
【機】 rigid frame
exactly; immediately; just; strong; firm
【機】 framework; truee
在結構工程領域,"剛性構架"(Rigid Frame)指由梁和柱通過剛性節點連接而成的結構體系。其核心特征是節點能夠有效傳遞彎矩、剪力和軸力,使構件之間保持固定的角度關系,在荷載作用下整體協同變形。該結構具有較高剛度,能有效抵抗側向力(如風荷載、地震作用),廣泛應用于建築、橋梁和工業廠房。以下是關鍵要點解析:
剛性節點(Rigid Joint)
梁柱連接處無鉸接,節點在受力後不産生相對轉動,形成"框架作用"(Frame Action)。這是區别于鉸接框架(如桁架)的本質特征。
來源:《建築結構設計術語标準》(GB/T 50083-2014)
内力傳遞機制
豎向荷載下,梁承受彎矩并傳遞剪力至柱;水平荷載下,柱通過抗彎剛度分擔側移,減少結構變形(如右圖示意)。
來源:美國混凝土協會(ACI 318-19)
領域 | 案例 | 優勢 |
---|---|---|
高層建築 | 鋼結構辦公樓核心筒框架 | 抗風抗震性能強 |
大跨度橋梁 | 連續剛構橋(如虎門大橋) | 減少支座,提升整體穩定性 |
工業廠房 | 門式剛架廠房 | 施工快捷,空間利用率高 |
中文術語 | 英文術語 | 定義說明 |
---|---|---|
剛性構架 | Rigid Frame | 節點剛接的梁柱結構體系 |
彎矩傳遞 | Moment Transfer | 節點抵抗轉動的能力 |
側向位移 | Lateral Drift | 水平力導緻的樓層水平變形量 |
中國規範
《鋼結構設計标準》(GB 50017-2017)第8.1.3條:剛性框架的梁柱節點應按剛接設計,确保節點轉動剛度滿足結構分析假定。
鍊接:住房和城鄉建設部标準定額司官網
國際标準
AISC 360-16 (美國鋼結構規範)Chapter B3.1:定義了剛性框架(Rigid Frame)的節點分類及彎矩-轉角性能要求。
鍊接:American Institute of Steel Construction
注:實際工程中需通過節點構造(如焊接、加勁肋)或有限元分析驗證剛性性能,避免"半剛性節點"導緻的承載力折減。
“剛性構架”在不同學科領域中有不同含義,以下從工程結構、機械系統等角度進行解釋,并結合相關定義:
在建築或機械工程中,剛性構架指由剛性構件(如梁、柱等)組成的結構體系,其特點是在外力作用下幾乎不發生形變。例如:
在機構學中,剛性構架可能指由剛性構件組成的運動系統,例如:
需注意“剛性”是相對概念,實際工程中不存在絕對剛性結構,但可通過材料選擇(如鋼材、碳纖維)和設計優化趨近理想狀态。
如需進一步了解具體案例(如建築框架設計),建議查閱結構力學或機械設計相關文獻。
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