1A411043 大跨度房屋結(jié)構(gòu)的主要類(lèi)型與受力特點(diǎn)
一般認(rèn)為，大跨度房屋結(jié)構(gòu)是指24m以上的跨度。能做到24m以上跨度的結(jié)構(gòu)有桁架、網(wǎng)架、剛架、拱、懸索和薄壁空間結(jié)構(gòu)等。
(1)大跨度屋架
大跨度的屋架多采用鋼桁架或預(yù)應(yīng)力混凝土桁架。
1)屋架的受力特點(diǎn)：
屋架是由桿件組成的構(gòu)件體系，其節(jié)點(diǎn)一般假定為鉸接點(diǎn)。當(dāng)荷載只作用在節(jié)點(diǎn)上時(shí)，所有桿件均只有軸向力，其材料強(qiáng)度可以得到充分利用，這就是屋架結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，因此它在較大跨度的建筑中得到應(yīng)用。
2)屋架的形式、基本尺寸：
3)屋架的制作、運(yùn)輸與安裝：
屋架就其整體結(jié)構(gòu)講是受彎構(gòu)件，平面結(jié)構(gòu)。屋架的平面外剛度非常弱。
(2)平板網(wǎng)架結(jié)構(gòu)
1)網(wǎng)架的特點(diǎn)與適用范圍：
網(wǎng)架結(jié)構(gòu)可分為平板網(wǎng)架和曲面網(wǎng)架兩種。平板網(wǎng)架采用較多，其優(yōu)點(diǎn)如下：
①三維空間受力體系。桿件主要承受軸向力，受力合理，節(jié)省材料。
②整體性好，剛度大，穩(wěn)定，抗震性能好，可懸掛吊車(chē)；
③桿件類(lèi)型較少，比較統(tǒng)一，適于工業(yè)化生產(chǎn)；
④尤其適用于大跨結(jié)構(gòu)，體育館、展覽館等大型建筑廣泛采用。
2)結(jié)構(gòu)形式：
平板網(wǎng)架可分為交叉桁架體系和角錐體系兩類(lèi)。
交叉桁架體系是由上下弦平行的平面桁架，相交叉聯(lián)成一體的空間結(jié)構(gòu)。
角錐體系網(wǎng)架是由三角錐、四角錐或六角錐單元分別組成的空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。它比交叉桁架體系網(wǎng)架剛度大，受力性能更好，而且可以在工廠生產(chǎn)出標(biāo)準(zhǔn)角錐單元體，便于現(xiàn)場(chǎng)安裝。
3)平板網(wǎng)架的受力特點(diǎn)：
網(wǎng)架的高度(即厚度)直接影響網(wǎng)架的剛度和桿件內(nèi)力。網(wǎng)架的高度主要取決于跨度。網(wǎng)格尺寸應(yīng)與網(wǎng)架高度配合決定。
4)網(wǎng)架的桿件形式與節(jié)點(diǎn)：
桿件形式有鋼管和角鋼兩種。鋼管比角鋼受力合理，材料節(jié)省35％，大跨度網(wǎng)架多用鋼管。
5)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的制作與安裝：
網(wǎng)架制作要求精度高。否則會(huì)產(chǎn)生附加內(nèi)力使部分構(gòu)件受力過(guò)大。
網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的安裝方法可分為高空拼裝和整體安裝兩類(lèi)。
(3)單層剛架結(jié)構(gòu)
1)單層剛架的受力特點(diǎn)與適用范圍：
單層剛架一般是由直線(xiàn)形桿件，梁與柱剛性連接而成的結(jié)構(gòu)。其受力特點(diǎn)是：在豎向荷載作用下柱對(duì)梁的約束減少了梁的跨中彎矩；在水平力的作用下，梁對(duì)柱約束減少了柱內(nèi)彎矩。梁與柱由于剛性連接，因而剛度提高。
門(mén)式剛架可分為無(wú)鉸剛架、兩鉸剛架和三鉸剛架三種。無(wú)鉸剛架，柱底彎矩大，是超靜定結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)剛度大。當(dāng)?shù)鼗l(fā)生不均勻沉降時(shí)，結(jié)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生附加內(nèi)力。三鉸剛架是靜定結(jié)構(gòu)。當(dāng)基礎(chǔ)有不均勻沉降時(shí)，結(jié)構(gòu)不會(huì)產(chǎn)生附加內(nèi)力。兩鉸剛架也是超靜定結(jié)構(gòu)。
剛架造型美觀，施工簡(jiǎn)便，室內(nèi)空間大，在工業(yè)廠房、體育館、禮堂、展覽館中廣泛采用。
2)單層剛架的截面形式及節(jié)點(diǎn)構(gòu)造：
(4)拱式結(jié)構(gòu)
1)拱的受力特點(diǎn)與適用范圍：
拱是一種有推力的結(jié)構(gòu)，它的主要內(nèi)力是軸向壓力。
拱式結(jié)構(gòu)的主要內(nèi)力為壓力，可利用抗壓性能良好的混凝土建造大跨度的拱式結(jié)構(gòu)。
由于拱式結(jié)構(gòu)受力合理，在建筑和橋梁中被廣泛應(yīng)用。它適用于體育館、展覽館等建筑中。
一般認(rèn)為，大跨度房屋結(jié)構(gòu)是指24m以上的跨度。能做到24m以上跨度的結(jié)構(gòu)有桁架、網(wǎng)架、剛架、拱、懸索和薄壁空間結(jié)構(gòu)等。
(1)大跨度屋架
大跨度的屋架多采用鋼桁架或預(yù)應(yīng)力混凝土桁架。
1)屋架的受力特點(diǎn)：
屋架是由桿件組成的構(gòu)件體系，其節(jié)點(diǎn)一般假定為鉸接點(diǎn)。當(dāng)荷載只作用在節(jié)點(diǎn)上時(shí)，所有桿件均只有軸向力，其材料強(qiáng)度可以得到充分利用，這就是屋架結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，因此它在較大跨度的建筑中得到應(yīng)用。
2)屋架的形式、基本尺寸：
3)屋架的制作、運(yùn)輸與安裝：
屋架就其整體結(jié)構(gòu)講是受彎構(gòu)件，平面結(jié)構(gòu)。屋架的平面外剛度非常弱。
(2)平板網(wǎng)架結(jié)構(gòu)
1)網(wǎng)架的特點(diǎn)與適用范圍：
網(wǎng)架結(jié)構(gòu)可分為平板網(wǎng)架和曲面網(wǎng)架兩種。平板網(wǎng)架采用較多，其優(yōu)點(diǎn)如下：
①三維空間受力體系。桿件主要承受軸向力，受力合理，節(jié)省材料。
②整體性好，剛度大，穩(wěn)定，抗震性能好，可懸掛吊車(chē)；
③桿件類(lèi)型較少，比較統(tǒng)一，適于工業(yè)化生產(chǎn)；
④尤其適用于大跨結(jié)構(gòu)，體育館、展覽館等大型建筑廣泛采用。
2)結(jié)構(gòu)形式：
平板網(wǎng)架可分為交叉桁架體系和角錐體系兩類(lèi)。
交叉桁架體系是由上下弦平行的平面桁架，相交叉聯(lián)成一體的空間結(jié)構(gòu)。
角錐體系網(wǎng)架是由三角錐、四角錐或六角錐單元分別組成的空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。它比交叉桁架體系網(wǎng)架剛度大，受力性能更好，而且可以在工廠生產(chǎn)出標(biāo)準(zhǔn)角錐單元體，便于現(xiàn)場(chǎng)安裝。
3)平板網(wǎng)架的受力特點(diǎn)：
網(wǎng)架的高度(即厚度)直接影響網(wǎng)架的剛度和桿件內(nèi)力。網(wǎng)架的高度主要取決于跨度。網(wǎng)格尺寸應(yīng)與網(wǎng)架高度配合決定。
4)網(wǎng)架的桿件形式與節(jié)點(diǎn)：
桿件形式有鋼管和角鋼兩種。鋼管比角鋼受力合理，材料節(jié)省35％，大跨度網(wǎng)架多用鋼管。
5)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的制作與安裝：
網(wǎng)架制作要求精度高。否則會(huì)產(chǎn)生附加內(nèi)力使部分構(gòu)件受力過(guò)大。
網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的安裝方法可分為高空拼裝和整體安裝兩類(lèi)。
(3)單層剛架結(jié)構(gòu)
1)單層剛架的受力特點(diǎn)與適用范圍：
單層剛架一般是由直線(xiàn)形桿件，梁與柱剛性連接而成的結(jié)構(gòu)。其受力特點(diǎn)是：在豎向荷載作用下柱對(duì)梁的約束減少了梁的跨中彎矩；在水平力的作用下，梁對(duì)柱約束減少了柱內(nèi)彎矩。梁與柱由于剛性連接，因而剛度提高。
門(mén)式剛架可分為無(wú)鉸剛架、兩鉸剛架和三鉸剛架三種。無(wú)鉸剛架，柱底彎矩大，是超靜定結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)剛度大。當(dāng)?shù)鼗l(fā)生不均勻沉降時(shí)，結(jié)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生附加內(nèi)力。三鉸剛架是靜定結(jié)構(gòu)。當(dāng)基礎(chǔ)有不均勻沉降時(shí)，結(jié)構(gòu)不會(huì)產(chǎn)生附加內(nèi)力。兩鉸剛架也是超靜定結(jié)構(gòu)。
剛架造型美觀，施工簡(jiǎn)便，室內(nèi)空間大，在工業(yè)廠房、體育館、禮堂、展覽館中廣泛采用。
2)單層剛架的截面形式及節(jié)點(diǎn)構(gòu)造：
(4)拱式結(jié)構(gòu)
1)拱的受力特點(diǎn)與適用范圍：
拱是一種有推力的結(jié)構(gòu)，它的主要內(nèi)力是軸向壓力。
拱式結(jié)構(gòu)的主要內(nèi)力為壓力，可利用抗壓性能良好的混凝土建造大跨度的拱式結(jié)構(gòu)。
由于拱式結(jié)構(gòu)受力合理，在建筑和橋梁中被廣泛應(yīng)用。它適用于體育館、展覽館等建筑中。