刚架结构工程实例解析
轻型门式刚架钢结构设计(配pkpm4.1实操)
连续实腹式檩条；
（2）C形和Z形檩条，宜将上翼缘肢尖（或卷边）朝向屋脊 方向；
（3）屋脊檩条应采用双檩条方案，并应在高度1/3处用圆钢
或钢管相互拉结； （4）檩条跨度由主刚架柱距决定；
（5）檩条间距应综合考虑天窗、通风屋脊、采光带、天沟、
屋面材料、檩条规格等因素，一般应等间距布置，但在屋脊 和檐口处，为便于屋脊盖板和天沟收边，檩条布置应做局部
柱间支撑和屋面支撑必须布置在同一开间内，形成抵抗纵向荷载 的支撑桁架；
刚性系杆可由檩条兼作，此时檩条应满足对压弯构件的刚度和承 载力要求。若不满足，应另设刚性系杆； 交叉支撑可采用张紧的圆钢，屋盖横向水平支撑可仅设在靠近上 翼缘处，
• 支撑系统的传力途径：
山墙墙板
墙梁
墙架柱
屋盖水平支撑系统
实腹式檩条 热轧型钢 H型钢 冷弯薄壁型钢 适用于荷载较大的屋面 适用于压型钢 板的轻型屋面
直卷边和斜卷边Z形檩条适用于屋面坡度i＞1/3的情况。卷边C形檩 条适用于屋面坡度 i≤1/3的情况，其截面在使用中互换性大，用钢量省。
适用于屋面坡度>1/3
适用于屋面坡度≤1/3
檩条的布置和连接 （1）优先选用冷弯卷边槽钢C形和冷弯卷边Z形钢等简支或
a)
柱 双螺母及垫板
b)
柱 双螺母及垫板
底板
底板
锚栓
锚栓
铰接柱脚
a) 柱 加劲板 底板 锚栓
b)
柱 锚栓支承托座 加劲板 底板 锚栓
刚接柱脚
次梁与主梁连接示意，a，b，c为铰接连接，d为固结连接
（a）
（b）
（c）
（d）
二、门式刚架结构设计分析
吊车梁
天窗架
山墙抗风柱
排架与刚架结构工程实例
排架与刚架结构工程实例
排架结构基本假定：基础与柱之间为刚性联结，柱顶端与屋架之间为
铰接，屋面结构的刚度为无穷大——没有轴向变
形。
排架结构的计算简图刚架结构的计算简图
排架结构工程实例
1、单层厂房混凝土厂房
厂房
长90米，宽18米，结构是排架结构。
排
架位置图
2、混凝土单层排架结构厂房
剖面图
平面图
3、智利橄榄油加工厂
概况
建筑体量简单而有力，如寓言般的厂房建筑位于遍布橄榄树的中央山谷里平缓的山脉。
立面是木质的，看上去很精致，颜色鲜明。
建筑的立面上模仿木地板的拼接质感。
（用这样的处理手法暗示了环境和建筑的目的。
）它采用可持续的技术，创造有利于生产高质量橄榄油的环境。
地点：智利，La Estrella，六区
建造面积：2800平方米
用地面积：5公顷（厂）1000公顷（种植）
材料：胶合木，胶合板，纤维水泥，混凝土和玻璃制品
1、36米双跨双坡单层钢结构厂房
2、钢结构厂房。
浅谈门式刚架结构平房粮仓柱脚及基础设计实例与要点
浅谈门式刚架结构平房粮仓柱脚及基础设计实例与要点摘要：门式刚架结构形式的平房粮仓具备投资省、施工周期短、适应性强等优点，因而被大量应用于新建、改建的项目中。
门式刚架平房粮仓与普通门式刚架房屋相比较，前者的刚架结构要承受由堆粮产生的较大侧推力，在此工况下，其柱脚及基础设计也与普通情况有较大的区别。
本文结合实例提供一种设计方法，并将其中的要点与各位同行分享。
关键词：门式刚架，平房粮仓，抗剪键，配筋地坪Heel&Foundation Design examples and KeyPoints ofPortal FramestructureBungalow BarnFu Ruijun(Beijing Biotechina Environment Co., Ltd, Beijing 100083, China)Abstract:The portal frame structure bungalow barn has the advantages of investment saving, short construction period, strong adaptability, so it is widely used in construction, renovation project. Portal frame bungalow barn and common portal frame building are compared, the former rigid frame structure to withstand greater thrust produced by grain piles, under this condition, the column pedestaland foundation design also has the big difference with the ordinary circumstances. This paper provides a design method, and the key points to share with colleagues.Key words:portal frame;bungalow barn;shear key;reinforced ground1 前言平房粮仓按其结构形式的不同, 可分为折线形屋架平房仓、门式刚架平房仓、拱板平房仓等。
钢结构工程事故典型案例浅析
1引言随着经济的飞速发展、建筑技术水平的提高,由于钢结构受力性能优越和材料环保的优点,钢结构工程越来越多。
尤其是21世纪以来,钢结构技术为人们创造了令人瞩目的成果,在大跨度、超高层建筑领域钢结构大放异彩。
但是由于各种钢结构施工事件频繁出现,沉痛的历史教训不断重复,给社会和企业造成了极大的经济损失,严重干扰了钢构行业的健康发展,更是威胁了广大人民群众的生命财产安全[1]。
表1中列举了一些典型工程实例。
钢结构工程事故的分析,有助于我们认识钢结构的破坏形式及原因,为预防钢结构工程事故的发生采取相关措施。
本文选择几例典型钢结构工程事故进行分析,总结钢结构事故的警示教训,提出预防钢结构事故的对策,供设计、施工和使用单位参考。
2钢结构事故类型及原因分析2.1事故类型钢结构可能的损坏形态主要包括:钢结构整体失稳状态,结构构件部分失稳状态,结构构件塑性损伤,结构构件脆性损伤,结构构件疲劳损伤。
按照破坏形式,钢结构事故的形式主要包括:整体坍塌,局部崩塌,脆断事件,结构变形事故,断裂【作者简介】林振杨（1987~），男，四川隆昌人，高级工程师，一级注册结构工程师，从事结构工程设计与研究。
钢结构工程事故典型案例浅析Analysis of Typical Cases of Steel Structure Engineering Accidents林振杨（中机第一设计研究院有限公司，合肥230601）LIN Zhen-yang(First Design ＆Research Institute MI China Co.Ltd.,Hefei 230601,China)【摘要】论述了钢结构常见事故类型及原因，结合国内外典型钢结构事故案例，对工程概况、事故概况及原因进行了介绍和分析，总结钢结构事故的警示教训，从设计阶段、施工阶段及营运维护阶段措施3方面提出预防钢结构事故的对策。
【Abstract 】This paper discusses the types and causes of common accidents of steel structures,introduces and analyzes the project overview,accident overview and accident causes based on the typical cases of steel structures at home and abroad,summarizes the warning lessons of steel structure accidents,and puts forward countermeasures to prevent steel structure accidents from the design stage,construction stage and operation and maintenance stage measures 3aspects,at the same time.【关键词】钢结构；工程事故；事故原因；案例分析；预防对策【Keywords 】steel structure;engineering accidents;accident causes;case analysis;preventive measures 【中图分类号】TU391【文献标志码】B【文章编号】1007-9467（2023）11-0035-03【DOI 】10.13616/ki.gcjsysj.2023.11.010工程名称结构类型事故时间事故类型加拿大魁北克桥罗马尼亚圆球面单层网壳美国哈特福特城的体育网架美国纽约世贸中心大楼法国戴高乐机场候机厅河南省体育馆内蒙古新丰电厂汽轮机房上海某大型厂房上海环球金融中心威海蓝星玻璃新技术有限公司成品库2008年南方特大冰雪灾害钢结构事故北京央视北配楼TVCC马来西亚苏丹米占再纳阿比丁体育馆成都瑞奇化工厂房鄂尔多斯那达慕大会主会场美国明尼苏达维京人队体育场四川盐源县输电铁塔桥梁钢结构大跨钢结构大跨钢结构高层钢结构大跨钢结构大跨钢结构大跨钢结构轻钢结构高层钢结构大跨钢结构钢结构高层结构大跨钢结构轻钢结构大跨钢结构索网膜结构高耸结构1907年1960年1978年2001年2004年2004年2005年2006年2007年2008年2008年2009年2009年2009年2010年2010年2011年局部失稳失稳压杆屈曲火灾局部坍塌屋面破坏局部坍塌整体倒塌火灾整体倒塌火灾整体失稳整体坍塌整体坍塌整体坍塌屈曲折断表1国内外钢结构工程事故实例35事故,连接错位等形式[2]。
刚架结构工程实例解析
结构材料：胶合木结构、钢结构、混凝土结构 构件截面：实腹式刚架、空腹式刚架、格构式刚架、 等截面、变截面 建筑型体：平顶、坡顶、拱顶、单跨与多跨
施工技术：预应力刚架和非预应力刚架
国家体育场
国家体育场——功能
鸟巢位于北京奥林匹克公园中心区南部，鸟 巢为2008年第29届奥林匹克运动会主体育场。鸟 巢工程中总占地面积21公顷，鸟巢建筑面积 258.000。鸟巢内观众座席约91000个，其中临时 座席约为11000个。鸟巢举行了2008年奥运会、 残运会开闭幕式、田径比赛及足球比赛决赛。奥 运会后成为北京市民广泛与体育活动及享受体育 娱乐的大型专场所，鸟巢并成为具有地标性的体 育建筑和奥运遗产。
国家体育场——结构形式
• 国家体育场采用了空间刚架结构。格构式 刚架的梁、柱、腹板等构件均采用由钢板 焊接而成的箱型截面。沿体育场平面周边 设置了24根刚架柱，柱距为37.958米。22 榀刚架主结构、屋面及立面的次结构、12 组大楼梯及楼梯柱共同构成了“鸟巢”的 形态。体育场看台部分采用钢筋混凝土框 架—剪力墙结构体系，与大跨度钢结构完 全脱开。
国家体育场——结构形式
国家体育场——结构形式
• 屋盖主结构的杆件均为箱型构件。其 中，主桁架断面高度为12m，上弦杆截面为 1200mm×1200mm～1000mm ×1000mm， 下弦杆截面为1000mm×1200mm～ 800mm ×800mm，腹杆截面基本为 600mm ×600mm。桁架柱为三角形格构柱， 每根格构柱由两根1200mm ×1200mm箱 型外柱和一根1200mm×1200mm菱形内柱 组成，腹杆截面为1000mm×1200mm。
国家体育场——造型
钢结构工程事故剖析
钢结构工程事故剖析1钢结构工程灾难性事故案例1.1设计不当造成的事故1. 1.1魁北克钢桥垮塌(事故1)加拿大跨越魁北克河三跨伸臂桥(如图1(a)所示),两边跨各长152.4m,中间跨长548.64m.1907年8月29日,该桥梁垮塌(如图1(b)所示),9000t重的钢桥坠入河中,死亡75人［3］.事故原因:1)钢桥格构式下弦压杆的角钢缀条过于柔弱(其总面积仅为弦杆截面面积的 1.1%),这样柔弱的受压承载力远小于它实际所承受的压力,缀条在压力作用下失去稳定性,导致承载能力丧失,未能起到缀条将分肢连接成可靠整体的作用.未被可靠连接的分肢不能有效发挥承载作用,在压力作用下失稳,最终导致整个结构破坏.这是典型的局部失稳导致结构整体破坏的典型案例.2)这次严重的工程事故还与设计变更有关.(a)远景图(b)垮塌图图1魁北克钢桥钢桥原设计中间跨跨度为487.68m,但后来设计师Cooper认为河床中部水流湍急,若将两支墩分别向岸边移动,修建桥墩的费用会节省很多,于是将主跨跨度调整为548.64m,跨度增加了12.5%.这一变更使该桥成为当时世界上跨度最大的伸臂桥.设计师主观地认为这样做(指中间跨加大跨度)没有问题,因此对桥梁内力及其引起的效应改变没有重新计算.教训:1)本案例使工程师和学者们认识到缀条在格构式受压构件中的重要作用.虽然缀条是起构造作用的,但实际上,由于初始弯曲的存在,格构式轴心受压构件在长度方向是有弯矩作用的,而沿杆长的弯矩变化必然产生剪力,该剪力主要由缀条承受,因此受压缀条受到轴力作用.如果缀条截面过小,承载能力不足,就难免发生上述悲剧.通过这个案例,可以使我们充分认识到格构式构件中作为连接件的缀条的重要性,对相关公式和规范中的相关构造条文生起重视之心,因为令人头疼的、枯燥的构造条款来自血淋淋的工程事故的教训,如果早日有了这些条文,某些鲜活的生命可能就不会消失.2)跨度调整之后,按梁结构对这一结构进行近似分析,可以发现实际上这一变动会使各构件的内力增加到原来的27%,位移增加到原来的160%,这样的增大比例,必须重新进行计算,重新设计构件,才能安全地承担相应荷载,完成预定功能.1. 1.2Hartford网架失稳(事故2)美国Connecticut州Hartford城一体育馆网架于1978年1月大雨雪后倒塌(如图2所示).该工程为91.4m×109.7m网架,4个等边角钢组成的十字形截面杆件用作受压弦杆和腹杆［4］.图2Hartford城体育馆网架垮塌事故原因:只考虑了压杆的弯曲屈曲,没有考虑扭转屈曲,更没考虑到因支撑偏心而发生的弯扭屈曲,结果受压杆因弯扭失稳而破坏,进而造成整个结构失稳垮塌.教训:1)结构工程是极为复杂的系统,我国的规范是强制性规范,是总结以往工程经验和研究成果的结晶,遵循规范可以大大避免工程事故的发生,但规范并不是万能的.由于社会发展提出的功能需要、造成的技术可能和建筑师求新求变的本能欲望等复杂原因,工程常是活跃的、生动的.层出不穷的新结构往往没有现成规范可循,某些超大跨、超高层建筑物即便采用了成熟的结构形式,其参数也往往超限(超过规范的容许值或推荐值).而规范往往10年才修正、补充一次,其中也只纳入经过较多解析、试验和数值分析等方法研究比较成熟的结构形式和相应构件的相关条款.不深入掌握规范不行,但一味盲从规范也不行.我们一方面要不畏枯燥繁琐,吃透规范条文,最大限度地降低工程风险,同时又要了解规范的滞后性和局限性,以自己的力学、结构知识和工程经验为基础做出独立的判断.2)人类对工程的认识、对结构原理的深入理解不是一蹴而就的,从工程事故中汲取的教训,是工程科学进步的重要动力和灵感源泉.从类似工程事故中汲取教训,我国专家对十字形受压杆件进行了相关的理论研究和实验研究,在2003年的GB50017—2003《钢结构设计规范》中已纳入了该构件的弯扭稳定验算公式.1. 1.3轻钢梭形屋架失稳倒塌(事故3)1990年2月,辽宁省某重型机械厂计量楼增层会议室14.4m跨的轻钢梭形屋架腹杆平面外出现半波屈曲,致使屋盖迅速塌落(如图3所示),造成42人死亡、179人受伤(当时正有305人在开会).图3轻钢梭形屋架支撑的屋盖发生倒塌事故原因:该轻钢梭形屋架适用于屋面荷载较小的情况,因为轻钢结构要求“轻对轻”(即荷载轻、自重轻),但是由于设计人员对此原则未能掌握,误用了重型屋盖,使钢屋架腹杆受到的实际力要大于按轻型屋盖确定的构件承载能力,而且还错用了计算长度系数,导致受压腹杆的平面外实际计算长度系数λy＞300,如此纤细的受压腹杆不仅在稳定承载力上无法满足实际承载需要,而且从构造上也已经远远超过规范限值(受压构件长细比容许值为150,受拉杆为300).教训:1)我们应该充分认识不同的钢屋架应采用哪种钢屋盖(重型屋盖还是轻型屋盖).2)对受压腹杆的计算长度不得马虎,必须正确理解规范中对此类构件的有关规定,并严格执行,必要时可进行高等分析或者采用试验验证. 1.2安装不当造成的事故(事故4)1957年前苏联古比雪夫列宁冶金厂锻压车间1200m2钢屋盖塌落.事故原因:一对拉、压钢杆装配颠倒.钢结构由于材料轻质高强,其构件通常较为纤细.在这种情况下,受拉构件只要满足强度和刚度的要求即可,因而长细比通常较大.而受压构件要同时满足强度、刚度、稳定性要求,并且通常是稳定条件在控制设计,长细比通常要比受拉构件小得多.在工程中,一旦拉、压杆颠倒配置,原本的受压杆用受拉杆代替,根据欧拉公式P cr=π2EI/(μl)2［5］,受拉杆的计算长度(μl)通常要比受压杆的计算长度大得多,这样误用为受压杆的受拉杆能够承受的P cr要比本应由受压杆承担的设计压力小很多,杆件就会失去稳定发生破坏,并且造成附近杆件的骨牌效应,接连发生破坏,进而造成整个结构的破坏.教训:这个事故可以鲜明生动地向学生阐明钢结构中拉、压构件在本质上的区别.将来从事钢结构领域的工作,不管是设计、制作,还是施工,都必须认真理解钢构件设计的基本原理,并且要认真负责,绝不允许把拉、压构件颠倒配置,以免类似事故再度发生.1.3施工不当造成的事故(事故5)宁波某轻钢门式刚架施工阶段倒塌(如图4所示).图中一系列门式刚架在施工过程中倒塌,发生严重塑性变形,修复极为困难,经济损失惨重.图4门式刚架施工倒塌事故原因:施工顺序不当、未设置必要的支撑等.门式刚架作为一种平面结构,在平面外的尺寸非常小(仅仅是钢梁或钢柱的翼缘宽度),平面外的刚度很弱,并且很容易发生倾覆.在结构正常工作时,平面刚架体系通过纵向的柱间支撑来承受平面外作用,并防止结构倾覆.教训:施工中,单榀门式刚架是没有平面外承载能力的,必须及时设置支撑(柱间和屋面支撑),使两榀门式刚架通过支撑连接成一个有空间刚度的“可靠承载单元”,其他榀门式刚架通过刚性系杆与该“可靠承载单元”连接,才能避免在扰动作用下,门式刚架发生倒塌或倾覆. 2钢结构工程事故的影响因素2.1构件稳定性不足因为钢材轻质高强,所以钢构件通常做得比较纤细,这样的杆件在压力作用下,有可能发生失稳.失稳可能导致构件承载能力完全或部分丧失,从而引发事故.在钢构件设计中,稳定因素常常是最主要的控制因素.在钢结构事故中,构件或结构失稳占有很大的比例,上述5个例子,都与构件失稳有直接或间接关系.2.2设计缺乏合理性事故1、2、3都是设计不合理所致.事故1发生的原因在于设计师对缀条在格构式受压构件中的重要作用认识不足,没有认识到实际工程与理想模型的不同,从而发生了缀条破坏导致整个结构破坏的事故.事故2是由于设计师对十字形截面杆件扭转屈曲的可能性认识不足造成的.事故3是设计师误用了重型屋盖和错用了计算长度系数的双重错误所致.设计是钢结构工程的龙头,设计环节出了问题通常无法在其他阶段进行弥补,这就要求钢结构设计人员具有扎实的理论基础,对所设计的钢结构和钢构件有透彻了解,避免发生强度、刚度、稳定性方面的原则性设计错误,从而避免因设计失误导致的钢结构事故.2.3构件安装错误设计师的设计意图归根到底要靠制造人员来实现,制造人员缺少必要的钢结构理论知识,难以领会设计意图,或责任感不强都可能导致构件安装错误,使结构最终性态与设计意图不符,难以承受既定荷载,发生类似事故4那样的整体破坏.2.4施工不够规范土木工程领域存在着一定程度的重设计、轻施工的错误倾向,实际上,钢结构的施工往往涉及结构性态的复杂变化,可以说施工阶段的困难程度和技术含量,一点也不比设计阶段低,甚至犹有过之,在钢结构越来越复杂的今天就更是如此.某些施工单位不能在透彻理解结构施工原理的基础上制定科学合理的施工方案,或者不能严格遵守施工规范和施工方案,就可能因施工失误造成类似事故5那样的重大事故.2.5工程事故的复杂性工程事故的原因往往较为复杂,不一定是单一因素引起,例如上述魁北克钢桥垮塌事故,是对格构式构件缀条作用及受力性能缺少透彻了解和变更结构跨度后未对结构重新进行分析、论证双重原因所致,再加上盲目信任设计专家,监管不到位等因素共同导致了工程悲剧.再如上述轻钢梭形屋架失稳倒塌,是错用计算长度系数和轻钢结构误用重型屋盖的双重错误导致的结构破坏.实际上,在一个钢结构工程的设计、制作、施工等任一环节如果没有足够的责任心和对结构原理缺乏必要的了解,都可能犯导致结构整体或局部破坏的错误,造成巨大的生命财产损失.有些错误虽然不会马上导致结构的破坏,但由于结构工程的使用期往往长达50年、100年,这些问题隐藏在结构中,在超载、飓风、大震等比较极端的条件下就可能会发生破坏,成为工程中的极大隐患,其危害性也显而易见,必须排除和杜绝.。
钢结构工程案例分析(一)-邱鹤年
4 百家论坛Building StructureWe learn we go钢结构工程案例分析（一）邱鹤年/中冶京诚工程技术有限公司1 重级工作制吊车梁的抗疲劳要求吊车梁，尤其是行驶重级工作制吊车的吊车梁，除设计计算、选材方面有验算疲劳的专门要求外，在构造、对施工要求和注意方面，也有很多事项必须向施工、生产单位说明。
首先，属于设计方面必须交代的，如吊车梁的选材，应根据当地日平均最低温度和吊车工作循环次数来确定钢材牌号及质量等级，并选定相应的焊接材料具体型号，以及所依据的标准、名称、代号、年号。
对焊缝具体要求也应明确，不宜选用部分熔合的对接焊缝用于垂直于受力方向的连接，角焊缝表面应做成直线形或凹形。
焊脚尺寸的比例：对正面角焊缝宜为1：1.5（长边顺内力方向）；对侧面角焊缝可为1：1。
对翼缘板或腹板的焊接拼接应采用加引弧板和引出板的焊透对接焊缝，引弧板割去处应打磨平整。
支座加劲肋上、下端及中间横向加劲肋上端均应刨平，顶紧翼缘。
中间横向加劲肋下端不得与受拉翼缘相焊，在距受拉翼缘50～100mm 处断开，且其与腹板的连接焊缝不宜在下端起落弧。
受拉翼缘与支撑不宜焊接。
重级工作制吊车梁的受拉翼缘板边缘宜为轧制边或自动气割边，当用手工气割或剪切机切割时应沿全长刨边。
吊车梁的受拉部位不得焊接悬挂设备的零件，并不宜在该处打火或焊接夹具。
当采用焊接长轨时，压板与钢轨间应留约1mm 空隙，以利纵向伸缩。
过去曾发生过在吊车梁腹板上焊摩电滑线支架、焊小型吊具，随意引弧打火，引起疲劳裂缝损坏等事故。
也有个别工艺管线专业对小管道、小零件没有详细节点交代，由现场处理，出现不当焊接，造成不良后果。
必要的小焊件，可焊在加劲肋上。
2 重型平台柱头的剪切破损冶金工厂操作平台为防止冲击，在结构层上铺砂垫层，再砌耐火砖，有的还铺铸钢板防护。
平台上通行火车、修炉机、载重车及堆料等负荷，有时还有冲击、碰撞、高温等异常作用，平台结构常有破损情况出现，现在就柱顶承压及抗剪问题给出算例分析。
不同建筑结构实例与分析
不同建筑结构实例与分析一、一样平板结构实例一：日本小住宅小屋周围的农场种植着蔬菜，日本漂亮的四季在那个地址轮回不息。
建筑与自然共存。
小屋离日本避暑胜地不远，那个地址健壮的生长着西红柿和黄瓜。
按日本标准看，那个地址的夏天较热冬季也较冷。
因此建筑师设计了一个不依托空调的冬暖夏凉室内自然环境。
扇形的平面布置，开口大的一边朝南，温暖的阳光在冬季进入建筑内部，在夏日被屋檐遮挡，南北双向开窗引入对流风。
尽管布局简单，可是不同的房间有不一样的风光。
建筑评论：从照片中咱们能够清楚地看到该建筑是木构的梁板式结构。
这种结构超级大体适合于建造小型住宅和多层建筑。
本建筑充分利用了梁板结构的空间性质，营造了一个超级舒畅的空间感受。
实例二：巴塞罗那的111社会保障住宅整个建筑为混凝土建筑，朴实无华的建筑也因此成了前方松林最好的背景，映射着景观的转变的阴影和自然的纹理。
表皮独特的波浪状均为植模板现场浇筑。
其工业化的水准保证了完工时刻。
最后形成的表皮节拍鲜明，明暗对照强烈，并与周围的松林相得益彰。
建筑评论：从第二张图咱们能够看出这栋建筑是无梁式平板，结构这种结构没有梁更为美观。
从内部空间来看该建筑营造了大量的室内灰空间，表现出了建筑师追求邻里和睦的社区精神。
二、悬挑结构实例一：流水别墅别墅总共分为三层，建筑的结构运用了钢筋混凝土。
它的每—层楼板连同边上的栏墙支承在墙和柱墩上，各层的空间大小和形状各不相同，筑师充分利用了钢筋混凝土结构的悬挑力，将建筑外形向各个方向悬伸出来。
流水别墅最具标志性特点的是建筑外形上一道道横墙和几条竖向的石墙，还有那顺流而下的瀑布。
组成一幅错落有致的山水画，栏墙色泽洁白滑腻，石墙粗犷奔放，使整个建筑不仅有水平和垂直的结构对照，还有颜色和质感给人以视觉和触觉上的享受.建筑评论：超级闻名的一个建筑几个错落的大平台的悬挑令整个建筑更具生机活力，同时竖向和横向的交织恍如与周围的景观融为一体。
实例二：“手指”旅店建筑的造型像张开的手指，手指探向大海，朝向不同的岛屿，让每一个房间取得不同的景观视野。
门式刚架计算原理和设计实例-基础设计
第八章基础设计房屋建筑设计总体上分为上部结构设计和下部结构设计两大部分，轻型钢结构建筑也不例外，前面几章已介绍了其上部结构，本章对其下部结构一一基础作一些讨论。
众所周知，在房屋建筑中，基础造价约占整个建筑物的30%左右，对于轻钢结构而言，最大优点就是重量轻，从而直接影响基础设计，与其它结构型式的基础相比，轻钢结构基础尺寸小，可以减少整个建筑物造价，另外对于地质条件较差地区，可优先考虑采用轻钢结构，这样容易满足地基承载力方面的要求。
那么轻钢结构基础与砼结构基础有什么不同？轻钢结构基础是如何设计的？在轻钢结构基础设计时应注意哪些方面？本章针对这些问题进行探讨，而不涉及基础本身设计的有关内容。
第一节基础设计的特点由于结构型式、荷载取值、支座条件等方面的不同，传至基础顶面内力是不同的，轻钢结构与传统的砼结构相比，最大差别就是在柱脚处存在较小的竖向力和较大的水平力，对于固接柱脚，还存在较大的弯矩，在风荷载起控制作用的情况下，还存在较大的上拔力。
柱底水平力会使基础产生倾覆和滑移，基础受上拔力作用，在覆土较浅的情况下，会使基础向上拔起，有关这方面的问题，后面再作详述。
由于轻钢结构的这些受力特点，导致其基础设计与其它结构存在很大的不同，主要表现在以下几个方面：1.基础形式基础型式选择应根据建筑物所在地工程地质情况和建筑物上部结构型式综合考虑，对于砼结构基础，常见的基础型式有独立基础、条形基础、片筏基础、箱形基础、桩基等等，而对于轻钢结构而言，由于柱网尺寸较大，上部结构传至柱脚的内力较小，一般以独立基础为主，若地质条件较差，可考虑采用条形基础，遇到暗浜等不良地质情况，可考虑采用桩基础，一般情况下不采用片筏基础和箱形基础。
2.柱脚受力（a）铰接柱脚（b）刚接柱脚图8-1不同柱脚型式的受力情况砼结构柱脚均为刚接，即同时存在轴向力N、水平剪力V和弯矩M，故基础尺寸较大，轻钢结构常见的柱脚型式有刚接和铰接两种（图8-1 ），其受力是不同的，对于铰接柱脚，只存在轴向力N和水平力V，对于刚接柱脚，除存在轴向力N和水平力V之外，还存在一定的弯矩M，从而使刚接柱脚的基础大于铰接柱脚。
干货！门式刚架结构设计实例
干货！门式刚架结构设计实例工程概况（一）设计资料某客户需要建设66X75m的仓库，根据客户要求，宽度方向为66m，设3跨，跨度分别为24m、18m、24m，柱距取7.5m，檐口高度为6m。
屋面为0.5mm压型钢板+75mm 厚保温棉（容重14kg/m3）＋0.4mm内衬板，材质采用Q345。
（二）方案选取1．跨度：考虑到特殊的使用要求（中间18m兼做交通走道），客户指定了上述的跨度要求。
为使读者理解如何寻找最经济的结构方案，笔者又研究了21m＋24m＋21m或18m+30m+18m的跨度方案，三种方案的每榀框架的用钢量对比如下：24m+18m+24m，每榀框架用钢量 4.9吨；21m+24m+21m，每榀框架用钢量 4.2吨；18m+30m+18m.，每榀框架用钢量 4.6吨；通常来说，如可能尽量将框架设计成对称结构，各跨跨度基本相同，中间跨跨度度略大于边跨将是一种比较经济的方案。
本项目由于客户需要将中间跨(18m)设置为走道，故笔者没有建议他们改为较为经济的跨度方案（21m＋24m＋21m）。
2．柱距选择：鉴于本工程总长度为75m，故取柱距为7.5m，即10@7.5。
读者也可以比较7.75+*****+7.75的柱距方案。
后者也是一种比较经济的株距方案。
3．屋面梁拼接节点设置节点设置需要考虑下列因素：(1) 拼接点尽可能靠近反弯点，一般反弯点位置在1/4~1/6跨度处，按照此原则，对于24m跨，拼接点设在离柱24*(1/4~1/6)=4~6m处比较合适。
对于18m跨，则应该设在18*(1/4~1/6)=3~4.5m比较合适；(2) 单元长度不要超过可运输最大长度，一般不宜超过12.5 m；(3) 尽量减少拼接数量，因为拼接节点需要端板及高强螺栓，同样会增加项目造价；(4) 拼接节点应避开抗风柱及屋面系杆的连接位置，以避免出现连接上的不便；综合多种因素，我们将屋面梁做了分段，见图3-26。
A节点为边柱与梁拼接节点，D为中柱与梁拼接，通常此处屋面梁不断，这是考虑此处弯矩较大，对于屋脊节点 F，通常我们也不建议此处屋面梁断开，原因是此处通常会有抗风柱及屋面系杆，若设置屋面系杆，将引起连接上的不便。
桥梁中简支刚架的案例
桥梁中简支刚架的案例
那我给你讲个简支刚架在桥梁里应用的超酷案例。
就说咱村旁边新建的那座跨河小桥吧。
这桥啊，就是采用了简支刚架结构。
你看啊，这桥两端就像坐在地上的两个稳重的大汉，稳稳当当的，这就是简支结构的特点啦，简单地支撑着桥面，让桥不会晃晃悠悠的。
然后呢，这刚架部分就像是大汉坚实的骨架。
桥中间部分那些刚架结构的杆件啊，互相支撑，协同合作。
比如说，竖着的杆件就像人的脊梁骨，笔直地顶着桥面，承受着从桥上经过的车辆啊、行人啊带来的压力。
而那些横着的杆件呢，就像是人的手臂，紧紧地拉着两边的结构，防止它们被压得东倒西歪。
有一次啊，村里的老王开着他那装满粮食的小货车就往桥上走。
那车可沉了，我在旁边看着都有点担心这桥能不能撑得住。
结果呢，这简支刚架结构的桥就像个沉稳的巨人一样，一点事儿都没有。
车开过去的时候，桥面也就微微颤了那么一下下，就跟人挑着重物的时候稍微晃悠了一点似的，但是很快就又稳如泰山了。
这就是简支刚架在咱身边桥梁中的一个很实在的例子啦，它既简单又实用，还特别坚固呢！。
单层刚架结构体系全解
多跨刚架常采用“Γ”形和“Y”形拼装单元。
刚架承受的荷载一般有恒载和活载两种。 在恒载作用下弯矩零点的位置是固定的， 在活载作用下，对于各种不同的情况，弯矩 零点的位置是变化的。因此，在划分结构单 元时，接头位置应根据刚架在主要荷载作用 下的内力图确定。
设计实例 民航客机维修方案
刚架方案
方案三
中型民航客机维修车间
修理“伊尔—24”和”安—24”型客机。机身长24m，尾翼32m，尾高8.4m，桨高 5.1m，机翼距地3m。
谢谢大家
门式刚架的形式及截面尺寸 特点：刚度大、耗钢少。
刚
架
格构式
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内， 也可布置在刚架横梁内仅对横梁施加预应力， 也可对整个刚架结构施加预应力。
门式刚架的形式及截面尺寸
主次结构布置
刚架的结构布置和构造 门式刚架的高跨比
高跨比h/l=0.75 （此时比较合理）
刚架的结构布置和构造
钢刚架 节点 连接
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。 拼接节点处，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。
刚架的结构布置和构造
钢筋混 凝土刚 架节点 连接
多采用预制装配式钢筋混凝土刚架。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 架结构划分成形Γ、Y形拼装单元。
第四章 刚架结构
第四章刚架结构刚架结构是指梁、柱刚性连接的结构。
当梁与柱之间为饺接时，一般称为排架，多层多跨的刚架结构则常称为框架，单层刚架也称为门式刚架。
优点：单层刚架结构为梁柱合一的结构，内力小于排架结构，截面高度小，造型轻巧，内部空间较大，广泛应用于中小型厂房、体育馆、礼堂等中小跨度中。
缺点：受弯为主，自重较大，用料较多，适用跨度受到限制。
4.1单层刚架结构的受力特点4.2刚架结构的对结构内力的影响型式4.3 刚架结构的构造与布置4.4 工程实例4.1单层刚架结构的受力特点竖向荷载作用下，柱对梁的约束作用，减小了梁跨中的弯矩和挠度。
水平荷载作用下，梁对柱的约束作用，减小了柱内的弯矩和侧向变位。
4.1.1 约束条件对结构内力的影响无铰刚架三次超静定，刚度大、内力小；基础较大、对地基要求高。
两铰刚架一次超静定，基础处为铰支承；为常用的一种刚架。
在跨中竖向荷载作用下a) 柱对梁端转动的约束作用很小，能阻碍竖向位移，与简支梁相差无几。
b) 柱能阻止梁的竖向位移，约束转动，相当于固定端作用。
c) 梁两端的弯矩不等，刚度大的一边，承受的弯矩大。
¾顶端水平集中力作用下a)梁柱节点无转动b) 相当于排架作用c) 刚度大的柱，承受的剪力和弯矩大。
C B i i >>C B i i <<21C C i i ≠C B i i >>C B i i <<21C C i i ≠4.1.2 梁柱线刚度比对结构内力的影响4.1.3 高跨比对结构内力的影响设想有一条悬索在竖向均布荷载作用下，在平衡状态将形成一条悬垂线即所谓索线，这时悬索内仅有拉力。
将索上下倒置，即成为拱的作用，索内的拉力也变成拱的压力，这条倒置的索线即为推力线。
高度减小，支座处水平推力增大。
4.1.4结构的构造对结构内力的影响在两铰刚架结构中，为了减少横梁内部的弯矩，除了可在支座铰处设置水平拉杆外，还可把纵向外墙挂在刚架柱的外肢处利用墙身重量所产生的力矩对刚架横梁起卸荷作用。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
国家体育场——结构形式
国家体育场——结构形式
结构特点
• 1、是国内规模最大的全焊接异型空间钢结 构工程；
• 2、结构十分复杂，应力应变状态难以控制； • 3、现场厚板焊接工程量达6000米，是国家
体育场钢结构安装工程中的一大难点，是 制约钢结构工程工期的主要因素之一。
施工总体过程
内部三层碗状看台下为四～七层混凝土框架结构
国家体育场——结构形式
国家体育场钢 结构工程由24 榀门式桁架围 绕着体育场内 部碗状看台区 旋转而成，其 中22榀贯通或 基本贯通。结 构组件相互支 撑、形成网格 状构架。
国家体育场主桁架立面展开图
国家体育场——结构形式
24根刚架柱为空间格 构式构件，由1根垂 直的菱形内弦和两根 向外倾斜的外弦以及 内弦与外弦之间的腹 杆组成。
刚架结构的形式
结构受力条件：无铰刚架、两铰刚架、三铰刚架 结构材料：胶合木结构、钢结构、混凝土结构 构件截面：实腹式刚架、空腹式刚架、格构式刚架
、 等截面、变截面
建筑型体：平顶、坡顶、拱顶、单跨与多跨 施工技术：预应力刚架和非预应力刚架
国家体育场
国家体育场——功能
鸟巢位于北京奥林匹克公园中心区南部，鸟 巢为2008年第29届奥林匹克运动会主体育场。鸟 巢工程中总占地面积21公顷，鸟巢建筑面积 258.000。鸟巢内观众座席约91000个，其中临时 座席约为11000个。鸟巢举行了2008年奥运会、 残运会开闭幕式、田径比赛及足球比赛决赛。奥 运会后成为北京市民广泛与体育活动及享受体育 娱乐的大型专场所，鸟巢并成为具有地标性的体 育建筑和奥运遗产。
24根格构式刚架柱形成竖向支撑
顶面的24榀门式桁架围绕主建筑
谢谢！
国家体育场——结构形式
国家体育场——结构形式
• ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ盖主结构的杆件均为箱型构件。其 中，主桁架断面高度为12m，上弦杆截面为 1200mm×1200mm～1000mm ×1000mm， 下弦杆截面为1000mm×1200mm～ 800mm ×800mm，腹杆截面基本为 600mm ×600mm。桁架柱为三角形格构柱， 每根格构柱由两根1200mm ×1200mm箱 型外柱和一根1200mm×1200mm菱形内柱 组成，腹杆截面为1000mm×1200mm。
国家体育场——结构形式
• 国家体育场采用了空间刚架结构。格构式 刚架的梁、柱、腹板等构件均采用由钢板 焊接而成的箱型截面。沿体育场平面周边 设置了24根刚架柱，柱距为37.958米。22 榀刚架主结构、屋面及立面的次结构、12 组大楼梯及楼梯柱共同构成了“鸟巢”的 形态。体育场看台部分采用钢筋混凝土框 架—剪力墙结构体系，与大跨度钢结构完 全脱开。
刚架结构工程实例解析
——以国家体育场为例
班级：10建筑 姓名：滕超 学号：1041401073
目录：
刚架结构形式及其特点 国家体育场功能 国家体育场造型 国家体育场空间要求 国家体育场结构形式及其特点
刚架结构及其受力特点
• 刚架结构是指梁、柱刚性连接的结构。优点是单层刚架结 构为梁柱合一的结构，内力小于排架结构，截面高度小， 造型轻巧，内部空间较大，广泛应用于中小型厂房、体育 馆、礼堂等中小跨度中。但是缺点也很明显，受力体系主 要是受弯为主，自重较大，用料较多，适用跨度受到限制 。
国家体育场——造型
• 工程主体建筑呈空 间马鞍椭圆形，南北 长333米、东西宽294 米，高69米。主体钢 结构形成整体的巨型 空间马鞍椭圆形钢价 编织式“鸟巢”结构。
国家体育场——空间要求
体育场屋盖中间开有长轴为185.3米，短轴为127.5米的洞口。22榀刚架围绕 洞口呈放射状布置，刚架梁为直通或接近直通，在洞口边缘形成由分段直线 构成的内环桁架。