
rigid frame
exactly; immediately; just; strong; firm
fight; frame; kidnap; put up; rack; support; withstand
【醫】 snelf
剛架(rigid frame)是結構工程領域中具有剛性節點的框架體系,其核心特征為梁與柱通過剛性連接形成幾何不變結構。根據中國建築工業出版社《建築結構設計規範》定義,剛架通過節點彎矩傳遞實現内力重分布,相較于鉸接框架可提升整體穩定性。
在力學特性上,美國土木工程師協會(ASCE)《鋼結構設計手冊》指出剛架體系需滿足以下平衡方程: $$ sum M_j = 0 sum F_x = 0 sum F_y = 0 $$ 其中$M_j$為節點彎矩,$F_x$、$F_y$分别表示水平與垂直方向受力。這種結構形式常見于工業廠房(門式剛架)和大跨度建築,清華大學《鋼結構原理》數據顯示其跨度經濟範圍可達36-48米。
現代工程實踐中,剛架材料已從傳統鋼筋混凝土拓展至鋼-混凝土組合結構。國際橋梁與結構工程協會(IABSE)的研究表明,組合結構剛架的極限承載力較純鋼結構提升約18-25%,同時降低用鋼量30%以上。
剛架是建築工程中一種重要的結構形式,其核心特點在于由直杆通過剛結點連接而成。以下從定義、特點、應用及與其他結構的區别進行綜合說明:
剛架由若幹直杆通過剛性連接節點構成,各節點在受力後不會産生相對轉動或移動,屬于幾何不變體系()。根據受力方向可分為平面剛架(各杆軸線與外力均在同一平面)和空間剛架()。例如,最簡單的剛架形式是“幾”字形的梁柱剛性連接結構()。
剛結點的力學特性
剛結點能傳遞彎矩和剪力,使杆件内力分布更均勻,整體結構剛度大、變形小()。例如,梁柱連接處受力後保持夾角不變,共同承擔荷載()。
結構優勢
剛架與桁架的主要差異在于節點受力形式:
剛架常用于單層工業廠房、小型體育場館、倉庫等需要大空間且荷載適中的建築()。其經濟性和空間適應性使其在中小型建築中廣泛應用。
如需進一步了解具體分類(如懸臂剛架、三鉸剛架)或工程案例,可參考建築結構教材或行業規範。
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