大跨建筑結(jié)構(gòu)體系桁架課件

1、大跨建筑結(jié)構(gòu)體系桁架1 大跨建筑結(jié)構(gòu)體系及工程實例 桁架 Truss 大跨建筑結(jié)構(gòu)體系桁架2 什么是桁架結(jié)構(gòu)？ 大跨建筑結(jié)構(gòu)體系桁架3 大跨建筑結(jié)構(gòu)體系桁架4 什么是桁架結(jié)構(gòu)？ 桁架結(jié)構(gòu)（Truss structure)中的桁架指的是 桁架梁，是格構(gòu)化的一種梁式結(jié)構(gòu)。桁架 結(jié)構(gòu)常用于大跨度的廠房、展覽館、體育 館和橋梁等公共建筑中。 當涉及大跨度或重荷載時，用于建筑的屋蓋 結(jié)構(gòu)的桁架通常稱作屋架，桁架要比梁更 經(jīng)濟。 大跨建筑結(jié)構(gòu)體系桁架5 桁架的工程定義 桁架，是由一些細長直桿按適當方式分別在兩端連 接而成的幾何形狀不變的結(jié)構(gòu)。 桁架的構(gòu)造 大跨建筑結(jié)構(gòu)體系桁架6 桁架結(jié)構(gòu)的基本組成 大跨建

2、筑結(jié)構(gòu)體系桁架7 桁架的分類 大跨建筑結(jié)構(gòu)體系桁架8 概述 桁架的類型 按材料分為： 木桁架木桁架 剛桁架剛桁架 鋼筋混凝土桁架鋼筋混凝土桁架 桁架的構(gòu)造 大跨建筑結(jié)構(gòu)體系桁架9 桁架的類型 按空間形式可分為： 平面桁架（planar truss） l組成桁架的所有桿件軸線都在 同一平面內(nèi)。 l對稱結(jié)構(gòu)，且荷載作用在對稱 平面內(nèi)。 l平面結(jié)構(gòu)，且荷載作用在對稱 平面內(nèi)。 空間桁架(space truss) l組成桁架的所有桿件軸線不在同一平面內(nèi)。 l空間結(jié)構(gòu)，荷載任意。 桁架的構(gòu)造 大跨建筑結(jié)構(gòu)體系桁架10 大跨建筑結(jié)構(gòu)體系桁架11 平面桁架的結(jié)構(gòu)形式 大跨建筑結(jié)構(gòu)體系桁架12 大跨建筑結(jié)構(gòu)體

3、系桁架13 平面桁架的結(jié)構(gòu)形式（鋼屋架） 芬克式芬克式 大跨建筑結(jié)構(gòu)體系桁架14 大跨建筑結(jié)構(gòu)體系桁架15 大跨建筑結(jié)構(gòu)體系桁架16 大跨建筑結(jié)構(gòu)體系桁架17 大跨建筑結(jié)構(gòu)體系桁架18 大跨建筑結(jié)構(gòu)體系桁架19 以上各種各樣桁架的力學特性？ 大跨建筑結(jié)構(gòu)體系桁架20 合理形式的選擇： 矩形桁架 內(nèi)力不均勻內(nèi)力不均勻，弦桿內(nèi)力是兩端大而 向中間逐漸減小，腹桿內(nèi)力是兩端小而向中間 逐漸增大。 緩坡梯形桁架 內(nèi)力變化接近矩形桁架內(nèi)力變化接近矩形桁架 三角形桁架 內(nèi)力不均勻內(nèi)力不均勻，腹桿內(nèi)力不均勻， 兩端大向中間逐漸減小。 陡坡梯形桁架 弦桿內(nèi)力較均勻弦桿內(nèi)力較均勻，腹桿內(nèi)力不 均勻，兩端大而向中間

4、逐漸減小。 弧形桁架 弦桿內(nèi)力大致均勻弦桿內(nèi)力大致均勻，腹桿內(nèi)力近似 于0。從力學角度看是理想的桁架形式。若桁 架高度變化與彎矩圖一樣，則弦桿各節(jié)內(nèi)力全 等。 大跨建筑結(jié)構(gòu)體系桁架21 大跨建筑結(jié)構(gòu)體系桁架22 大跨建筑結(jié)構(gòu)體系桁架23 桁架的選型 分析小結(jié)： 弧形或多邊形桁架弧形或多邊形桁架 優(yōu)點： 受力最合理，節(jié)點構(gòu)造最簡單，用料最省，自 重最輕巧。 缺點： 上弦非直線，制作較復雜，僅適用于較大跨度。 大跨建筑結(jié)構(gòu)體系桁架24 桁架的選型 大跨建筑結(jié)構(gòu)體系桁架25 桁架的主要尺寸 高度 l 高度H直接影響桁架的剛度和經(jīng)濟； l 不一定高度H越大越好，雖然弦桿受力小，但腹桿長， 長細比大，易

5、壓曲，用料多； l H值一般（1/101/15)l.參p100表3-1。 節(jié)間長度 l 沿跨度劃分桁架為若干等分，每一分算一個節(jié)間； l 減少制作工作量與桁架撓度，減少桿件與節(jié)點數(shù)； l 上弦稍短，下弦稍長，與受荷載條件與材料有關； l 節(jié)間桿長一般控制1.5m 4m。 坡度：滿足排水要求，瓦屋面1/3,其它屋面1/8 1/12 大跨建筑結(jié)構(gòu)體系桁架26 桁架結(jié)構(gòu)的選型 受力性能 拋物線形桁架最好，適用與大中跨建筑 三角形桁架最差，適用與中小跨建筑； 梯形桁架居中。 防水要求（屋面桁架體系） 采用能彎曲的屋面材料，適用弧形或緩坡梯形 式桁架； 瓦類屋面材料，適用與三角形，陡坡梯形桁架 大跨建筑

6、結(jié)構(gòu)體系桁架27 桁架結(jié)構(gòu)的選型（屋面桁架） 從跨度角度選擇桁架形式： 跨度18m時，鋼筋混凝土-鋼組合桁架或鋼-木屋架； 跨度36m時，選用預應力混凝土屋架或鋼屋架； 跨度36m時，選用鋼屋架。 材料的耐久性： 鋼，木材料易腐蝕，預應力混凝土耐腐性能最佳 大跨建筑結(jié)構(gòu)體系桁架28 桁架力學模型的基本假設？ 大跨建筑結(jié)構(gòu)體系桁架29 桁架結(jié)構(gòu)的基本受力假設 大跨建筑結(jié)構(gòu)體系桁架30 大跨建筑結(jié)構(gòu)體系桁架31 大跨建筑結(jié)構(gòu)體系桁架32 大跨建筑結(jié)構(gòu)體系桁架33 大跨建筑結(jié)構(gòu)體系桁架34 平面桁架的基本計算方法 大跨建筑結(jié)構(gòu)體系桁架35 大跨建筑結(jié)構(gòu)體系桁架36 大跨建筑結(jié)構(gòu)體系桁架37 大跨建筑

7、結(jié)構(gòu)體系桁架38 大跨建筑結(jié)構(gòu)體系桁架39 桁架中有哪些重要結(jié)構(gòu)構(gòu)件？ 大跨建筑結(jié)構(gòu)體系桁架40 節(jié)點節(jié)點 桁架中各桿件的連接點，稱為節(jié)點（node) 工程上把幾根直桿連接的地方稱為節(jié)點。 桁架的構(gòu)造 大跨建筑結(jié)構(gòu)體系桁架41 概述 木桁架節(jié)點木桁架節(jié)點 桁架的構(gòu)造 大跨建筑結(jié)構(gòu)體系桁架42 圖片信息：青川災后重建木屋 大跨建筑結(jié)構(gòu)體系桁架43 不同桁架結(jié)構(gòu)中， 各節(jié)點連接方式有何不同？ 大跨建筑結(jié)構(gòu)體系桁架44 桁架的構(gòu)造 大跨建筑結(jié)構(gòu)體系桁架45 大跨建筑結(jié)構(gòu)體系桁架46 什么是鉚接？ 大跨建筑結(jié)構(gòu)體系桁架47 鉚接鉚接 （Riveting） 使用鉚釘連接兩件或兩件以上的工件叫鉚接。說鉚接

8、是種 剛性連接是不對的。 桁架的構(gòu)造 大跨建筑結(jié)構(gòu)體系桁架48 按照鉚接應用情況，可以分為： 1.活動鉚接。結(jié)合件可以相互轉(zhuǎn)動。不是剛性連 接。 如：剪刀，鉗子。 2.固定鉚接。結(jié)合件不能相互活動。這是剛性連 接。 如：角尺、三環(huán)鎖上的銘牌、橋梁建筑。 3.密縫鉚接。鉚縫嚴密，不漏氣體、液體。這是 剛性連接。 已被焊接廣泛替代，較少見。 大跨建筑結(jié)構(gòu)體系桁架49 鉚接的工藝過程 工藝過程：鉆孔（忽窩）（去毛刺）插 入鉚釘頂模頂住鉚釘旋鉚機鉚成形（或手工 墩緊墩粗鉚成罩形） 大跨建筑結(jié)構(gòu)體系桁架50 什么是焊接？ 大跨建筑結(jié)構(gòu)體系桁架51 焊接 (welding) 焊接是被焊工件的材質(zhì)，通過加

9、熱或加壓或兩者并用，使用或 不使用填充材料，使工件的材 質(zhì)達到原子間的建和形成的永 久性連接工藝過程。 焊接的能量來源有很多種，包括 氣體焰、電弧、激光、電子束、 摩擦和超聲波等。 桁架的構(gòu)造 大跨建筑結(jié)構(gòu)體系桁架52 大跨建筑結(jié)構(gòu)體系桁架53 大跨建筑結(jié)構(gòu)體系桁架54 大跨建筑結(jié)構(gòu)體系桁架55 大跨建筑結(jié)構(gòu)體系桁架56 大跨建筑結(jié)構(gòu)體系桁架57 課后案例分析 北京奧運會主體育場館-國家體育場 大跨建筑結(jié)構(gòu)體系桁架58 桁架工程實例 大跨建筑結(jié)構(gòu)體系桁架59 桁架實例 北京西站過街天橋 大跨建筑結(jié)構(gòu)體系桁架60 桁架實例 北京西站過街天橋- 矩形桁架 大跨建筑結(jié)構(gòu)體系桁架61 大跨建筑結(jié)構(gòu)體系

10、桁架62 鋼筋混凝土桁架轉(zhuǎn)換層-工程案例 廈門觀音山公寓 兩棟聯(lián)體30層高建筑，總高 99.05m和104.15m,地下一 層，上部1-4層為公共汽車 站及服務用房。5層以上為住 房。 由于公共汽車站需要開間大， 高層住宅有一排外柱落在柱 距14.8m的開間處，外排高柱 傳遞重量大，所以從第三層 開始設置鋼筋混凝土桁架轉(zhuǎn) 換層，承擔5層以上的荷載。 大跨建筑結(jié)構(gòu)體系桁架63 鋼筋混凝土桁架轉(zhuǎn)換層-工程案例 廈門觀音山公寓廈門觀音山公寓 桁架為三角形，跨度為14.8m,高度分別為 8.1m,5.4m,共18榀。 三角桁架支撐的兩根柱設：鋼筋混凝土柱下過 渡層高度6m,上過渡層高度8.1m和5.4m.型