1.单层刚架的截面形式

决定刚架的截面形式，必须分析它在各种荷载作用下的内力分布。从弯矩的分布看，在立柱与横梁的转角截面弯矩较大，铰节点弯矩为零，如图5-6所示。因此，在转角截面的内侧产生压应力集中现象，应力的分布集度随内折角的形式而变化，尤其是立柱的刚度比横梁大得多时，边缘压应力急剧增加，见图5-7。

图5-6 三种刚架的弯矩图

a）无铰刚架 b）两铰刚架 c）三铰刚架

在一般情况下，杆件截面随内力大小相应变化是最经济的。因此，刚架杆件一般采用变截面形式，加大梁柱相交处的截面，减小铰节点附近的截面，以达到节约材料的目的。同时，为了减少或避免应力集中现象，转角处常做成圆弧或加腋的形式，如图5-7及图5-8b所示。

钢筋混凝土刚架的跨度一般在40m以下，跨度太大会引起自重过大，使结构不合理，施工困难。钢筋混凝土刚架一般用于跨度不超过18m，檐高不超过10m的无吊车或吊车起重量不超过10t的建筑中。钢筋混凝土刚架的杆件一般采用矩形截面，也可采用工字形截面。为了减少材料用量，减少杆件截面，减轻结构自重，近年来常采用预应力钢筋混凝土和空腹刚架。在预应力刚架中预应力筋布置在构件的受拉部位，而且一般采用曲线形钢筋后张法施工，如图5-9所示。

图5-7 刚架转角截面的正应力分布

图 5-8

a）钢筋混凝土刚架 b）转角加腋 c）桁架式刚架（南京市体育馆）

图5-9 组合式预应力钢筋混凝土刚架

空腹式刚架有两种形式，一种是把杆件做成空心截面，如图5-10a所示；另一种是在杆件上留洞，如图5-10b所示。空心刚架也可采用预应力，但对施工技术和材料要求较高，所以一般用于较大跨度的建筑中。

在变截面刚架中，刚架截面变化的形式应结合建筑立面要求确定。立柱可以做成里直外斜或外直里斜两种，如图5-11所示。

在实际工程中，大多采用预制装配式钢筋混凝土刚架。刚架拼装单元的划分一般根据内力分布决定。单跨三铰刚架可分成两个“Γ”形拼装单元，铰节点设在基础和顶部中间拼接点部位。两铰刚架的拼接点一般设在横梁零弯点截面附近，柱与基础连接处做成铰节点；多跨刚架常采用“Y”形和“Γ”形拼装单元，见图5-12。(www.daowen.com)

刚架承受的荷载一般有恒载和活载两种，在恒载作用下弯矩零点的位置是固定的。在活载作用下，由于各种不利组合，零弯点的位置是变化的。因此在划分构件单元时，零弯点的位置应该根据主要荷载确定。例如，对一般刚架（无悬挂吊车），由恒载产生的弯矩值约占总弯矩的90%，拼接点位置应设在恒载作用下横梁的零弯点附近。这样，拼接点截面受力小，构造简单，易于处理。

2.单层刚架结点的连接构造

对预制装配式刚架结点构造的基本要求是：符合计算假定，做法简单，便于施工。常见的节点连接构造见图5-13。

图5-10 空腹式刚架

a）预应力空心截面刚架 b）预应力空腹刚架

图5-11 刚架柱的形式

a）外直里斜 b）里直外斜

图5-12 刚架的拼装

a）两个拼装单元 b）三个拼装单元 c）“Y”形及“Γ”形单元

图5-13 刚架的节点构造

a）两铰刚架 b）三铰刚架