建筑结构选型期末大作业(完整版)

建筑结构选型期末大作业(完整版)内容摘要：

“ 鸟巢 ” 外形结构主要由巨大的门式钢架组成，共有 24 根桁架柱 ， 主体钢结构形成整体的巨型空间马鞍形钢桁架编织式 “ 鸟巢 ” 结构。 看台混凝土结构为地下 1 层，地上 7 层的钢筋混凝土框架 剪力墙结构体系。 钢架结构是指梁柱之间为刚性连接的结构。 在竖向荷载作用下，由于柱对梁的约束作用减小了梁跨中的弯矩和挠度。 在水平荷载作用下，由于梁对柱子的约束作用减少了柱内的弯矩和侧向变为。 钢架结构的承载力的刚度很大。 第 5 章 桁 架结构体系 桁架结构体系概述 桁架结构是由直杆在端部相互连接而成的以抗弯为主的格构式结构。 桁架结构受力合理，计算简单，施工方便，适应性强，对支座没有横向推力；但结构高度大，平面桁架的侧向刚度小，为了保证桁架平面外的稳定性，通常需要设 9 置支撑系统。 桁架结构按外形不同可分为三角形屋架、梯形屋架、抛物线屋架、折线形屋架、平行弦屋架；按腹杆布置不同可分为三角形腹杆系、带竖杆的三角形腹杆系、半斜腹杆系、组合腹系；按其几何组成方式可分为简单桁架、联合桁架和复杂桁架按是否存在水平推力可分 为无推力的梁式桁架和有推力的拱式桁架；按材料的不同可分为木屋架、钢 木组合屋架、钢屋架、轻型钢屋架、钢筋混凝土屋架和钢 混凝土组合屋架。 桁架结构在民用建筑、工业建筑、公共建筑、娱乐设施、施工设备、公路桥梁等领域应用广泛。 实例工程项目概况 天津奥林匹克中心体育场 天津奥林匹克中心体育场为 2020 年北京奥运会足球赛场。 体育场位于天津中心市区西南部。 体育场建筑面积 万 m2，共由 6 层组成，总高 53m，可同时容纳 6 万名观众，可满足国际足球和田径比赛的要求。 结构设计的构思为：屋顶桁架选用 V 字形 平行弦桁架，悬挑结构，以表现体育场地的动感与轻快。 该体育场成为天津市重大体育活动的中心场地和标志性建筑。 实例工程项目结构选型与结构布置分析 天津奥林匹克体育中心体育场基础为高强混凝土预应力管桩，主体为钢筋混凝土框架结构，屋顶桁架选用 V 字形平行弦桁架，悬挑结构。 主桁架最大跨度 10 117m，主、环桁架均为平面管桁架结构形式，桁 架最大安装高度达 53m，整个钢屋盖由主桁架、子桁架、二道环形桁架及水平、垂直支撑、檩条组成，总用钢量约 13000t。 主桁架上口定位采用柱帽杆固定于看台柱顶支座上，下口定位采用落地形式。 第 6 章 拱结构体系 拱结构体系概述 拱结构是以受轴向压力为主的结构，是使构件摆脱弯曲变形的一种突破性发展。 拱结构的一个显著特点是产生水平力，而 且与跨度有关系，跨度越大，其水平力越大。 按支撑方式分类，拱可分为 三铰拱、二铰拱和无铰拱。 拱在建筑中应用广泛，如桥、屋顶、窗洞、门洞、水坝、体育馆等大量采用拱结构。 实例工程项目概况 俄罗斯风景桥 风景 桥 是俄罗斯首都莫斯科克雷拉茨科耶区横跨莫斯科河 的一座公路斜拉桥，全长 1460m，其中主桥长 ，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2020 年 12 月建成通车。 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。 11 实例工程项目结构选型与结构布置分析 俄罗斯风景桥 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。 12 第 7 章 薄壳结构体系 薄壳结构体系概述 薄壁结构是指结构的厚度远较长度和宽度小，一般由金属或钢筋混凝土制成，并布置成空间受力体系。 钢筋混凝土大跨度空间薄壁结构主要有两种类型：由曲面形薄板构成的薄壳结构；由平板构成的 折板，雁形板，幕结构。 实例工程项目概况 悉尼歌剧院 悉尼歌剧院， Sydney Opera House ，位于澳大利亚 新南威尔士州 的首府悉尼市贝尼朗岬角。 这座综合性的艺术中心，在现代建筑史上被认为是巨型 雕塑 式的典型作品，也是澳大利亚。