大跨建筑结构体系桁架课件

1、大跨建筑结构体系桁架1 大跨建筑结构体系及工程实例 桁架 Truss 大跨建筑结构体系桁架2 什么是桁架结构？ 大跨建筑结构体系桁架3 大跨建筑结构体系桁架4 什么是桁架结构？ 桁架结构（Truss structure)中的桁架指的是 桁架梁，是格构化的一种梁式结构。桁架 结构常用于大跨度的厂房、展览馆、体育 馆和桥梁等公共建筑中。 当涉及大跨度或重荷载时，用于建筑的屋盖 结构的桁架通常称作屋架，桁架要比梁更 经济。 大跨建筑结构体系桁架5 桁架的工程定义 桁架，是由一些细长直杆按适当方式分别在两端连 接而成的几何形状不变的结构。 桁架的构造 大跨建筑结构体系桁架6 桁架结构的基本组成 大跨建

2、筑结构体系桁架7 桁架的分类 大跨建筑结构体系桁架8 概述 桁架的类型 按材料分为： 木桁架木桁架 刚桁架刚桁架 钢筋混凝土桁架钢筋混凝土桁架 桁架的构造 大跨建筑结构体系桁架9 桁架的类型 按空间形式可分为： 平面桁架（planar truss） l组成桁架的所有杆件轴线都在 同一平面内。 l对称结构，且荷载作用在对称 平面内。 l平面结构，且荷载作用在对称 平面内。 空间桁架(space truss) l组成桁架的所有杆件轴线不在同一平面内。 l空间结构，荷载任意。 桁架的构造 大跨建筑结构体系桁架10 大跨建筑结构体系桁架11 平面桁架的结构形式 大跨建筑结构体系桁架12 大跨建筑结构体

3、系桁架13 平面桁架的结构形式（钢屋架） 芬克式芬克式 大跨建筑结构体系桁架14 大跨建筑结构体系桁架15 大跨建筑结构体系桁架16 大跨建筑结构体系桁架17 大跨建筑结构体系桁架18 大跨建筑结构体系桁架19 以上各种各样桁架的力学特性？ 大跨建筑结构体系桁架20 合理形式的选择： 矩形桁架 内力不均匀内力不均匀，弦杆内力是两端大而 向中间逐渐减小，腹杆内力是两端小而向中间 逐渐增大。 缓坡梯形桁架 内力变化接近矩形桁架内力变化接近矩形桁架 三角形桁架 内力不均匀内力不均匀，腹杆内力不均匀， 两端大向中间逐渐减小。 陡坡梯形桁架 弦杆内力较均匀弦杆内力较均匀，腹杆内力不 均匀，两端大而向中间

4、逐渐减小。 弧形桁架 弦杆内力大致均匀弦杆内力大致均匀，腹杆内力近似 于0。从力学角度看是理想的桁架形式。若桁 架高度变化与弯矩图一样，则弦杆各节内力全 等。 大跨建筑结构体系桁架21 大跨建筑结构体系桁架22 大跨建筑结构体系桁架23 桁架的选型 分析小结： 弧形或多边形桁架弧形或多边形桁架 优点： 受力最合理，节点构造最简单，用料最省，自 重最轻巧。 缺点： 上弦非直线，制作较复杂，仅适用于较大跨度。 大跨建筑结构体系桁架24 桁架的选型 大跨建筑结构体系桁架25 桁架的主要尺寸 高度 l 高度H直接影响桁架的刚度和经济； l 不一定高度H越大越好，虽然弦杆受力小，但腹杆长， 长细比大，易

5、压曲，用料多； l H值一般（1/101/15)l.参p100表3-1。 节间长度 l 沿跨度划分桁架为若干等分，每一分算一个节间； l 减少制作工作量与桁架挠度，减少杆件与节点数； l 上弦稍短，下弦稍长，与受荷载条件与材料有关； l 节间杆长一般控制1.5m 4m。 坡度：满足排水要求，瓦屋面1/3,其它屋面1/8 1/12 大跨建筑结构体系桁架26 桁架结构的选型 受力性能 抛物线形桁架最好，适用与大中跨建筑 三角形桁架最差，适用与中小跨建筑； 梯形桁架居中。 防水要求（屋面桁架体系） 采用能弯曲的屋面材料，适用弧形或缓坡梯形 式桁架； 瓦类屋面材料，适用与三角形，陡坡梯形桁架 大跨建筑

6、结构体系桁架27 桁架结构的选型（屋面桁架） 从跨度角度选择桁架形式： 跨度18m时，钢筋混凝土-钢组合桁架或钢-木屋架； 跨度36m时，选用预应力混凝土屋架或钢屋架； 跨度36m时，选用钢屋架。 材料的耐久性： 钢，木材料易腐蚀，预应力混凝土耐腐性能最佳 大跨建筑结构体系桁架28 桁架力学模型的基本假设？ 大跨建筑结构体系桁架29 桁架结构的基本受力假设 大跨建筑结构体系桁架30 大跨建筑结构体系桁架31 大跨建筑结构体系桁架32 大跨建筑结构体系桁架33 大跨建筑结构体系桁架34 平面桁架的基本计算方法 大跨建筑结构体系桁架35 大跨建筑结构体系桁架36 大跨建筑结构体系桁架37 大跨建筑

7、结构体系桁架38 大跨建筑结构体系桁架39 桁架中有哪些重要结构构件？ 大跨建筑结构体系桁架40 节点节点 桁架中各杆件的连接点，称为节点（node) 工程上把几根直杆连接的地方称为节点。 桁架的构造 大跨建筑结构体系桁架41 概述 木桁架节点木桁架节点 桁架的构造 大跨建筑结构体系桁架42 图片信息：青川灾后重建木屋 大跨建筑结构体系桁架43 不同桁架结构中， 各节点连接方式有何不同？ 大跨建筑结构体系桁架44 桁架的构造 大跨建筑结构体系桁架45 大跨建筑结构体系桁架46 什么是铆接？ 大跨建筑结构体系桁架47 铆接铆接 （Riveting） 使用铆钉连接两件或两件以上的工件叫铆接。说铆接

8、是种 刚性连接是不对的。 桁架的构造 大跨建筑结构体系桁架48 按照铆接应用情况，可以分为： 1.活动铆接。结合件可以相互转动。不是刚性连 接。 如：剪刀，钳子。 2.固定铆接。结合件不能相互活动。这是刚性连 接。 如：角尺、三环锁上的铭牌、桥梁建筑。 3.密缝铆接。铆缝严密，不漏气体、液体。这是 刚性连接。 已被焊接广泛替代，较少见。 大跨建筑结构体系桁架49 铆接的工艺过程 工艺过程：钻孔（忽窝）（去毛刺）插 入铆钉顶模顶住铆钉旋铆机铆成形（或手工 墩紧墩粗铆成罩形） 大跨建筑结构体系桁架50 什么是焊接？ 大跨建筑结构体系桁架51 焊接 (welding) 焊接是被焊工件的材质，通过加

9、热或加压或两者并用，使用或 不使用填充材料，使工件的材 质达到原子间的建和形成的永 久性连接工艺过程。 焊接的能量来源有很多种，包括 气体焰、电弧、激光、电子束、 摩擦和超声波等。 桁架的构造 大跨建筑结构体系桁架52 大跨建筑结构体系桁架53 大跨建筑结构体系桁架54 大跨建筑结构体系桁架55 大跨建筑结构体系桁架56 大跨建筑结构体系桁架57 课后案例分析 北京奥运会主体育场馆-国家体育场 大跨建筑结构体系桁架58 桁架工程实例 大跨建筑结构体系桁架59 桁架实例 北京西站过街天桥 大跨建筑结构体系桁架60 桁架实例 北京西站过街天桥- 矩形桁架 大跨建筑结构体系桁架61 大跨建筑结构体系

10、桁架62 钢筋混凝土桁架转换层-工程案例 厦门观音山公寓 两栋联体30层高建筑，总高 99.05m和104.15m,地下一 层，上部1-4层为公共汽车 站及服务用房。5层以上为住 房。 由于公共汽车站需要开间大， 高层住宅有一排外柱落在柱 距14.8m的开间处，外排高柱 传递重量大，所以从第三层 开始设置钢筋混凝土桁架转 换层，承担5层以上的荷载。 大跨建筑结构体系桁架63 钢筋混凝土桁架转换层-工程案例 厦门观音山公寓厦门观音山公寓 桁架为三角形，跨度为14.8m,高度分别为 8.1m,5.4m,共18榀。 三角桁架支撑的两根柱设：钢筋混凝土柱下过 渡层高度6m,上过渡层高度8.1m和5.4m.型