图l-18b,;③拱或刚架式结构,图1-18 c c,是拱式结构的一种卷兒形式,拱和刚架可以做成实腹的,也可以是格构式的;④拱与梁或衍架柳组合结构,图1-18 (d)是用柔性拱与桁架结合的形式;⑤斜拉结构,图1-18 (e)是斜拉结构一种形式,斜拉索采用高强度预应力钢缆;⑥悬索结构,图1-18(Jj是悬索;结构的一种形式。

1.3.3  用于塔桅的主要结构形式

塔桅的主要结构形式为:①桅杆结构(图1-19 a),杆身依靠纤绳的牵拉而立,杆身可采用圆管或三角形、四边形等格构杆件;②塔架结构,塔架立面轮线可采用直线形、单折线形、多折线形和带有拱形底座的多折线形c图l-19b)面可分为三角形、四边形、六边形、八边形等。

1.3.4  各种结构形式中组成构件的分类

从房屋建筑、桥梁、塔桅以及其他工程结构所采用的主要结构形式来看,除了容器(如储液罐、储气罐、囤仓、炉体等)和管道(如输油管、输气管、压力水管等)采用钢板壳体结构外,,般都由杆件系统和索组成。分析这些杆件的受力,可以归结为拉索、拉杆、压杆、受弯杆件、受拉受弯构件(简称拉弯构件)、受压受弯构件(简称压弯构件)、拱、刚架等。有时钢构件还与混凝土组合在一,形成组合构件,如钢管混凝土、型钢混凝土构件等。由于这些杆件是组成各种结构形式的最基本单元,因此成为钢结构的基本构件。为了能精确地掌握钢结构各种结构形式的受力性能,首先必须掌握钢结构基本构件的工作性能及其分析的基本理论。本教材《钢结构基本原理》的宗旨即在于此。在以下几章中,将对钢结构的材料、受拉构件、拉弯构件及索、轴心受压件、受弯构件、压弯构件、桁架、单层刚架与拱以及组合构件等的受力性能及兵分析的基本理论进行刚还。

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