建筑结构选型举例

结构选型举例城规12-1第一小组组长：杜涛组员：覃娇恋、覃秋丹、凌洁红门式钢架结构门式刚架的分类：可分为无铰刚架、两铰刚架和三铰刚架。3.门式刚架按结构分：有胶合木结构、钢结构、混凝土结构；按构件截面分：实腹式结构、空腹式结构、格构式结构刚架、等截面与变截面杆刚架;按建筑体型分;平顶、坡顶、拱顶、单跨与多跨刚架：从施工技术分：预应力刚架与非预应力刚架。4.门式刚架结构的特点：门式刚架轻型房屋钢结构属轻型钢结构的一个分枝，这种结构型式的主要特点是：体现轻钢结构轻型、快速、高效的特点，应用节能环保型新型建材，实现工厂化加工制作、现场施工组装、方便快捷、节约建设周期；结构坚固耐用、建筑外型新颖美观、质优价宜、经济效益明显；柱网尺寸布置自由灵活、能满足不同气候环境条件下的施工和使用要求。门式刚架结构厂房实例：（1）霍尼韦尔门式钢结构厂房（美国霍尼韦尔是世界知名公司之一，南京霍尼韦尔厂房是在中国建设的第二座工厂。工程面积26780㎡，长186米，宽144米，采用钢筋混凝土柱，18米柱网加钢梁屋面形式，柱顶标高10.9米。下部吊挂空调消防管道，全吊顶。跨度方向采用H钢梁支撑，长度方向采用高强度格构式桁架。屋面和墙面均采用双层彩钢板，屋面部分采用双层彩钢板，屋面部分采用无钉和长度方向无缝搭接连接）。1、桁架结构的定义：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。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。2、桁架结构的特点：（1）各杆件受力均以单向拉、压为主，通过对上下弦杆和腹杆的合理布置，可适应结构内部的弯矩和剪力分布。2）由于水平方向的拉、压内力实现了自身平衡，整个结构不对支座产生水平推力。（3）结构布置灵活，应用范围非常广。(4)桁架梁和实腹梁（即我们一般所见的梁）相比，在抗弯方面，由于将受拉与受压的截面集中布置在上下两端，增大了内力臂，使得以同样的材料用量，实现了更大的抗弯强度。（5）在抗剪方面，通过合理布置腹杆，能够将剪力逐步传递给支座。这样无论是抗弯还是抗剪，桁架结构都能够使材料强度得到充分发挥，从而适用于各种跨度的建筑屋盖结构。更重要的意义还在于，它将横弯作用下的实腹梁内部复杂的应力状态转化为桁架杆件内简单的拉压应力状态，使我们能够直观地了解力的分布和传递，便于结构的变化和组合。桁架桥梁结构的例子:（1）武汉长江大桥，是中国第一座横跨长江的桥梁，大桥为公路铁路两用桥，上层为公路，双向四车道，两侧有人行道；下层为复线铁路。全桥总长1670米，其中正桥1156米，西北岸引桥303米，东南岸引桥211米。从基底至公路桥面高80米，下层为双线铁路桥，宽14.5米，两列火车可同时对开。上层为公路桥，宽22.5米，其中：车行道18米，设4车道；车行道两边的人行道各2.25米。桥身为三联连续桥梁，每联3孔，共8墩9孔。每孔跨度为128米，为终年巨轮航行无阻起了很大的作用。1.拱结构定义：一种主要承受轴向压力并由两端推力维持平衡的曲线或折线形构件。2.特点：拱结构比桁架结构具有更大的力学优点。在外荷作用下，拱主要产生压力，使构件摆脱了弯曲变形。如用抗压性能较好的材料（如砖石或钢筋混凝土）去做拱，正好发挥材料的性能。不过拱结构支座（拱脚）会产生水平推力，跨度大时这个推力也大，要对付这个推力仍是一桩麻烦而又耗费材料之事。由于拱结构的这个缺点，在实际工程应用上，桁架还是比拱用得普遍。3.拱结构形式与主要尺寸：按建筑的材料分类，有砖石砌体工结构、钢筋混凝土拱结构、钢拱结构、胶合木拱结构等；按结构组成和支承方式分类，有无铰拱、两铰拱和三铰拱，无拉杆拱和有拉杆拱。按拱轴的形式分类，常见的有半圆拱和抛物线拱；按拱身截面分类，有实腹式和格构式、等截面和变截面等。拱是一种平面结构，在平行切出的拱圈上相应位置各点的应力状态都是相同的。确定拱轴的形式考虑两个方面，一是拱的合理轴线，二是拱的矢高。4.拱的结构选型与布置：拱结构根据建筑平面形式的不同，可以有并列式布置、径向、环向、井式和多叉式等多种不同的布置方案。①俄罗斯风景桥1.简介：风景桥（ZhivopisnyBridge）是俄罗斯首都莫斯科克雷拉茨科耶区横跨莫斯科河（MoskvaRiver）的一座公路斜拉桥，全长1460m，其中主桥长409.50m，宽37m；跨河钢拱桥塔高105m，拱跨182m，斜拉索78根，拱顶下部建有圆形观景台和餐厅；桥面至水面高30m。风景桥于2007年12月建成通车。2.结构形式及特点：这座桥的独特之处在于构思的巧妙。为了避免道路与附近的地铁、公园、抽水站等公共设施的干扰，在地形地物受限的情况下，充分利用了河道上的空间，将桥梁架设在河道中心线上，在平面上桥梁与河流重叠。利用刚架拱横向布置巧妙地将桥墩基础设置在两岸岸边，这样既能保证桥墩的生根，又能使桥下河流畅通无阻，真是巧夺天工的设计。风景桥还有一个特点就是它的斜拉索体系。桥梁主跨为等截面的钢箱梁，钢箱梁被由刚架拱上的斜拉索牵引支撑，梁塔（刚架拱）完全分离，形成全浮悬状态，在78根拉索下组成了空间曲线索面的对称性斜拉桥。这种体系如果单就主梁的全浮悬状态来说，其抗震能力是很高的，当然，全桥的抗震水平还依赖于作为斜拉桥的主塔-刚架拱的稳定能力。看似两个毫无搭界的单一结构，一个是拱结构，一个是梁结构，它们通过斜拉索的连接使风景桥形成了一座独特的斜拉桥，这种由简单结构构件组成的复合结构形式的桥梁很值得我们桥梁工程师学习与借鉴。考虑观光的需要，桥梁主跨正上方利用刚架拱的支撑设置了类似于太空舱的圆形旋转餐厅。这成为风景桥一个建筑特点。网架结构网架结构是由多根杆件按照一定的网格形式通过节点连结而成的空间结构。具有空间受力、重量轻、刚度大、抗震性能好等优点；可用作体育馆、影剧院、展览厅、候车厅、体育场看台雨篷、飞机库、双向大柱距车间等建筑的屋盖。缺点是汇交于节点上的杆件数量较多，制作安装较平面结构复杂。网壳结构网壳是一种与平板网架类似的空间杆系结构，系以杆件为基础，按一定规律组成网格，按壳体结构布置的空间构架，它兼具杆系和壳体的性质。其传力特点主要是通过壳内两个方向的拉力、压力或剪力逐点传力。此结构是一种国内外颇受关注、有广阔发展前景的空间结构。网壳结构又包括单层网壳结构、预应力网壳结构、板锥网壳结构、肋环型索承网壳结构、单层叉筒网壳结构等。实例：浙江黄龙体育中心黄龙体育中心（DragenSportsCentre）位于浙江省杭州市曙光路，可以进行足球、篮球等多种比赛，是现中超球队杭州绿城队的主场，也是FIFA2007年中国女足世界杯的比赛场地之一。黄龙体育中心是浙江省目前规模最大、功能最全的现代化体育设施，是一个集体育比赛、文艺表演、健身娱乐、餐饮住宿、商务办公和购物展览于一体的多功能场所，其主体育场已成为浙江省和杭州市的标志性建筑之一，体育馆则以独特的建筑形态，充分表现其意境，网球中心可开启屋盖，为浙江体育建筑之首例。膜结构膜结构大连金石滩影视艺术中心为大连模特学校学生表演场及日常训练场。中心占地８．７万平方米，建筑面积２．２万平方米，为亚洲最大的拉膜式结构建筑。本工程为骨架式双层膜结构，主体膜结构为半个椭球钢网壳上面直接覆盖膜材料，椭球网壳平面长轴60米、短轴45米、高16米，放在倾斜的钢筋混凝土环梁上面并与预埋钢板焊接；环梁最低点标高3米，最高点标高10米；为提高其保温隔热性能，本工程采用了双层膜，膜层间距475mm，外层膜展开面积约3，200平方米，膜体在加工厂整体焊接完成，现场一次安装到位。悬索结构据北京城建集团工人体育馆改造项目负责人介绍，共设固定坐席12000个，临时坐席1000个。如今，正在对工人体育馆进行结构加固和功能改造，将柱子截面直径增加10厘米，大大增加了梁板的承载力，完全能满足体育赛事活动的需要。除此以外，工人体育馆还将增加使用功能。除全面改造更新了通风、照明、机电等设施，使体育馆设计更加人性化，安全性更高，舒适性更强。桁架桥梁结构的例子:（1）武汉长江大桥，是中国第一座横跨长江的桥梁，大桥为公路铁路两用桥，上层为公路，双向四车道，两侧有人行道；下层为复线铁路。全桥总长1670米，其中正桥1156米，西北岸引桥303米，东南岸引桥211米。从基底至公路桥面高80米，下层为双线铁路桥，宽14.5米，两列火车可同时对开。上层为公路桥，宽22.5米，其中：车行道18米，设4车道；车行道两边的人行道各2.25米。桥身为三联连续桥梁，每联3孔，共8墩9孔。每孔跨度为128米，为终年巨轮航行无阻起了很大的作用。武汉长江大桥的结构特点：武汉长江大轿采用的是刚桁架三孔连续梁结构。管柱基础结构施工技术，使水下的桥墩修建工作全部改在水面进行，减轻了工人的劳动强度，增加了施工时间，加快了工程进度，节约了工程造价。为了减轻自重，保证截面的强度和整体刚度，桁式组合拱桥的上下弦杆和腹杆及实腹段的截面，采用闭合箱形截面，并按照吊装顺序，分次拼装组合而成。拱结构举例朝天门大桥1.简介：朝天门大桥位于长江与嘉陵江交会处的朝天门前,此桥长1741米，主桥为190米+552米+190米，三跨连续中承式钢桁系杆拱桥。双层设计，上层双向6车道，下层双向轻轨和两个预留车道。国内同类桥梁，此前主跨多在400米左右，全桥用钢1万吨上下。朝天门全桥永久用钢4.6万吨，辅助用钢近4万吨。工程选址重庆市主城区朝天门码头下游约1.71公里处，施工期间，长江主航道不断航，舟船往来。大桥2008年年底建成，相隔30分钟以上曲折车程的南北两岸，直线距离缩短到10分钟车程以内。