
【机】 rigid frame
exactly; immediately; just; strong; firm
【机】 framework; truee
在结构工程领域,"刚性构架"(Rigid Frame)指由梁和柱通过刚性节点连接而成的结构体系。其核心特征是节点能够有效传递弯矩、剪力和轴力,使构件之间保持固定的角度关系,在荷载作用下整体协同变形。该结构具有较高刚度,能有效抵抗侧向力(如风荷载、地震作用),广泛应用于建筑、桥梁和工业厂房。以下是关键要点解析:
刚性节点(Rigid Joint)
梁柱连接处无铰接,节点在受力后不产生相对转动,形成"框架作用"(Frame Action)。这是区别于铰接框架(如桁架)的本质特征。
来源:《建筑结构设计术语标准》(GB/T 50083-2014)
内力传递机制
竖向荷载下,梁承受弯矩并传递剪力至柱;水平荷载下,柱通过抗弯刚度分担侧移,减少结构变形(如右图示意)。
来源:美国混凝土协会(ACI 318-19)
领域 | 案例 | 优势 |
---|---|---|
高层建筑 | 钢结构办公楼核心筒框架 | 抗风抗震性能强 |
大跨度桥梁 | 连续刚构桥(如虎门大桥) | 减少支座,提升整体稳定性 |
工业厂房 | 门式刚架厂房 | 施工快捷,空间利用率高 |
中文术语 | 英文术语 | 定义说明 |
---|---|---|
刚性构架 | Rigid Frame | 节点刚接的梁柱结构体系 |
弯矩传递 | Moment Transfer | 节点抵抗转动的能力 |
侧向位移 | Lateral Drift | 水平力导致的楼层水平变形量 |
中国规范
《钢结构设计标准》(GB 50017-2017)第8.1.3条:刚性框架的梁柱节点应按刚接设计,确保节点转动刚度满足结构分析假定。
链接:住房和城乡建设部标准定额司官网
国际标准
AISC 360-16 (美国钢结构规范)Chapter B3.1:定义了刚性框架(Rigid Frame)的节点分类及弯矩-转角性能要求。
链接:American Institute of Steel Construction
注:实际工程中需通过节点构造(如焊接、加劲肋)或有限元分析验证刚性性能,避免"半刚性节点"导致的承载力折减。
“刚性构架”在不同学科领域中有不同含义,以下从工程结构、机械系统等角度进行解释,并结合相关定义:
在建筑或机械工程中,刚性构架指由刚性构件(如梁、柱等)组成的结构体系,其特点是在外力作用下几乎不发生形变。例如:
在机构学中,刚性构架可能指由刚性构件组成的运动系统,例如:
需注意“刚性”是相对概念,实际工程中不存在绝对刚性结构,但可通过材料选择(如钢材、碳纤维)和设计优化趋近理想状态。
如需进一步了解具体案例(如建筑框架设计),建议查阅结构力学或机械设计相关文献。
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