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科普之窗——钢结构的主要结构体系
新闻来源:富煌集团  新闻记者:倪宝民  发布时间:2016/9/29 16:03:00

用于房屋建筑钢结构的结构体系有:多层、高层和超高层建筑结构体系,其主要有框架、框架支撑体系、框架内筒体系、带伸臂桁架的框架内筒体系、筒中筒及成束筒等结构体系。
钢框架结构是一种常用的钢结构形式,多用于大跨度公共建筑、工业厂房和一些对建筑空间、建筑体型、建筑功能有特殊要求的建筑物和构筑物中,如剧院、商场、体育场、火车站、展厅、造船厂、停车库、仓库、工业车间、电厂锅炉支架等。
框架结构一般可分为单层单跨、单层多跨和多层多跨等结构形式,以满足不同建筑造型和功能的需求。根据结构的抗侧力体系的不同,钢结构框架可分为纯框架、中心支撑框架、偏心支撑框架、框筒等。纯框架结构延性好,但侧向刚度较差;中心支撑框架通过支撑提高框架的刚度,但支撑受压会屈曲,支撑屈曲将导致原结构的承载力降低;偏心支撑框架可通过偏心梁段剪切屈服限制支撑的受压屈曲,从而保证结构具有稳定的承载力和良好的耗能性能,而结构侧向刚度介于纯框架和中心支撑框架之间;框筒实际上是密柱框架结构,由于梁跨小、刚度大,使周围柱近似构成一个整体受弯的薄壁筒体,具有较大的侧向刚度和承载力,因而框筒结构多用于超高层建筑。
平面结构体系是由承重体系和附加构件两部分组成,其中承重体系是由一系列相互平行平面结构组成,承担该结构平面内的竖向荷载和横向水平荷载,并传递到基础。附加构件由纵向构件及支撑组成,将各个平面结构连成整体,同时也承受结构平面外的纵向水平力。轻型门式钢架结构是最近几年来广泛应用的平面承重结构体系,除了厂房建筑外,还有商业建筑如超市、汽车展厅、体育馆等。常用的有两铰钢架、三铰钢架及无铰钢架,梁柱截面有等截面及变截面两种形式。
空间受力结构体系分为柔性空间结构和刚性空间结构等。柔性空间结构有悬索、斜拉、张弦、索穹顶及索膜结构等。刚性空间结构的网格结构有网架结构、网壳结构和管桁架结构等。网架是空间结构的一种。由于网架具有优越的结构性能,良好的经济性、安全性与适用性,在我国的应用比较广泛,特别是在大型公共建筑和工业厂房屋盖中更为常见。网壳属于曲面形网格结构,一般只有单层和双层两种,是主要承受薄膜内力的壳体,具有杆件结构构造简单和薄壳结构受力合理的特点。因而是一类跨越能力大、刚度好、材料省、杆件单一、制作安装方便、有广阔应用和发展前景的大跨度和超大跨度的空间结构。下面说的这个管桁架是近年来在大跨度空间结构中得到了广泛应用,可分为平面或空间桁架,与一般桁架的区别在于连接节点的方式不同。随着在多维数控切割技术的发展,使得形态各异的相贯线都能顺利切割与制作。管桁架结构具有简洁、流畅的视觉效果,造型丰富,在门厅、航站楼、体育馆、会议展览中心等建筑中等到广泛应用。

 
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