桁架结构受力特点

《桥梁设计理论》 蔡金标 第二讲 薄壁箱形梁的结构与受力特点

第- 4 –页 （二）箱形截面的配筋 箱形截面的预应力混凝土结构一般配有预应力钢筋和非预应力向普通钢筋。 1、纵向预应力钢筋：结构的主要受力钢筋，根据正负弯矩的需要一般布置在顶板和底板内。这些预应力钢束部分上弯或下弯而锚于助板，以产生预剪力。近年来，由于大吨位预应力束的采用，使在大跨径桥梁设计中，无需单纯为了布置众多的预应力束而增大顶板或底板面积，使结构设计简洁，而又便于施工。 2、横向预应力钢筋：当箱梁肋板间距

较大，或箱的悬臂板长度较长时，采用普通钢筋混凝土的板面板，钢筋用量过多，或需要较厚的桥面板。这时可考虑设置横向预应力钢筋，横向预应力钢筋一般为直线形，布置在顶板的上、下两层钢筋网间，锚固于悬臂板端。 3、竖向预应力钢筋：当肋板中的剪应力或主位应力较大，配置普通钢筋不能满足要求时，可布置竖向预应力钢筋，避免采取加厚肋板增大自重带来的不利影响。竖向预应力筋一般下端埋入胁板混凝土，上端锚于顶板项面。 配有纵向、横向、竖向预应力钢筋的结构称为三向预应力结构。近年来，大跨径箱形截面桥梁都采用三向预应力。 4、普通钢筋：箱形截面属薄壁结构，因而在顶板、肋板和底板中，根据受力需要，或为防止和限制由于温度变化及混凝土收缩而引起的混凝土裂缝等构造要求，一般都配置两层钢筋网。必须指出，这些普通钢筋的用量占全桥钢筋用量相当大的比例。根据已建成的同类桥梁同类桥梁的统计，这种普通钢筋每平方米桥面用量相差很大，一般在40—150kg之间，因此必须精心设计，做到既安全又经济。 第二节 箱形梁的受力特点 作用在箱形梁上的主要荷载是恒载与活载。恒载一般是对称作用的，活载可以是对称作用，但更多的情况是偏心作用的，因此，作用于箱形梁的外力可综合表达为偏心荷载来进行结构分析； 在偏心荷载作用下，箱形梁将产生纵向弯曲、扭转、畸变及横向挠曲四种基本变形状态。详见图2-4。 1、纵向弯曲 产生竖向变位w，在横截面上起纵向正应力Mσ及剪应力Mτ。对于肋距不大的箱形梁，Mσ按初等梁理论计算，当肋距较大时，会出现所谓“剪力滞效应”。即翼板中的Mσ分布不均匀，近肋翼板处产生应力高图2-3 箱形截面配筋示意图 两层钢筋网 横向预应力筋 纵向预应力筋竖向预应力筋两层钢筋网

第３３卷第１Ｏ期　２　０　０　７年４月　山　西　建　筑　ＳＨＡＮＸＩ　ＡＲＣＨＩＴＥ　ｎ『ＲＥ　Ｖ０１．３３　Ｎｏ．１０　Ａｐｔ．２００７　・１１１・　

文章编号：１００９—６８２５（２００７）１０—０１１１—０２　

交错桁架结构体系的受力性能　

龚煅　马轶　

摘要：介绍了交错桁架结构体系的受力特点，给出该体系在静力荷载和动力荷载作用下的受力性能，结果表明其结构　

简单、受力明确，大部分构件主要承受轴力，结构侧向刚度大，侧移小，抗震性能良好，是一种极具发展前景的结构形式。　

关键词：交错桁架结构体系，静力性能，动力性能　中图分类号：ＴＵ３２３．４　文献标识码：Ａ　

交错桁架结构体系是美国麻省理工大学在２０世纪６０年代　发展起来的一种新型结构体系。该体系主要由柱子、楼板和桁架　

组成。桁架的高度等于建筑的层高，跨度等于建筑全宽。桁架的　两端支撑在结构外围的纵列柱子上，不需在结构中间部位设置柱　

子。在单榀框架上桁架沿高度方向隔层设置，而在相邻框架上，　桁架隔层交错布置。楼板一端支撑在桁架的上弦，另一端支撑在　

相邻桁架的下弦。整体结构如图１所示。其建筑外观规整统一，　结构受力明确合理，经济性能好，标准化程度高。在国外的研究　和应用已经比较成熟，被广泛应用于公寓、教学楼、办公楼等结构　

规整的建筑形体，但在国内，交错桁架结构还是一个较新的课题。　

文中主要讨论该体系的静力和动力受力特性。　

１　交错桁架结构体系的受力特点　

交错桁架体系具有合理的传力途径，如图２所示。在交错桁　架体系中水平荷载作用在楼板一侧，楼板犹如一刚性隔板将侧向　

荷载传递到桁架上弦，剪力由桁架腹杆传至下一层楼板，由于该　柱列的桁架错层，水平力不能再直接往下传，必须通过楼板传到　相邻柱列的桁架上弦，如此层层往下传递累积直至基础。　

交错桁架　

圜　板　

隔板剪力　图１　交错桁架体系结构简图　图２　交错桁架传力机理　

交错桁架结构体系在竖向荷载作用下，荷载由楼板传到支撑　桁架的上下弦，再传到外围的柱子上，柱中的弯矩很小，主要承受　轴力。在水平荷载作用下，横向荷载严格地通过桁架和楼板传　

第２１卷第３期　２０１３年６月　安徽建筑工业学院学报（自然科学版）　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ａｎｈｕｉ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ＆Ｉｎｄｕｓｔｒｙ　Ｖｏ１．２１　Ｎｏ．３　Ｊｕｎ．２０１３　

曲线形大跨度空间钢管桁架结构的受力分析　

杨建国　

（安徽水利水电职业技术学院建筑工程系，安徽合肥２３１６０３）　

摘要：大跨度空间钢管桁架结构是一种优异的空间结构形式，本文以一个平面曲线形大跨度空间钢管桁架　结构为工程为背景，对其分别进行了动力特性分析和竖向荷载作用下的缺陷静力分析，得到了该形式钢管桁　架结构的受力特性，为以后此种结构的设计提供了有益的参考。　关键词：大跨度；钢管桁架；动力特性；结构　中图分类号：ＴＵ３９２．３　文献标识码：Ａ　文章编号：１００６—４５４０（２０１３）０３—０１７—０３　

Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｃｕｒｖｅ　ｌａｒｇｅ－－ｓｐａｎ　ｓｐａｔｉａｌ　ｓｔｅｅｌ　ｐｉｐｅ　ｔｒｕｓｓ　

ＹＡＮＧ　Ｊｉａｎ－ｇｕｏ　（Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｃｉｖｉｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ａｎｈｕｉ　Ｗａｔｅｒ　Ｃｏｎｓｅｒｖａｎｃｙ　Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ａｎｈｕｉ　Ｈｅｆｅｉ　２３１６０３）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｌａｒｇｅ—ｓｐａｎ　ｓｐａｔｉａｌ　ｓｔｅｅｌ　ｐｉｐｅ　ｔｒｕｓｓ　ｉｓ　ａｎ　ｅｘｃｅｌｌｅｎｔ　ｓｐａｔｉａｌ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｆｏｒｍ，Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ａ　ｐｌａｎａｒ　

ｃｕｒｖｅ　ｌａｒｇｅ－ｓｐａｎ　ｓｐａｔｉａｌ　ｓｔｅｅｌ　ｐｉｐｅ　ｔｒｕｓｓ，Ｔｈｅ　ｄｙｎａｍｉｃ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｓｔａｔｉｃ　ｄｅｆｅｃｔｓ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｕｎｄｅｒ　ｖｅｒｔｉｃａｌ　ｌｏａｄ　ｗｅｒｅ　ｇｏｔ，ｔｈｅ　ｂｅｎｅｆｉｃｉａｌ　ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ　ｗｅｒｅ　ｐｒｏｖｉｄｅｄ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｐｌａｎａｒ　ｃｕｒｖｅ　ｌａｒｇｅ—ｓｐａｎ　

辽宁建材　ＬｌＡＯ　ＮＩＮＧ　ＢＵＩＬＤＩＮＧ　ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ　２００６年第４期　设计论坛　

异形柱结构受力特点与设计　

赵长武。戴琦　

（沈阳机电研究设计院，辽宁沈阳１１０００６）　

［摘要］本文介绍了异型柱结构的受力特点，并分析了结构计算、构造的相关问题。　［关键词］异形柱；异形柱结构　［中图分类号］ＴＵ３１　［文献标识码］Ｂ　［文章编号］１００９—０１４２（２００６）０４—００５４—０２　

随着商品住宅建筑发展，建筑设计中出现了越来越多的　异形柱结构，但是异形柱结构与普通柱不同，肢厚很小，钢　筋较密受力情况较为复杂，给结构分析带来一定难度。为　此，本文对这种高层住宅结构型式的受力特点、结构分析及　构造要求进行阐述。　异形柱：截面几何形状为Ｌ形、Ｔ形或十形，且各肢最　小截面宽度小于３００　ｍｍ的柱。不包括截面几何形状为ｚ形　和一形的柱　Ｊ。常见的异形柱结构有框架、框架一剪力墙、　框架一简体结构，多用于多层住宅和小高层住宅中。　１　异型柱结构的特点　（１）由于截面的特殊性，使得柱肢平面内外两个方向刚　度对比相差较大，导致各向刚度不一致，其各向承载能力也有　较大差异。研究表明，异形柱结构体系的受力特性和抗震性　能不同于矩形柱结构体系，而由于异形柱截面的不对称特性，　在水平地震荷载作用下产生的双向偏压给框架柱承载力带来　的影响更不容忽视¨Ｊ。所以，对异形柱结构应采用三维整体　分析的方法，目前能用于这种结构抗震分析的常用软件有　ＴＡＴ、ＳＡＴＷＥ，另外还有天津大学开发的ＮＤＡＳ２Ｄ分析程序。　（２）对于长柱（Ｈ／ｈ＞４）可以不考虑剪切变形的影响，　控制轴压比较小时，受力明确，变形能力较好。而对短柱　（Ｈ／ｈ＜４），剪切变形占有相当比例，构件变形能力下降。天　津大学的试验研究结果表明　】：异形柱的延性比普通矩形柱　的差。轴压比、高长比是影响异形柱破坏形态及延性的两个　重要因素。异形柱通常在短柱范围，且属薄壁构件，即使发　生延性的弯曲形破坏，也因截面曲率Ｍ／Ｅｌ或ｓｏｕ／Ｘ（Ｅｃｕ为　砼的极限压应变，ｘ为截面受压区高度）较小，使弯曲变形　性能有限，延性较差，一这就使异形截面柱变形能力比矩形　柱低，易产生脆性破坏，需从构造上采取加强措施。