刚架结构工程实例解析PPT课件
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轻型门式刚架结构ppt演示
加工成型
对钢材进行弯曲、成型等加工，确保尺寸准确、 表面光滑。
焊接
按照焊接工艺要求进行焊接，确保焊缝质量符合要 求。
防腐处理
对加工完成的构件进行除锈、涂装等防腐处理。
运输
将加工完成的构件按照要求进行包装和固定，并运输到 施工现场。
安装工艺与质量控制
安装准备
01 熟悉图纸和安装工艺，检查构
件质量和数量，确定安装基准 线和标高等。
06 门式刚架结构发展趋势与 展望
新材料的应用
高强度钢材
随着高强度钢材的研发和应用，门式刚架结构能够实现更大的跨度和更轻的自 重，提高了结构的承载能力和稳定性。
新型防腐材料
新型防腐材料如氟碳漆、热镀锌等，能够提高门式刚架结构的耐久性和防腐性 能，延长结构的使用寿命。
智能化施工与管理
BIM技术的应用
04 门式刚架结构施工与安装
施工流程
施工准备
基础施工
包括现场勘查、设计交底、施工组织设计 、人员培训等。
根据设计要求进行基础开挖、垫层铺设、 钢筋绑扎、模板支设、混凝土浇筑等。
构件加工与运输
安装工艺与质量控制
按照设计图纸对钢构件进行加工、焊接、 防腐处理，然后运输到施工现场。
进行钢柱、钢梁的安装，连接件的安装， 防腐、防火涂装的施工等，并按照相关规 范进行质量检测和控制。
包括人员、设备、物料 等的重量，以及风、雪、 地震等自然力作用下的
动态荷载。
风载
根据当地气象条件和建 筑物高度等因素确定的
风荷载。
地震作用
根据地震烈度和场地地 质条件等因素确定的地
震作用。
结构选型与布置
根据工程需求和场地条件，选择合适的跨度、高度和柱距等参数，以满足 使用功能和工艺要求。
对钢材进行弯曲、成型等加工，确保尺寸准确、 表面光滑。
焊接
按照焊接工艺要求进行焊接，确保焊缝质量符合要 求。
防腐处理
对加工完成的构件进行除锈、涂装等防腐处理。
运输
将加工完成的构件按照要求进行包装和固定，并运输到 施工现场。
安装工艺与质量控制
安装准备
01 熟悉图纸和安装工艺，检查构
件质量和数量，确定安装基准 线和标高等。
06 门式刚架结构发展趋势与 展望
新材料的应用
高强度钢材
随着高强度钢材的研发和应用，门式刚架结构能够实现更大的跨度和更轻的自 重，提高了结构的承载能力和稳定性。
新型防腐材料
新型防腐材料如氟碳漆、热镀锌等，能够提高门式刚架结构的耐久性和防腐性 能，延长结构的使用寿命。
智能化施工与管理
BIM技术的应用
04 门式刚架结构施工与安装
施工流程
施工准备
基础施工
包括现场勘查、设计交底、施工组织设计 、人员培训等。
根据设计要求进行基础开挖、垫层铺设、 钢筋绑扎、模板支设、混凝土浇筑等。
构件加工与运输
安装工艺与质量控制
按照设计图纸对钢构件进行加工、焊接、 防腐处理，然后运输到施工现场。
进行钢柱、钢梁的安装，连接件的安装， 防腐、防火涂装的施工等，并按照相关规 范进行质量检测和控制。
包括人员、设备、物料 等的重量，以及风、雪、 地震等自然力作用下的
动态荷载。
风载
根据当地气象条件和建 筑物高度等因素确定的
风荷载。
地震作用
根据地震烈度和场地地 质条件等因素确定的地
震作用。
结构选型与布置
根据工程需求和场地条件，选择合适的跨度、高度和柱距等参数，以满足 使用功能和工艺要求。
结构力学-刚架PPT
D
∑MD = 0 M BD = 160kN ⋅ m
80 20
A 2m
2m
160
40
M图 图
NBA
D
B
160
160
MBA
B 20kN/m
QBA
20 4m 60
40
40
A M图 (kN·m） 图 ）
80
A
20
80
Q图（kN) 图
B
160
160
D
40
B 0
20
NBD
40
A
NBA
M 图 (kN·m） ）
20 60 20
0.6qa
2qa G E
2qa 2 qa qa
2
qa 2
X
a
1.5qa 2
0.9qa 2
A
B
qa
M = qa 2
1.5a
0.6qa
C M
F
1.5a
作刚架Q 作刚架Q、N图的另一种方法
首先作出M图；然后取杆件为分离体，建立矩平衡方程，由杆端弯矩求杆 端剪力；最后取结点为隔离体，利用投影平衡由杆端剪力求杆端轴力。
0 NCA ∑X＝0，NCB ＝ 0 ∑Y＝0，NCA＝qa/2
q=4kN/m
1.5m
↓↓↓↓↓↓
1.79
＋
3.58
＋
6 D
α
C 4.5 E
6
3m
－ －
M图（kN.m） A
2kN 3kN
Q图（kN）7.16
＋
B
2kN
2
2
4kN/m ND 3m 3m C ↓↓↓↓↓↓↓ 9kN CNEC α 1.79 7.16 3.58 C α ααQCE Q CD 6D sin α = 1 cosα = 2 l DC = l EC = 3.35m E 5 5 1.79 Q EC NC 3.13Q 2 2 0.45 9 DC E － 3 3.13 ∑M CE + ∑ X = (C=6+3 .×)4×1.5+3.35QEC＝0 = 0 N 3 13 cosα − (3.58 +1.79) sinα QEC=2－7.16kN + 7.16× 1 2 － CE X −0N DC cos 1.79sinα + 2 = 0 = 0 = =+45 EC NX = =6－kN×α +×1.5+3.35Q 5＝0 .N3 ∑E ∑M ∑MD=6－QkN405 ) sinα + (1.79CE3.58) cosα 5.82 ∑−5 .1313+ ×3.35＝0 − = 3 3. 校核 N DC= Y−=.(82kN .45 QCE= 3.58kN CD N EC=1.79(kN)=Q － QCD － 3 DC 3.58 2 9 N图（kN） = −1.79× = 0
∑MD = 0 M BD = 160kN ⋅ m
80 20
A 2m
2m
160
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M图 图
NBA
D
B
160
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MBA
B 20kN/m
QBA
20 4m 60
40
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A M图 (kN·m） 图 ）
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A
20
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Q图（kN) 图
B
160
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D
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B 0
20
NBD
40
A
NBA
M 图 (kN·m） ）
20 60 20
0.6qa
2qa G E
2qa 2 qa qa
2
qa 2
X
a
1.5qa 2
0.9qa 2
A
B
qa
M = qa 2
1.5a
0.6qa
C M
F
1.5a
作刚架Q 作刚架Q、N图的另一种方法
首先作出M图；然后取杆件为分离体，建立矩平衡方程，由杆端弯矩求杆 端剪力；最后取结点为隔离体，利用投影平衡由杆端剪力求杆端轴力。
0 NCA ∑X＝0，NCB ＝ 0 ∑Y＝0，NCA＝qa/2
q=4kN/m
1.5m
↓↓↓↓↓↓
1.79
＋
3.58
＋
6 D
α
C 4.5 E
6
3m
－ －
M图（kN.m） A
2kN 3kN
Q图（kN）7.16
＋
B
2kN
2
2
4kN/m ND 3m 3m C ↓↓↓↓↓↓↓ 9kN CNEC α 1.79 7.16 3.58 C α ααQCE Q CD 6D sin α = 1 cosα = 2 l DC = l EC = 3.35m E 5 5 1.79 Q EC NC 3.13Q 2 2 0.45 9 DC E － 3 3.13 ∑M CE + ∑ X = (C=6+3 .×)4×1.5+3.35QEC＝0 = 0 N 3 13 cosα − (3.58 +1.79) sinα QEC=2－7.16kN + 7.16× 1 2 － CE X −0N DC cos 1.79sinα + 2 = 0 = 0 = =+45 EC NX = =6－kN×α +×1.5+3.35Q 5＝0 .N3 ∑E ∑M ∑MD=6－QkN405 ) sinα + (1.79CE3.58) cosα 5.82 ∑−5 .1313+ ×3.35＝0 − = 3 3. 校核 N DC= Y−=.(82kN .45 QCE= 3.58kN CD N EC=1.79(kN)=Q － QCD － 3 DC 3.58 2 9 N图（kN） = −1.79× = 0
钢结构教学课件PPT轴心受力构件
第六章 轴心受力构件
§6.1 轴心受力构件的应用及截面形式
6.1.1 轴心受力构件的应用
a)
轴心受力构件是指承受通过截面形 心轴线的轴向力作用的构件。包括 轴心受拉构件（轴心拉杆）和轴心 受压构件（轴心压杆）。
在钢结构中应用广泛，如桁架、网 架中的杆件，工业厂房及高层钢结 构的支撑，操作平台和其它结构的 支柱等。
1、弹性弯曲屈曲
欧拉（Euler）早在1744年通过对理想轴心压杆的整体稳定问题进 行的研究，当轴心力达到临界值时，压杆处于屈曲的微弯状态。 在弹性微弯状态下，根据外力矩平衡条件，可建立平衡微分方程， 求解后得到了著名的欧拉临界力和欧拉临界应力。
钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure
其临界力。
钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure
第六章 轴心受力构件
2、弹塑性弯曲屈曲
1889年恩格塞尔，用应力－应变曲线的切线模量代替欧拉公式中 的弹性模量E，将欧拉公式推广应用于非弹性范围，即：
Ncr
2Et I
l02
2 Et
2
A
（6.3.5）
钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure
第六章 轴心受力构件
对于高强螺栓的摩擦型连接，可以认为连接传力所依靠的摩擦力 均匀分布于螺孔四周，故在孔前接触面已传递一半的力，因此最 外列螺栓处危险截面的净截面强度应按下式计算：
N f
An,1
其中：An,1 b n1 d0 t;
+
+
+
+
b)
++
§6.1 轴心受力构件的应用及截面形式
6.1.1 轴心受力构件的应用
a)
轴心受力构件是指承受通过截面形 心轴线的轴向力作用的构件。包括 轴心受拉构件（轴心拉杆）和轴心 受压构件（轴心压杆）。
在钢结构中应用广泛，如桁架、网 架中的杆件，工业厂房及高层钢结 构的支撑，操作平台和其它结构的 支柱等。
1、弹性弯曲屈曲
欧拉（Euler）早在1744年通过对理想轴心压杆的整体稳定问题进 行的研究，当轴心力达到临界值时，压杆处于屈曲的微弯状态。 在弹性微弯状态下，根据外力矩平衡条件，可建立平衡微分方程， 求解后得到了著名的欧拉临界力和欧拉临界应力。
钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure
其临界力。
钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure
第六章 轴心受力构件
2、弹塑性弯曲屈曲
1889年恩格塞尔，用应力－应变曲线的切线模量代替欧拉公式中 的弹性模量E，将欧拉公式推广应用于非弹性范围，即：
Ncr
2Et I
l02
2 Et
2
A
（6.3.5）
钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure
第六章 轴心受力构件
对于高强螺栓的摩擦型连接，可以认为连接传力所依靠的摩擦力 均匀分布于螺孔四周，故在孔前接触面已传递一半的力，因此最 外列螺栓处危险截面的净截面强度应按下式计算：
N f
An,1
其中：An,1 b n1 d0 t;
+
+
+
+
b)
++
刚架结构简介课件
标准化和模块化
刚架结构将趋向于标准化和模块化，提高构件的互换性和通用性， 降低制造成本和施工难度。
THANKS
感谢观看
刚架结构的内力分析可以采用解析法和 数值法两种方法。
解析法是通过建立结构的数学模型，利 用力学原理求解结构的内力。这种方法 适用于简单的刚架结构，但难以处理复
杂的结构形式。
数值法是通过有限元分析等方法，将结 构离散化为多个单元，然后利用计算机 求解结构的内力。这种方法适用于复杂
的刚架结构，且精度较高。
焊接
焊接是将两块钢板通过熔融连接 在一起，具有施工简便、连接强
度高等优点。
螺栓连接
螺栓连接是通过螺栓将两块钢板 连接在一起，具有施工简单、拆
卸方便等特点。
铆钉连接
铆钉连接是将两块钢板通过铆钉 连接在一起，具有连接强度高、
耐久性好等特点。
刚架结构的防腐与防火设计
防腐设计
刚架结构的防腐设计主要是通过 表面涂装来实现，常用的防腐涂 料有防锈漆、防火漆等。
组装与拼装
将加工好的钢构件按照设计要求进行组装和拼装， 形成刚架结构。
施工监测与调整
在施工过程中，对刚架结构进行监测和调整，确 保结构稳定性和安全性。
验收与交付
完成施工后，进行验收和交付，确保符合设计要求和使 用安全。
刚架结构的安装要点与注意事项
安装顺序
按照设计图纸要求，确定安装 顺序，确保结构的稳定性和安 全性。
03
刚架结构的受力分析
刚架结构的受力特点
刚架结构是一种具有刚性连接的 杆系结构，其受力特点是在结构 中存在弯矩、剪力和轴力等内力
。
刚架结构的刚性连接使得结构在 受力时能够保持一定的形状和尺
寸，不会发生过大的变形。
刚架结构将趋向于标准化和模块化，提高构件的互换性和通用性， 降低制造成本和施工难度。
THANKS
感谢观看
刚架结构的内力分析可以采用解析法和 数值法两种方法。
解析法是通过建立结构的数学模型，利 用力学原理求解结构的内力。这种方法 适用于简单的刚架结构，但难以处理复
杂的结构形式。
数值法是通过有限元分析等方法，将结 构离散化为多个单元，然后利用计算机 求解结构的内力。这种方法适用于复杂
的刚架结构，且精度较高。
焊接
焊接是将两块钢板通过熔融连接 在一起，具有施工简便、连接强
度高等优点。
螺栓连接
螺栓连接是通过螺栓将两块钢板 连接在一起，具有施工简单、拆
卸方便等特点。
铆钉连接
铆钉连接是将两块钢板通过铆钉 连接在一起，具有连接强度高、
耐久性好等特点。
刚架结构的防腐与防火设计
防腐设计
刚架结构的防腐设计主要是通过 表面涂装来实现，常用的防腐涂 料有防锈漆、防火漆等。
组装与拼装
将加工好的钢构件按照设计要求进行组装和拼装， 形成刚架结构。
施工监测与调整
在施工过程中，对刚架结构进行监测和调整，确 保结构稳定性和安全性。
验收与交付
完成施工后，进行验收和交付，确保符合设计要求和使 用安全。
刚架结构的安装要点与注意事项
安装顺序
按照设计图纸要求，确定安装 顺序，确保结构的稳定性和安 全性。
03
刚架结构的受力分析
刚架结构的受力特点
刚架结构是一种具有刚性连接的 杆系结构，其受力特点是在结构 中存在弯矩、剪力和轴力等内力
。
刚架结构的刚性连接使得结构在 受力时能够保持一定的形状和尺
寸，不会发生过大的变形。
第八章单层刚架结构 ppt课件
29
• 4、结构构造对结构受力的影响 – 用以减少刚架横梁的跨中弯矩及截面高度。
30
5、温度变化
❖对静定结构（三铰刚架）无影响
31
6、支座位移
32
8.2 单层刚架结构的型式
• 按构件布置和支座约束条件分类
– 无铰刚架、两铰刚架、三铰刚架
• 按结构材料分类
– 胶合木结构刚架、钢筋砼刚架、钢结构刚 架
门式刚架刚度较差，受荷载后产生跨变，当用于工
业厂房时，吊车起重量不宜超过100kN。但与拱结构
相比，刚架仍然属于以受弯为主的结构，材料强度不
能充分发挥作用，结构自重较大，跨度受限。
5
门式刚架
6
排架
7
钢框架
8
• 门式刚架的外形选择主要考虑建筑排水和建筑造型的需要 主要分为：单跨，双跨，多跨，带毗屋，带挑檐等形式
55
56
单层刚架结构的截面形式 刚架杆件的截面应随其内力大小而相应变化
（截面h变化），这样，可以充分发挥材料性 能，节约材料，减轻自重，外形美观。
57
钢 刚 架 节 点 构 造
58
砼 刚 架 节 点 连 构 造
59
顶铰节点的构造
刚 架 铰 节 点 构 造
60
钢柱脚-铰支座形式
61
浇入素混凝土 保护地脚锚栓
27
3、 门式刚架的高跨比对结构受力的影响 高跨比越大，支座推力越小。
28
• 门式刚架的跨度与柱高的比例问题，即高跨比h/L，从结 构观点看，由于柱高的减少将使推力增大，从推力线来看， 对三铰门架来说，最好的形式是高度大于跨度；但对两铰 门架来说，由于跨中弯矩的存在，跨度稍大于高度就成为 合理的了。总的来说，高跨比H/L=0.75是比较合理的。
• 4、结构构造对结构受力的影响 – 用以减少刚架横梁的跨中弯矩及截面高度。
30
5、温度变化
❖对静定结构（三铰刚架）无影响
31
6、支座位移
32
8.2 单层刚架结构的型式
• 按构件布置和支座约束条件分类
– 无铰刚架、两铰刚架、三铰刚架
• 按结构材料分类
– 胶合木结构刚架、钢筋砼刚架、钢结构刚 架
门式刚架刚度较差，受荷载后产生跨变，当用于工
业厂房时，吊车起重量不宜超过100kN。但与拱结构
相比，刚架仍然属于以受弯为主的结构，材料强度不
能充分发挥作用，结构自重较大，跨度受限。
5
门式刚架
6
排架
7
钢框架
8
• 门式刚架的外形选择主要考虑建筑排水和建筑造型的需要 主要分为：单跨，双跨，多跨，带毗屋，带挑檐等形式
55
56
单层刚架结构的截面形式 刚架杆件的截面应随其内力大小而相应变化
（截面h变化），这样，可以充分发挥材料性 能，节约材料，减轻自重，外形美观。
57
钢 刚 架 节 点 构 造
58
砼 刚 架 节 点 连 构 造
59
顶铰节点的构造
刚 架 铰 节 点 构 造
60
钢柱脚-铰支座形式
61
浇入素混凝土 保护地脚锚栓
27
3、 门式刚架的高跨比对结构受力的影响 高跨比越大，支座推力越小。
28
• 门式刚架的跨度与柱高的比例问题，即高跨比h/L，从结 构观点看，由于柱高的减少将使推力增大，从推力线来看， 对三铰门架来说，最好的形式是高度大于跨度；但对两铰 门架来说，由于跨中弯矩的存在，跨度稍大于高度就成为 合理的了。总的来说，高跨比H/L=0.75是比较合理的。
刚架结构工程实例解析PPT33页
刚架结构工程实例解析
56、极端的法规，就是极端的不公。 ——西 塞罗 57、法律一旦成为人们的需要，人们 就不再 配享受 自由了 。—— 毕达哥 拉斯 58、法律规定的惩罚不是为了私人的 利益， 而是为 了公共 的利益 ；一部 分靠有 害的强 制，一 部分靠 榜样的 效力。 ——格 老秀斯 59、假如没有法律他们会更快乐的话 ，那么 法律作 为一件 无用之 物自己 就会消 灭、我们若已接受最坏的，就再没有什么损失。——卡耐基 47、书到用时方恨少、事非经过不知难。——陆游 48、书籍把我们引入最美好的社会，使我们认识各个时代的伟大智者。——史美尔斯 49、熟读唐诗三百首，不会作诗也会吟。——孙洙 50、谁和我一样用功，谁就会和我一样成功。——莫扎特
同济钢结构课程课件PPT之第七章 门式刚架结构设计_OK
（2）在刚架转折处（柱顶和屋脊）应沿房屋全长设置刚性系 杆；
（a）
（b）
屋面水平支撑布置
2021/8/21
16
（3）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；
（4）屋面交叉支撑和柔性系杆可按拉杆设计，非交叉支撑中 的受压杆件及刚性系杆应按压杆设计；
（5）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；
跨中受压翼缘设置一道拉条；当跨度大于6m时，宜在檩条 三分点处各设一道拉条（图3-13）；
2021/8/21
27
（3）当屋盖有天窗时，应在天窗两侧檩条之间设置 斜拉条和直撑杆；撑杆处应同时设置斜拉条，将檩条 沿屋面坡度方向的分力传到钢梁或钢柱上。
（4）拉条一般设置在离檩条上翼缘1/3高度处，当檩条
（a）单跨刚架 （b）双跨刚架 （c）多跨刚架
（d）带挑檐刚架 （e）带毗屋刚架 （f）单坡刚架
2021/8/21
9
2．门式刚架的尺寸
跨度：横向刚架柱轴线间的距离；
高度：地坪至柱轴线与横梁轴线交点的高度，根据使用要 求的室内净高确定。无吊车时，高度一般为4.5～9m；有吊车 时应根据轨顶标高和吊车净空要求确定，一般为9～12m。
托梁的形式和尺寸
2021/8/21
13
三、支撑体系布置
1．柱间支撑 （1）无吊车时柱间支撑的间距宜取30～45m；当有吊车时宜 设设在温度区段中部，或当温度区段较长时宜设在三分点处， 且间距不宜大于60m； （2）当建筑物宽度大于60m时，内柱列宜适当增加柱间支撑； （3）支撑与构件的夹角应在30°～60°范围内，宜接近45°； （4）柱间支撑可采用带张紧装置的十字交叉圆钢支撑，当桥 式吊车起重量大于5ｔ时，宜采用型钢支撑； （5）柱间支撑的内力，应根据该柱列所受纵向荷载（如风、 吊车制动力）按支承于柱脚基础上的竖向悬臂桁架计算；
（a）
（b）
屋面水平支撑布置
2021/8/21
16
（3）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；
（4）屋面交叉支撑和柔性系杆可按拉杆设计，非交叉支撑中 的受压杆件及刚性系杆应按压杆设计；
（5）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；
跨中受压翼缘设置一道拉条；当跨度大于6m时，宜在檩条 三分点处各设一道拉条（图3-13）；
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27
（3）当屋盖有天窗时，应在天窗两侧檩条之间设置 斜拉条和直撑杆；撑杆处应同时设置斜拉条，将檩条 沿屋面坡度方向的分力传到钢梁或钢柱上。
（4）拉条一般设置在离檩条上翼缘1/3高度处，当檩条
（a）单跨刚架 （b）双跨刚架 （c）多跨刚架
（d）带挑檐刚架 （e）带毗屋刚架 （f）单坡刚架
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9
2．门式刚架的尺寸
跨度：横向刚架柱轴线间的距离；
高度：地坪至柱轴线与横梁轴线交点的高度，根据使用要 求的室内净高确定。无吊车时，高度一般为4.5～9m；有吊车 时应根据轨顶标高和吊车净空要求确定，一般为9～12m。
托梁的形式和尺寸
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13
三、支撑体系布置
1．柱间支撑 （1）无吊车时柱间支撑的间距宜取30～45m；当有吊车时宜 设设在温度区段中部，或当温度区段较长时宜设在三分点处， 且间距不宜大于60m； （2）当建筑物宽度大于60m时，内柱列宜适当增加柱间支撑； （3）支撑与构件的夹角应在30°～60°范围内，宜接近45°； （4）柱间支撑可采用带张紧装置的十字交叉圆钢支撑，当桥 式吊车起重量大于5ｔ时，宜采用型钢支撑； （5）柱间支撑的内力，应根据该柱列所受纵向荷载（如风、 吊车制动力）按支承于柱脚基础上的竖向悬臂桁架计算；
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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
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1
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 。
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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。
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国家体育场——结构形式
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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。
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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
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国家体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。
内部三层碗状看台下为四～七层混凝土框架结构
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24根格构式刚架柱形成竖向支撑
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顶面的24榀门式桁架围绕主建筑
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谢谢！
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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。
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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。
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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
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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。
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国家体育场——结构形式
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国家体育场——结构形式
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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。
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施工总体过程
——以国家体育场为例
班级：10建筑 姓名：滕超 学号：1041401073
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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 。
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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。
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国家体育场——结构形式
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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。
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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
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国家体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。
内部三层碗状看台下为四～七层混凝土框架结构
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24根格构式刚架柱形成竖向支撑
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顶面的24榀门式桁架围绕主建筑
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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。
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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。
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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
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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。
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国家体育场——结构形式
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国家体育场——结构形式
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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。
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施工总体过程