浅识单层建筑结构

浅识单层建筑结构

浅识单层建筑结构

单层建筑的种类多样，规模差距也很大。中小规模建筑种类多样，尺度较小，荷载以竖向为主，量值较小，结构易满足，主要是屋盖及相应的竖向支撑；大规模的单层建筑则对结构有着特殊要求。单层建筑结构型式主要有有梁、桁架、钢架等。

在中小跨度建筑中大量使用的梁属于水平构件，是应用最广泛、最基本的受弯构件之一，其按材料分为石梁（跨度可达8至9m，自重大），木梁（跨度可达10m以上，木材防腐、防火、防蛀等性能较差，耐久性往往难以满足要求），钢梁（跨度可达36m以上，也存在防腐、防火性能较差，造价和维护费用较高等缺点），钢筋混凝土梁（目前使用最多、应用最广的梁，跨度可达12m以上，存在自重大、抗裂性差、建造较费工等缺点），预应力混凝土梁，刚—钢筋混凝土组合梁等；按支座约束条件可分为静定梁和超静定梁，根据梁跨数的不同，有单跨静定梁或单跨超静定梁、多跨静定梁或多跨连续梁。各种梁都有其特点，简支梁构造简单，由于内力和挠度较大，常用于中小跨度的建筑。而悬臂梁的优点是在悬臂端无支撑构件，视野宽阔，空间布置灵活，在设计时不仅要考虑结构的强度和变形，还要注意结构的抗倾覆稳定性。两端固定梁是三次超静定结构，安全储备较高。悬挑结构倾覆力矩的平衡一般采用三种形式：上部压重平衡，在跨度较小的雨篷、阳台结构中常用；下部拉压平衡，常见于悬挑网架、悬挑网壳结构；左右自平衡，常用于机库、车库建筑中；副跨框架平衡，常用于剧院的挑台。当空间的跨度在一定范围内时，可以采用梁作为水平承重构件，以普通钢筋混凝土为例，其适用的跨度为6-12m。

桁架结构中的桁架指的是桁架梁，是格构化的一种梁式结构，也属于水平受弯构件。桁架结构常用于大跨度的厂房、展览馆、体育馆和桥梁等公共建筑

中。由于大多用于建筑的屋盖结构，桁架通常也被称作屋架，属于平面结构形式。其结构的优点实1）扩大了梁式结构的适用跨度2）桁架可以用各种材料制造3）桁架体型可以多样化4）施工方便。桁架是由上、下弦杆和副杆组成，按外形不同分为三角形、梯形、抛物线、折线型、平行弦等几种型式，按所用材料不同分为木、刚—木、刚、轻型钢、钢筋混凝土、预应力混凝土、钢筋混凝土—刚组合等型式，按受力特点及材料性能的不同分为桥式桁架、无斜腹杆桁架或刚接桁架、立体桁架等。屋架结构的选型，首先应了解屋架结构的主要尺寸参数，在根据建筑设计方案、结构材料供应、施工技术条件等因素进行选择，然后进行屋架结构和支撑系统的布置。其主要尺寸包括屋架的矢高、坡度、节间长度。选型应做到受力合理、技术先进、经济适用。对于矩形的建筑平面，一般采用等跨度、等间距、等标高布置的同一种类的屋架，屋架跨度一般以3m 为模数。另外，采用桁架结构的其他型式如立体桁架可以改进平面屋架结构平面外刚度小、支撑结构耗费材料多、部分杆件材料强度不能充分发挥的缺点。

梁、柱之间为刚性连接的结构成为刚架结构，单层的刚架又称为门式刚架。梁、柱之间为铰接的单层结构，则成为排架。总体来说，刚架结构的梁、柱截面高度小，造型轻巧，内部净空较大，但刚架仍属于平面结构，必须布置适当的支撑；刚架仍属于受弯力为主的结构，与拱式结构相比，材料强度不能充分利用，自重较大，用料较多，跨度受到一定限制。单层刚架的型式多样、富于变化，按构件的布置和支座约束条件分为无铰刚架、两铰刚架、三铰刚架；按刚架的材料分为木钢价、钢刚架、钢筋混凝土刚架等。单层钢架结构分为平顶、坡顶或拱顶，可以为单跨、双跨或多跨连续，可以根据通风、采光的需要设置天窗、通风屋脊和采光带，刚架横梁的坡度主要是由屋面材料及排水要求确定。其布置是十分灵活的，它可以是平行布置，辐射状布置或以其他的方式排列，

形成风格多变的建筑造型。

单层建筑结构一个具有代表意义的建筑——“鸟巢”，它的外形结构主要由巨大的门式钢架组成，共有24根桁架柱。国家体育场建筑顶面呈鞍形，长轴为332.3米，短轴为296.4米，最高点高度为68.5米，最低点高度为42.8米。原设计方案中的可开启屋顶被取消，屋顶开口扩大，并通过钢结构的优化大大减少了用钢量。大跨度屋盖支撑在24根桁架柱之上，柱距为37.96米。主桁架围绕屋盖中间的开口放射形布置，有22榀主桁架直通或接近直通。为了避免出现过于复杂的节点，少量主桁架在内环附近截断。钢结构大量采用由钢板焊接而成的箱形构件，交叉布置的主桁架与屋面及立面的次结构一起形成了“鸟巢”的特殊建筑造型。主看台部分采用钢筋混凝土框架一剪力墙结构体系，与大跨度钢结构完全脱开。整个建筑通过巨型网状结构联系，内部没有一根立柱，看台是一个完整的没有任何遮挡的碗状造型，如同一个巨大的容器，赋予体育场以不可思议的戏剧性和无与伦比的震撼力。在这里，中国传统文化中镂空的手法、陶瓷的纹路、红色的灿烂与热烈，与现代最先进的钢结构设计完美地相融在一起。

建筑学10-1班

赵槿槿

20101682