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建筑结构选型举例第1页/共18页 第2页/共18页 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。第3页/共18页 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。第4页/共18页 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。第5页/共18页 ① 俄罗斯风景桥1. 简介：风景桥（Zhivopisny Bridge）是俄罗斯首都莫斯科克雷拉茨科耶区横跨莫斯科河（Moskva River）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。第6页/共18页 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。第7页/共18页 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