
rigid frame
exactly; immediately; just; strong; firm
fight; frame; kidnap; put up; rack; support; withstand
【医】 snelf
刚架(rigid frame)是结构工程领域中具有刚性节点的框架体系,其核心特征为梁与柱通过刚性连接形成几何不变结构。根据中国建筑工业出版社《建筑结构设计规范》定义,刚架通过节点弯矩传递实现内力重分布,相较于铰接框架可提升整体稳定性。
在力学特性上,美国土木工程师协会(ASCE)《钢结构设计手册》指出刚架体系需满足以下平衡方程: $$ sum M_j = 0 sum F_x = 0 sum F_y = 0 $$ 其中$M_j$为节点弯矩,$F_x$、$F_y$分别表示水平与垂直方向受力。这种结构形式常见于工业厂房(门式刚架)和大跨度建筑,清华大学《钢结构原理》数据显示其跨度经济范围可达36-48米。
现代工程实践中,刚架材料已从传统钢筋混凝土拓展至钢-混凝土组合结构。国际桥梁与结构工程协会(IABSE)的研究表明,组合结构刚架的极限承载力较纯钢结构提升约18-25%,同时降低用钢量30%以上。
刚架是建筑工程中一种重要的结构形式,其核心特点在于由直杆通过刚结点连接而成。以下从定义、特点、应用及与其他结构的区别进行综合说明:
刚架由若干直杆通过刚性连接节点构成,各节点在受力后不会产生相对转动或移动,属于几何不变体系()。根据受力方向可分为平面刚架(各杆轴线与外力均在同一平面)和空间刚架()。例如,最简单的刚架形式是“几”字形的梁柱刚性连接结构()。
刚结点的力学特性
刚结点能传递弯矩和剪力,使杆件内力分布更均匀,整体结构刚度大、变形小()。例如,梁柱连接处受力后保持夹角不变,共同承担荷载()。
结构优势
刚架与桁架的主要差异在于节点受力形式:
刚架常用于单层工业厂房、小型体育场馆、仓库等需要大空间且荷载适中的建筑()。其经济性和空间适应性使其在中小型建筑中广泛应用。
如需进一步了解具体分类(如悬臂刚架、三铰刚架)或工程案例,可参考建筑结构教材或行业规范。
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