桁架结构体系.ppt

1、1 .桁架结构体系，一、概述桁架结构是直杆在端部相互连接的以防止弯曲为主的格构结构。 桁架一般由上弦构件、腹构件(纵棒和斜腹构件)构成。 桁架结构因受力合理、修订简单、施工方便、适应性强、支座无横向推力而广泛应用于工程。 在房屋建筑中，桁架常用作屋顶的承重结构，被称为屋架。 目前工业现场结构中常见的屋架是典型的桁架。 目前桁架结构形式多种多样，不仅在房屋架上，而且在一些广泛的结构、高层建筑、桥梁上也得到了非常广泛的应用。3、桁架结构的应用、架结构一般指由屋架和柱构成的结构体系，常用于单层工业现场，适用于要求比刚架结构更广的工业建筑。4、5、桁架桥、桁架桥是以桁架为上部结构主要承重构件的桥梁。

2、桁架桥由主桥梁、上下水平纵连系、桥式刚架、中间横架以及桥面系构成。 桁架中，弦棒是构成桁架外周的部件，包括上弦材料和下弦材料，连接上下弦材料的部件称为腹棒，根据腹棒的方向分为斜棒和纵棒。 弦棒和腹棒所在的平面叫做主梁平面。 6、大跨度桥梁的高度向跨度方向变化，在形成曲弦桁架时，小跨度采用不变的桁高，即所谓的平弦桁架或直弦桁架。 苏格兰福克斯湾桥，7、关西国际机场联络桥，8、9、房架主要缺点是结构高。 结构高度大，增加了屋顶和围墙的材料，同时增加了采暖、通风、采光等设备负荷，给声学控制带来了困难。 侧向刚性小，对钢结构房屋特别显着，受压上弦的平面外稳定性差，也难以抵抗房屋纵向的侧向力，需要设置支

3、撑。 一般房屋的纵向横向力不太大，但由于支撑多，按照结构(长细比)的要求确定截面，消耗量虽少，但不能最大限度地利用材料。10、1、构成桁架的所有杆都是直杆，所有杆的中心线(轴线)在同一平面内，这个平面称为桁架的中心平面2 .连接桁架构件和构件的节点都是铰链节点3 .所有外力(载荷和支承反作用力)都是桁架的桁架结构的内力，修正算的假设，11，解析矩形桁架，三角形桁架和折线状桁架内力，1，矩形桁架1 )弦杆：矩形桁架高度相等，下弦各节间的内力随外载荷的总弯矩而变化，中节间轴力大，在靠近支撑台处轴力小或零腹杆：沿着跨度方向的各腹杆的轴向力变化与剪切力一致，跨越中小支撑台的地方大，其值变化大。12、2

4、、三角形桁架上、下弦杆内力在中节间最小，在靠近支撑台处最大。 由于高度的变化速度比剪断力的变化速度大，所以斜腹杆和纵腹杆的受力都大，支撑台的地方小。 13、3、折线状桁架高度为抛物线型桁架为最佳桁架形式。 上弦曲线做成圆形，为了使房屋框架外形和抛物线弯曲角度图相近，使制作变得容易，多将桁架上弦的各个节点和弯曲角度图重叠，在各个节点之间取直线做成折线桁架。 此时，上、下弦杆内各节间轴力大致相等。 腹棒内力全部为零。14、二、屋架结构型式按材料分为木屋架、钢-木组合屋架、钢屋架、轻型钢屋架、钢筋混凝土屋架、预应力混凝土屋架、钢筋混凝土钢组合屋架等。 屋架外形：三角形、梯形、抛物线、折线状、平行弦等

5、。 (15 )、(1)木屋架，常用的木屋架是方材或原木齿相连的豪式木屋架。 分为三角形和梯形(上图)。 大部分是在工地手工制作的。 豪式木屋架的节间长度为23m，一般为48节间，适用跨度为1218m，高跨度比最好在1/51/4之间。 房屋架子宽度窄时，上弦可以使用整棵树。 十六、三角形房架适用于跨距在18m以内(取12m )的建筑。适用于坡度大、屋顶材料为粘土瓦、水泥瓦、小青瓦等排水坡度大的场合。 梯形房屋比三角形房屋受力性能合理，可用于大跨度房屋的适用跨度为1218m。 (17、18、(3)钢屋、三角形屋：用于屋顶坡度大的屋盖结构。 内力变化较大，弦杆内力达到支架最大，跨度最小，材料强度不能

6、充分发挥作用。 一般用于中小跨度的轻屋顶结构。 维克式房屋架、腹杆受力合理，长杆受拉，短杆受压，可分成两个小屋架制作，现场安装，施工方便。 19、梯形房屋在屋顶坡度小的房屋中，受力性能优于三角形房屋，适用于大跨度和负荷工业现场。 用于无主屋系统的屋盖，屋顶材料大多使用大型屋板。20、(四)混凝土屋架、1、梯形屋架，常见形式为梯形、折线状、拱形、无斜腹屋架等。 根据屋面下弦是否施加预应力，分为钢筋混凝土屋面和预应力混凝土屋面，前者适用范围1524m，后者适用范围1836m以上。 上弦为直线，屋顶坡度为1/101/12，适合线圈防水屋顶。 上弦节间为3m，下弦节间为6m，矢高与跨度之比为1/61/

7、8，屋架端部高度为1.82.2m。 梯形房架自重大，刚性好。 适用于采用大型、高温、井式或卧式天窗的现场。21、2、折线状屋架，外形合理，结构自重轻，屋面坡度1/31/4，适用于非卷材防水屋面的中型现场或中型现场。 屋面坡度平缓，适用于线圈防水屋面的中型现场，为了改善屋面端部屋面坡度，减少油毡滑动，一般在端部添加两个构件，可使屋面整体坡度比较均匀。22、3、拱形屋架、上弦为曲线形，采用抛物线形，制作方便，可采用折线形，但折线节点应落在抛物线上。 房屋外形合理，构件内力均匀，自重轻，经济指标良好，但房屋端部屋顶坡度过陡，上弦不必设短柱，矢高比为1/61/8。23、三、屋架结构的选择和配置，(一)

8、屋架结构的主要尺寸1、矢高箭头大，弦杆受力小，但腹杆长，长细比大，易弯曲，材料反而多。 矢高小，弦杆受力大，截面大，且屋顶刚性小，变形大。 因此，矢高不能太大也不能太小。 一般定为1/101/5。 2 .在采用梯度瓦类屋顶的情况下，屋顶架的上弦梯度必须大，一般采用1/3以上的大型屋面板，如果进行卷材的防水，屋顶的梯度变缓，一般为1/81/12。24、3、节间长度可以上弦受压，节间长度小，下弦受拉，节间长度大。 屋顶载荷必须直接作用于节点，以优化构件的受力状态。 为了减少屋架的制作工作量，减少杆和节点的数量，节间的长度最好大到1.54m。 25、(二)屋面结构选型1、屋面结构受力抛物线拱结构：受

9、力最合理，但施工复杂。 折线状屋顶：最接近弯角图，力学性能良好。 梯形屋顶：力学性能好，上下弦均直线施工方便，广泛应用于大中交叉建筑。 三角屋顶：力学性能差，适合中小跨度。 矩形屋顶：力学性能差，用作支架或负荷特殊时使用。26、(二)屋面结构选型2、屋面防水结构三角形、陡梯形屋面架：屋面材料采用黏土瓦、机制平瓦或水泥瓦。 拱形，折线状的房架：采用线圈防水，金属薄板材料。 3、材料耐久性木材、钢材：易腐蚀，维护费用高，不适用于有侵蚀性的工业厂房和通风不良的建筑。 预应力混凝土屋面：提高屋面下弦的抗裂性，防止钢筋腐蚀。27、(二)屋架结构选型4、跨距18m以下：钢筋混凝土钢组合屋架，结构简单，施工

10、方便，技术经济指标好。 36m以下：预应力混凝土屋面，节约钢材，有效控制裂缝宽度和挠度。36m以上(大跨度或振动负荷大):钢结构、结构自重轻，提高结构耐久性和可靠性。 28、(3)房架结构的配置1、房架的跨度一般以3m为模数。 我国制定了相应的标准图集可用于拱形检验。 2 .房架间隔等间隔平行排列，与房屋纵柱列间隔一致，房架直接放置在柱顶。 常见的有6m、7.5m、9m、12m等。 29、(3)顶架结构的布置3、顶架支座的高度取决于建筑外形的要求，同一层顶架支座采用相同的高度。 在力学上可以简化为铰链支架。 跨度小时，将房屋的架子直接放在墙、柱或梁上，如果跨度大，请采取专用的结构措施。 30、工程占地面积21644m2、占地面积11530 m2、总建筑面积62800 m2、地下2层、地上6层、高度40m。 方案中最引人注目的是呈倒拱的月牙形屋顶，纵长100.4m、横宽94m、纵悬垂26m、横悬垂30.9m、倒拱圆弧半径R=93m、拱高度11.5m。 屋盖系统采用交叉刚钢桁架结构。 纵向为两组主桁架和两组次桁架，在各组主桁架下各设置三个由电梯井筒壁构成