单层刚架、拱及排架结构：房屋建筑学

1.单层刚架

单层骨架结构梁柱之间为刚性连接的是刚架，但在梁跨中间可以断开成为铰接，柱与基础为铰接，如图5-17所示。单层刚架结构比较容易根据建筑需要布置通长的高出屋面的采光天窗或采光屋脊。由于单层刚架结构在平面外的刚度较小，通常适用于跨度不是太大（例如钢筋混凝土刚架在18m左右），檐口高度也不是太高（例如钢筋混凝土刚架在10m左右）的内部空旷的单层建筑，如小型室内体育场馆、展示场所、车船客运站、库房等。

2.拱

拱是抗压材料的理想形式，拱形的土穴、岩洞是自然界存在最多的天然结构。世界上很早就产生了拱结构，如：中国的弧拱；古埃及、希腊的券拱；古罗马的半圆拱；拜占庭的帆拱；罗马建筑的肋形拱；哥特建筑的尖拱，如图5-18所示。直到现在，拱仍是经常出现在建筑物造型中的元素。现代的拱结构多采用圆弧拱或抛物线拱，随着建筑材料及结构力学的发展，现代的拱采用钢筋混凝土、钢等材料，往往可以做到更大的跨度，甚至可以作为某些大型空间结构屋盖、屋面的支撑构件或者周边构件，在整体上造成强有力的视觉中心，实现结构与建筑的完美结合，如图5-19所示。

图5-18　哥特建筑常用的拱券(www.xing528.com)

图5-19　某抛物线预制拱结构

3.排架结构

排架结构由屋架（或屋面梁）、柱和基础组成。柱与屋架铰接，而与基础刚接，广泛应用于单层厂房。

排架结构传力明确，构造简单，施工较方便。当排架柱上（含柱顶）受力，进行排架内力分析时，通常可将屋架（或屋面梁）简化为与柱顶铰接刚度无限大的链杆，柱子与基础的刚性连接简化为固定端。