建筑结构选型-梁和悬挑结构（PPT52）

建筑结结构选选型课件邮邮箱：：jgxx_szu@密码：：2015c2011.1梁的形形式1.2梁的受受力与与变形形1.3梁式结结构的的工程程实例例1.4悬挑结结构第一章章梁梁和和悬挑挑结构构学习要求了解梁的不同型式及受力与变形，了解悬挑结构。第一章章梁梁和和悬挑挑结构构梁(beam)主要承承受垂直于梁轴轴线方方向的的荷载载作用用板梁柱拱4123人们居居住和和工作作的建建筑物物均是是由各各个单一空空间构成，，而每每一个个空间间又是是由基本构构件组成。。建筑筑物的的基本本结构构形式式可分分为1.1梁的形形式石梁梁材料料截面支座约约束静定梁梁超静定定梁矩形梁梁圆形梁梁工字型型梁木梁梁钢梁梁钢筋混混凝土土梁预应力力混凝凝土梁梁钢-钢筋混混凝土土梁槽形梁梁主梁梁布置方方式支承方方式简支梁梁悬臂梁梁次梁梁过梁梁圈梁梁连梁梁连续梁梁1.1梁的形形式石梁石材抗压强度高，抗拉强度低。高度大，而跨度较小。帕提农神神庙1.1梁的形形式1.1.1梁按材材料分分类太和殿殿，俗称称金銮銮殿，，殿高高35米，面面积2381平方米米，是是中国国最大大的一一座木木结构构宫殿殿。面面阔11间，进进深5间，为为中国国古代代殿宇宇最高高等级。。71.1梁的形形式81.1梁的形形式木梁木材自重轻，抗压抗拉、强度高。截面小，跨度大，使用方便。木材防腐、防火、防蛀性能差，且资源有限，现代建筑逐步淘汰。胶合木

用胶粘方法将木料或木料与胶合板拼接成尺寸与形状符合要求而又具有整体木材效能的构件和结构。胶合木结构于1907年首先在德国问世，至40年代中期已发展成为现代木结构的一个重要分支。广泛应用于各种工程上。1.1.1梁按材材料分分类1.1梁的形形式西班牙牙塞维维利亚亚市中中心木木结构构国家体体育场场鸟巢巢101.1梁的形形式钢梁：1.1.1梁按材材料分分类1.1梁的形形式钢梁钢梁强强度高高，施施工方方便。。钢梁梁自重重比相相同跨跨度混混凝土土梁轻。维护护费用用较高高，房房屋建建筑较较少使使用，，但在在厂房房、桥桥梁中中应用用较广广泛。。1.1.1梁按材材料分分类1.1梁的形形式混凝土梁砼梁由砼和钢筋共同工作，砼受压，钢筋受拉，受力明确，构造简单，但其自重较大，跨度一般不超过12米。预应力砼梁预应力砼梁在受拉区施加预应力，可有效控制裂缝和挠度。钢-钢筋砼梁下部钢材受拉，上部钢筋砼受压，充分利用其材料特性。（上部普通钢筋混凝土板，下部钢梁或钢桁架）1.1.1梁按材材料分分类1.1梁的形形式1.1.1梁按材材料分分类混凝土土和钢钢筋协协调工工作原原理：钢筋砼砼梁截截面型型式钢梁截截面型型式1.1梁的形形式1.1.2梁按截截面分分类：：双坡薄薄腹梁梁鱼腹梁梁空腹梁梁1.1梁的形形式根据简简支梁梁的弯弯矩和和剪力力的分分布特特点，，可分分为以以下三三类薄薄腹梁梁：通过增增加梁梁高来来提高高梁的的抗弯弯承载载力。普通钢钢筋混混凝土土薄腹腹梁的的跨度度为：：6~12m，，预预应力力混凝凝土薄薄腹梁梁的使使用跨跨度为为12~18m。1.1梁的形形式悬臂梁梁梁的一一端固固定在在支座座上，，使该该端不不能转转动，，也不不能产产生水水平和和垂直直移动动。梁的两两端搁搁置在在支座座上，，但支支座仅仅使梁梁不产产生垂垂直移移动，，可自自由转转动。。为使使整个个梁不不产生生水平平移动动，加加设铰铰支座座和滚滚动支支座。。支承方方式简支梁梁连续梁梁具有两两个以以上支支座的的梁。。1.1.3梁按支支座约约束分分类简支梁梁悬臂梁梁`玻璃走走廊鸟鸟瞰美美国大峡谷谷1.1梁的形形式1.1.3梁按支支座约约束分分类连续梁梁1.1梁的形形式1.1梁的形形式超静定定梁静定梁梁静定多多跨梁梁连续梁梁单跨梁多跨梁1.1.3梁按支支座约约束分分类根据跨跨数的的不同同分类类：1.1梁的形形式次梁次梁直接承受板传来的荷载。主梁主梁除承受板直接传来的荷载外，还承受次梁传来的荷载。连梁连梁主要用于连接两榀框架，使其成为一个整体。圈梁圈梁一般用于砖混结构，将整个建筑围成一体，增强结构的抗震性能。过梁过梁一般用于门窗洞口的上部，用以承受洞口上部结构的荷载。在结构构中的的位置置1.1.4梁按在在结构构中的的位置置分类类建筑剖剖视图图1.1梁的形形式1.1.4梁按在在结构构中的的位置置分类类1.1梁的的形形式式钢结结构构建建筑筑主主梁梁，，次次梁梁次梁梁次梁梁主梁梁主梁梁1.1梁的的形形式式屋面板混合合结结构构－－竖向向荷荷载载通过过砖墙墙传到到基基础础上上圈梁梁的的设设置置1.1.4梁按按在在结结构构中中的的位位置置分分类类1.2梁的的受受力力与与变变形形单跨跨梁梁在在竖向向均均布布荷荷载载作作用用下的的弯弯矩矩图图梁主主要要承承受受垂直直于梁梁轴轴线线方方向向的的荷荷载载的的作作用用,其内内力力主主要要为为弯矩矩和剪力力。梁的的变变形形主主要要是是挠曲曲变形形。。梁梁的的受受力力与与变变形形主主要要与与梁梁的的约束束条条件件有关关。。1.2梁的的受受力力与与变变形形简支支梁梁是静静定定结结构构,构造造简简单单，，施施工工方方便便。。但但内内力力及及变变形形较较大大。。常常用用于于中小小跨跨度度建筑筑。。当建建筑筑物物的的地基基较较差差时时采用用简简支支梁梁结结构构较较为为有有利利。。简简支支梁梁也也常常被被用用来来作作为为沉降降缝缝之间间的的连连接接构构件件。。1.2梁的的受受力力与与变变形形悬臂臂梁梁悬臂臂端端无无支支承承构构件件，，视视野野开开阔阔,空间间布布置置灵灵活活。。其其缺点点是在在结结构构的的固固定定端端有有较较大大的的倾覆覆力力矩矩。设计计时时除除了了考考虑虑结结构构的的强强度度和和变变形形外外,还要要注注意意结结构构的的抗倾倾覆覆稳稳定定性性。悬臂臂梁梁弯弯矩矩图图1.2梁的的受受力力与与变变形形当梁梁柱柱结结构构中柱柱刚刚度度比比梁梁刚刚度度大大很多多且且梁梁柱柱节节点点构构造造为为刚接接时,可按按两两端端固固定定梁梁分分析析梁梁在在竖竖向向荷荷载载作作用用下下的的内内力力与与变变形形对于于一一般般情情况况下下梁梁柱柱刚刚度度相相差差不不多多的的情情况况,则柱柱对对梁梁的的约约束束作作用用应应视视作作弹性性支支承承,这时时梁梁在在竖竖向向荷荷载载作作用用下下的的内内力力和和变变形形介介于于两两端端固固定定梁梁和和两两端端简简支支梁梁之之间间。。1.2梁的的受受力力与与变变形形当梁梁柱柱结结构构中柱柱刚刚度度比比梁梁刚刚度度大大很多多且且梁梁柱柱节节点点构构造造为为刚接接时,可按按两两端端固固定定梁梁分分析析梁梁在在竖竖向向荷荷载载作作用用下下的的内内力力与与变变形形比较较：：1.简支支梁梁与与固固端端梁梁2.悬臂臂梁梁与与固固端端梁梁3.外伸伸梁梁与与简简支支梁梁上海海浦浦东东国国际际机机场场第第二二航航站站楼楼1.3梁式式结结构构的的工工程程实实例例上海海浦浦东东国国际际机机场场第第二二航航站站楼楼301.3梁式式结结构构的的工工程程实实例例整个个屋屋盖盖采采用用变变截截面面箱箱形形钢钢梁梁，，由由于于在在中中间间两两个个支支点点采采用用树树状状柱柱，，整整个个屋屋盖盖宽宽度度范范围围内内，，分分成成了了三三个个大大跨跨两两个个小小跨跨，，外带带两两个个外伸伸段段的的五五跨跨连连续续梁梁结结构构。。树状状柱柱树状状柱柱梭形形张张悬悬梁梁截面面增增大大截面面变变小小上海海浦浦东东国国际际机机场场第第二二航航站站楼楼边边跨跨311.3梁式式结结构构的的工工程程实实例例在箱箱形形梁梁宽宽方方向向，，箱箱形形梁梁向向大大跨跨跨跨中中逐逐渐渐分分叉叉成成两两根根较较窄窄的的箱箱形形构构件件并并为为围围合合出出一一个个梭梭形形空空间间。。边跨跨中中梭形张悬悬梁中间跨（（梭型张张弦梁结结构）1.3梁式结构构的工程程实例Y型柱1.3梁式结构构的工程程实例1.3梁式结构构的工程程实例深圳文化化中心1.4.1悬挑结构构的形式式：悬挑结构构无端部支支撑构件件、视野野开阔、、空间布布置灵活活，故常在体体育场看看台雨棚棚中应用用。1.4悬挑结构构悬挑结构构可采用用混凝土土结构，，也可采采用钢结结构。早期的悬悬挑结构构多采用用混凝土结结构，若采采用钢筋混凝凝土屋面面板（自重较大大），悬挑挑跨度一一般仅为为数米至十十余米，一般采采用压型钢板板结构，悬挑跨跨度可达达到20~30m.近年较多多采用钢桁架结结构，并采用用薄膜结结构覆盖盖，跨度可达达数十米米。意大利佛罗伦萨萨运动场场大看台钢筋混凝凝土梁板板结构，，雨蓬挑挑梁伸出出17m上海八万万人体育育场上海八万万人体育育场1.4悬挑结构构采用钢桁桁架结构构，并采用薄膜膜结构覆盖盖，悬挑挑跨度可可达数十十米。如图上海海八万人人体育场场，最大大悬挑跨跨度达73.5m。上海八万万人体育育场1.4悬挑结构构悬挑结构构的固定定端有较大的的倾覆力力矩。一般认为为，悬挑挑结构的的抗倾覆覆安全系系数应大于1.5。抗倾覆平平衡：抗倾覆力力矩/倾倾覆力矩矩>1.51.4悬挑结构构1.4.2悬挑结构的的抗倾覆覆平衡上部压重重平衡1.4悬挑结构构悬挑结构构四种抗抗倾覆平平衡方式式：下部拉压压平衡悬挑网架架、悬挑挑网壳常常见1.4悬挑结构构拉压左右自平平衡1.4悬挑结构构副跨框架架平衡：：整个结结构可以以看做是是带悬挑挑的框架架结构。。剧院挑台台常用1.4悬挑结构构悬挑梁下设设柱子1.4悬挑结构构悬挑结构构的受力力：为了了减小弯弯矩常用用一下几几种方法法。悬