著名桁架结构建筑实例

建筑结构选型

第13章

桁架结构

2013年6月14日星期五

李广军

13. 桁架结构13.1 桁架结构的特点

一、定义：由杆件与铰节点组成的格子式 结构(格构)。 二、桁架结构的发展由来

2013年6月14日星期五

李广军

13.1二、桁架结构的发展

桁架结构的特点

掏空的梁----桁架可以看成是从梁衍化而来

13. 桁架结构13.1 桁架结构的特点与优点一、定义：由杆件与铰节点组成的格子式结构(格构)。二、桁架结构的发展由来

三、桁架结构的计算假定与特点(1)桁架的节点都是光滑的铰节点；

(2)各杆的轴线都是直线并通过铰的中心；(3)荷载和支座反力都作用在节点上。

注：主内力与次内力2013年6月14日星期五 李广军 5

三、桁架结构计算的假定

理想桁架简图假设： 理想光滑铰接； 直杆且过铰心；

力只作用在结点。

只受结点荷载作用的直杆铰接体系2013年6月14日星期五 李广军 6

三、桁架结构计算的假定

2013年6月14日星期五

李广军

四、桁架结构的优点(1)扩大了梁式结构的适用跨度。 (2)桁架可用各种材料制造，如钢筋混凝土、 钢材、木材均可。 (3)桁架是由杆件组成的，桁架体型可以多样

化。如平行弦桁架、三角形桁架、梯形桁架、弧形桁架等型式。 (4)施工方便，桁架可以整体制造

建筑结构选型

小组成员：20#黄瑞，22#詹桢，23#何珍，24#蒲玥旻，25#李

甜

建筑结构选型

——悬挑结构、梁式结构和桁架结构分析一、悬挑结构

悬挑结构是指不是两端都有支撑的，一端埋在或者浇筑在支撑物上，另一端伸出挑出支撑物的结构。

通常的悬挑结构设计中多采用静定悬挑结构方案,以挑梁、厚板、高梁、箱形梁、壳体等悬臂构件来撑托上部数层乃至数十层的荷载及地震作用。要加大悬挑长度，可以采用加大悬挑梁截面、采用预应力或者使用钢结构等措施。而悬挑结构的平衡措施一般采取拉、压及拉压联合的方法或用副跨平衡的措施。

悬挑结构可以使建筑体型独特、外观新颖、增大上部空间的容量，但是他的受力状态与其他结构相比有不利的一面，如进行强度和变形验算外，还要进行抗倾覆验

算；其允许跨度仅为简支结构的一

半。

实例分析：

1、中央电视台总部大楼

该建筑由世界著名建筑设计师、荷兰人雷姆·库哈斯担任主建筑师，荷兰大都会建筑事务所负责设计。

中央电视台总部大

楼主楼的两座塔楼双向

内倾斜6度，在163米以

上由“L”形。悬臂结构

连为一体，建筑外表面的

玻璃幕墙由强烈的不规

则几何图案组成，造型独特、结构新颖、高新技术含量大，

2、里斯本东方车站

东方车站由西班牙建筑大

师卡拉特拉瓦设计兴建，这个车

站由于整合了各种

浅谈钢结构建筑设计的要点

摘要：钢结构住宅是当代住宅在21世纪里发展的必然趋势，以及在发展中存在的问题，提出钢结构住宅建筑设计中需在意的重点。近20年来，中国钢结构事业取得了大发展，也为设计行业的黄金时期带来了更多的挑战和机遇。 关键词：钢结构；建筑设计；黄金时期

钢结构住宅是以钢结构做为骨架，配合各种复合材料的轻型墙体拼装而组成，所耗用材料为工厂标准化、系列化、批量化生产，从而改善了传统住宅的钢筋混凝土建筑砖、瓦、沙、石现场施工，是住宅产业现代化的一个醒目标志。日前在国外，采用钢结构住宅建筑体系数不胜数，而在我国，厂房、大跨结构采用已较常见，而住宅则采用寥寥无几。

发展我国钢结构住宅存在的问题

在我国绝大部分的住宅标准规范是在近几十年来不断使用的结构体系基础编制的，钢结构住宅体系此前在我国属于技术空虚人才缺乏，钢结构住宅技术完全不能满足我国现行强制性规范的某些条文也不足为奇。譬如我国建国以后，绝大多数的建筑为砖石和钢筋混凝土等耐火性能较好的建筑材料，因此导致我国的《建筑设计防火规范》在材料选用方面貌似比国外苛刻，钢结构住宅难以满足其要求。这种与国内规范不衔接的状况，使钢结构住宅项目不管在工程设计施工阶段还是工程验收阶段都会遇到不计其数的障碍

浅谈钢结构建筑设计的要点

摘要：钢结构住宅是当代住宅在21世纪里发展的必然趋势，以及在发展中存在的问题，提出钢结构住宅建筑设计中需在意的重点。近20年来，中国钢结构事业取得了大发展，也为设计行业的黄金时期带来了更多的挑战和机遇。 关键词：钢结构；建筑设计；黄金时期

钢结构住宅是以钢结构做为骨架，配合各种复合材料的轻型墙体拼装而组成，所耗用材料为工厂标准化、系列化、批量化生产，从而改善了传统住宅的钢筋混凝土建筑砖、瓦、沙、石现场施工，是住宅产业现代化的一个醒目标志。日前在国外，采用钢结构住宅建筑体系数不胜数，而在我国，厂房、大跨结构采用已较常见，而住宅则采用寥寥无几。

发展我国钢结构住宅存在的问题

在我国绝大部分的住宅标准规范是在近几十年来不断使用的结构体系基础编制的，钢结构住宅体系此前在我国属于技术空虚人才缺乏，钢结构住宅技术完全不能满足我国现行强制性规范的某些条文也不足为奇。譬如我国建国以后，绝大多数的建筑为砖石和钢筋混凝土等耐火性能较好的建筑材料，因此导致我国的《建筑设计防火规范》在材料选用方面貌似比国外苛刻，钢结构住宅难以满足其要求。这种与国内规范不衔接的状况，使钢结构住宅项目不管在工程设计施工阶段还是工程验收阶段都会遇到不计其数的障碍

实例：2D四杆桁架结构的有限元分析

学习有限元方法的一个最佳途径，就是在充分掌握基本概念的基础上亲自编写有限元分析程序，这就需要一个良好的编程环境或平台。MATLAB软件就是这样一个平台，它以功能强大、编程逻辑直观、使用方便见长。将提供有限元分析中主要单元完整的MATLAB程序，并给出详细的说明。

1D杆单元的有限元分析MATLAB程序(Bar1D2Node)

最简单的线性杆单元的程序应该包括单元刚度矩阵、单元组装、单元应力等几个基本计算程序。下面给出编写的线性杆单元的四个MATLAB函数。 Bar1D2Node _Stiffness(E,A,L)

该函数计算单元的刚度矩阵，输入弹性模量E，横截面积A和长度L，输出单元刚度矩阵k(2×2)。 Bar1D2Node _Assembly(KK,k,i,j)

该函数进行单元刚度矩阵的组装，输入单元刚度矩阵k，单元的节点编号i、j，输出整体刚度矩阵KK。 Bar1D2Node _Stress(k,u,A)

该函数计算单元的应力，输入单元刚度矩阵k、单元的位移列阵u(2×1)以及横截面积A计算单元应力矢量，输出单元应力stress。 Bar1D2Node_Force(k,u)

该函数计

浅谈钢结构建筑防火设计

建筑的骨架，它的安全性直接关系到整幢建筑的安全，它们大都采用钢材，钢材虽然是不燃材料，但其耐火性能很差，随着温度的变化，其力学指标会发生很大的改变，承载力和平衡稳定性会随温度升高而大幅度下降。钢结构在温度达到350℃、500℃、600℃时，其强度分别下降1／3、1／2、2／3，在高温条件下其内部应力也会发生改变，使钢结构承重体系出现问题，按理论计算，在全负荷下，钢结构失去平衡稳定性的临界温度为500℃，一般火场温度都在800℃－1000℃左右，在这样的高温条件下，无任何保护的钢结构很快就会出现塑性变形，大约15分钟内就会倒塌。2002年9月11日，美国纽约的世界贸易大厦在恐怖袭击中倒塌，导致300多名消防队员无辜丧生。飞机满载燃油撞击大楼后，造成大楼承重的钢结构筒体的保护层被破坏，在强烈的高温作用下，钢结构筒体承载强度迅速下降，短短20分钟后这个世界上最著名建筑就消失在我们面。2003年我国青岛市的正大食品厂钢结构厂房发生特大火灾，造成厂房大面积倒塌，很多工人葬生火海；1972年天津市体育馆发生火灾，致使屋顶坍塌，造成巨大人员伤亡。这些众多的火灾案例都暴露出了钢结构建筑存在的一个致命弱点就是耐火性极差，这就给我们广大建筑

钢结构建筑艺术魅力的探究

建筑时报记者张华

钢结构建筑作为独具一格的建筑形式，在大空间、大跨度、超高层等大型建筑中其艺术表现力尤为重要。近几年我国各地建成的钢结构建筑注重结构的科学化、造型艺术化，在空间格局、材料应用、外层涂装等方面给建筑增添不少光彩，彰显着钢结构建筑无穷的艺术魅力。

英国美学家罗杰斯·思克拉顿运用美学理论，从审美的角度论述了建筑具有实用性、地区性、技术性、总效性、公共性等基本特征。美国现代建筑学家托伯特·哈姆林，提出了现代建筑技术美的10大法则，即：统一、均衡、比例、尺度、韵律、布局中的序列、规则的和不规则的序列设计、性格、风格、色彩等，较全面地概括了建筑美学的基本内容。

钢结构建筑作为一种建筑形式同样适合于以上的特性与法则。中国有着丰富的文化底蕴，伴随着源远流长的建筑文明，建筑的构思、美学价值日臻完美，一个优秀的钢结构建筑必然是审美价值和功能要素完美结合的产物。

适合建筑环境整体布局要体现节奏和韵律美

“建筑是一种凝固的音乐，音乐是流动的建筑”，这是德国大诗人歌德的名言，因为“建筑所引起的心情很接近音乐的效果”，一个优秀的钢结构建筑同样如此。目前我国各地兴建的一批体育场馆、会展中心、机场、铁路车站、电视广播塔、超高层建筑等，都以钢结构

三角桁架受力分析

1 问题描述

图1所示为一三角析架受力简图。图中各杆件通过铰链连接，杆件材料参数及几何参数见表1和表2，析架受集中力F1=5000N, F2=3000N的作用，求析架各点位移及反作用力。

图1 三角桁架受力分析简图

表1 杆件材料参数

表2 杆件几何参数

2 问题分析

该问题属于析架结构分析问题。对于一般的析架结构，可通过选择杆单元，并将析架中各杆件的几何信息以杆单元实常数的形式体现出来，从而将分析模型简化为平面模型。在本例分析过程中选择LINK l杆单元进行分析求解。

3 求解步骤

3.1 前处理（建立模型及网格划分） 1.定义单元类型及输入实常量

选择Structural Link 2D spar 1单元，步骤如下：

选择Main Menu|Preprocessor|Element Type|Add Edit/Delete命令，出现Element Types对话框，单击Add按钮，出现Library of Element Types对话框。在Library of Element Types列表框中选择Structural Link 2D spar 1，在Element type reference number文本框中输入1，单击OK按钮关闭

精品文档

中国石油吉林石化分公司40万吨/年ABS装置

（一期工程）工艺及供热外管小管廊工程桁架制

作安装施工技术方案

（Ⅰ）类

工程名称：中国石油吉林石化分公司40万吨/年ABS装置工艺及供热外

管小管廊工程

工程地址：吉林石化公司合成树脂厂 建设单位：吉林石化公司合成树脂厂 编制单位：吉化北建第三分公司

编制人： 审核人：

项目技术负责人： 项目经理： 批准人： 技术经理：

吉化北建公司安全处意见：

精品文档

精品文档

目 录

精品文档

1、 编制说明…………………………………………3 2、 编制依据…………………………………………3 3、 工程概况…………………………………………3 4、 施工准备…………………………………………4 5、 施工部署…………………………………………5 6、 施工方法…………………………………………6 7、 施工进度计划……………………………………10 8、 资源供应计划……………………………………11 9、 施工总平面布置…………………………………13 、 施工技术组织措施………………………………14

10精品文档

中国石油吉林石化分公司40万吨/年ABS装置

（一期工程）工

管桁架采用几种计算模型,第一种采用杆单元,第二种是选杆采用梁单元、腹杆采用杆单元,第三种是采用梁单元,进行分析对比,得出的一些结论。

管桁架采用几种计算模型,第一种采用杆单元,第二种是选杆采用梁单元、腹杆采用杆单元,第三种是采用梁单元,进行分析对比,得出的一些结论。

第六届全国现代结构工程学术研讨会

,

,

采用相贯节点的管析架结构、

为了保证结构的安全性

尽可能采用所有杆件均为梁单元的计算模型

二

焊

接球网架不同计算模型计算结果的比较

一

,

《网架结构设计与施工规程》,。

第

条规定

网架结构分析时可忽视节点刚度的影响假,

定节点为铰接,

杆件只承受轴力一

虽然试验及分析表明

,

对于焊接球节点网架

杆件比较接近于与焊接球

刚接

但制订规程

时

,

,

考虑到以下两点做出了铰接的假定一是为了焊接球节点网架与螺栓球节,

点网架采用统一的计算模型

且简化了计算模型

二是通过对比

对于焊接球网架按刚接计算时。

件受弯产生的应力比受轴向力产生的应力小,

,

一般情况下可忽略不计,,

以图根杆件

所示正放四角锥网架为例网架上弦沿周边支承于柱顶。

网架平面尺寸,,

网架高

网格尺寸,

。

柱距,

正方形混凝土柱截面尺寸第一种假设屋面为轻屋面,

柱高,

架与柱顶铰接

本例题仅考虑竖向荷载,

分为两种情况,

恒载

荷载中包含网架自重,

活载。

第二种假