鋼結構建筑的主要結構體系的特點及適用范圍全套

鋼結構建筑的主要結構體系的特點及適用范圍全套用于房屋建筑的結構體系有：1、平面承重結構體系平面結構體系有承重體系和附加構件兩部分紙成,其中承重體系是由一系列相互平行平面結構組成,承擔該結構平面內的豎向荷載和橫向水平荷載,并傳遞到基礎。附加構件由縱向構件及支撐組成,將各個平面結構連成整體,同時也單受結構平面外的縱向水平力。輕式剛架結構(圖1)是最近幾年來廣泛應用的平面承重結構體系,除廠房建筑外,還有商業(yè)建筑(如超市等)、汽車展廳、體育館等。常用的有兩鉸剛架、三鉸剛架及無鉸剛架,梁柱戒有等截面及變截面兩種形式。2、空間受力結構體系空間受力結構體系分為網性室間結構和柔性聞結構等。（1）剛性空間結構的網格結構有網架結構和網殼結構、桁架結構網架結構(圖2)是空間網格結構的一種.它是以大致相同的格子或尺寸較小的單元組成。由于網架結構其有優(yōu)獻的結刊性能,良好的經濟性、安全性與適用性,在我國的應用也比較廣泛,特別是在大型公共建筑和工業(yè)廠房屋蓋中更為常見。人們通常將平板型的空間網格結構稱為網架,將曲面型的空聞網格結構稱為網殼。網架一做是雙層的,在某些情況下也可以做成三層網架結構受桿件通過節(jié)點有機的結合起來。節(jié)點一般設計成鉸接,材料主要承受軸向力,桿件的截面相對小。網架結構最大的轉點是由于桿件之間的互相支撐作用,很多桿件從兩個方間成多個方向有規(guī)律的組成高次超靜定空間結構,它剛度大多、整體性好，抗震能力強,而且能夠承受由于地基不均勻沉降所帶來的不利影響。即使在個別桿件受到損傷情況下,能自動調節(jié)桿件的內力,保持結構的安全:網架的桿件多為鋼管，有時也采用其他型鋼,材質為Q235或Q345。網架結構能夠適應不同的跨度、不同的支承條件的公共建筑和工業(yè)廠房的要求,也能適應不同建平面及其組合。網殼結構屬于曲面型型網格結構，網殼只有單層和雙層兩種,是主要受薄膜內力的殼體,其有桿系構構造簡單和薄殼結構受力合理的特點。因而是一類跨越能力大、剛度好、材料省、桿件單一、作安裝方便、有廣闊應用和發(fā)展前景的大跨度和超大跨度的空間結構。（2）柔性空間結構有懸索結構、弦支結構及索膜結構1）懸索結構懸索結構通過索的軸向拉伸來抵抗外荷載作用,是以一系列受拉鋼索為主要承受構件，按照一定的規(guī)律布置，并懸掛在邊緣構件或支承結構上而形成的一種空間結構。鋼索的材料是由高強度鋼絲組成的鋼絞線、鋼絲繩或鋼絲束等?？梢宰畛浞值睦娩撍鞯目估瓘姸?大大減輕結構自重。邊緣構件或支承結構用于錨固鋼索，并承受懸索的拉力,可采圈梁、拱、桁架等，也可采用柔性拉索作為邊緣構件。2)弦支結構弦支結構(張弦梁和弦支穹頂)是由下弦索、上炫梁和豎腹桿組成的索桿、梁結構體系:通過對下弦的張拉,腹桿的軸向力使上弦梁產生與外荷載作用相內力和變位,起卸載作用。弦支穹頂是日本法政大學川∏衛(wèi)教授1993年研制成功的,其特點是通過對拉索施加預應力,使上層單層殼中產生與荷載反向的變形接和內力,這樣較單純單層網殼桿件內力及節(jié)點位移小得多,即解決了單層網殼的穩(wěn)定性問題,并減小甚至完全消除了對下部結構產生的水平推力。3)索膜結構索膜結構是20世紀中期發(fā)展起來的一種新型建筑結構形式,是由多種高強度薄膜材料及加強構件(如鋼架、綱柱或鋼索)通過一定方式使其內部產生一定的預張應力以形成一種空間形式,作為覆蓋結構并能承受一定外荷載作用的空間結構。膜結枃目前被列入世界最輕的建筑結構之中。膜建筑屋面的重量僅為常規(guī)鋼屋面的1/30,這很顯然降低了墻體與基礎的造價;由于膜工程中所有的加工與制作均在、工廠內完成,施工現場的災裝施工工期幾乎要比傳統(tǒng)的建筑施工工期快一倍:膜建筑中所用的膜材,熱傳導性較低,單層膜的保溫效杲可與磚墻相比,優(yōu)于玻璃,其半透明性在建筑內部產生均勻的白然漫散射光,減少了白天電力照明時間,非常節(jié)能;膜材對外線有較高的過濾性,可過濾大部分的外線;同時膜材有很高的自潔性,通過雨水的沖刷,可保外觀的自潔,所以說膜建筑是21世紀的綠色環(huán)保建筑:由于膜建筑自重輕,可以不需要內部支擇而蓋大面積的空間。人們可以更自由的創(chuàng)造更大的建筑空間。從目前掌握的技術來看,我們可建造1000m的跨度。也就是說,跨度越大,越能體現出膜建筑的經濟性。膜建筑的吸聲、防火方面也表現不俗;由于膜建筑的特點,建筑師可充分地展開想象的翅膀,實現傳統(tǒng)建筑所實現不了的建筑夢想。目前膜建筑被廣泛的用于以下各個領域：文化設施——展覽中心、劇場、會議廳、溥物館、植物園、水族館等；體育設施——體育場、體育館、健身中心、游泳館、網球館等；商業(yè)設施——商場、購物中心、酒店、餐廳、商店門頭(挑檐)、商業(yè)街等；交通設施——機場、火車站、收費站、碼頭、加油站、天橋連廓等；工業(yè)設施——工廠、倉庫、科研中心、處理中心、溫室、物流中心等；景觀設施——建筑人口、標志性小品、步行街、停車場等。我國2002年由上海市建沒工程標準定額管理總站編制的《膜結構技術規(guī)程》,在綜合考慮了國內外的實踐經驗的基礎上,根據造型需要和支撐條件等,將膜結構分為以下四種結構形式：A、氣承式膜結構:主要依靠膜曲面的氣壓差來維持膜曲面的形狀。該結構要求有密閉的允氣空間,并應設置維持內壓的充氣裝置。B、索系支承式膜結構:由間索系作為主要的受力構件,在索系上布置按要求設計的張緊的膜材。C、骨架支承式膜結構:由鋼構件或其他剛性結構作為承重骨架,在骨架上布置按設計要求的張緊的膜材。D、整體張拉式膜結構:由桅桿等支撐結構提供吊點,并在周邊設置錨固點,通過張拉而形成的穩(wěn)定體系。3、多層、高層和超高層建筑結構體系多層、高層和超高層建筑結構體系主要由框架、框架一支撐體系、框架一內筒體系、帶臂桁架的框架一內筒體系、筒中筒及成束筒等結構體系。?框架鋼結構是種常用的鋼結構形式,多用于大跨度公共建筑、工業(yè)廠房和一些對建筑空間、建筑體型、建筑功能有特殊要求的建筑物和構筑物中，如劇院、商場、體育館、展覽廳、造船廠、飛機廠、停車庫、倉庫、工業(yè)業(yè)車間、電廠鍋爐剛架等，并在高層和超高層建筑中有了越來越廣泛的應用,如最近以來,鋼結構框架住宅體系,趣來越受到人們的重視?？蚣芙Y構一般可分為單層單跨、單層多跨和多層多跨等結構形式,以滿足不同建筑造型和功能的需求。根據結構的抗惻力體系的不同,鋼結構框架可分為純框架、中心文撐框架、偏心攴撐框架、框筒。純框架結構延性好,但抗側力剛度較差;中心支撐框架通過支撐提高框架的剛度,但支撐受壓會曲,支撐屈曲將導致原結構的承載力降低: