桁架結(jié)構(gòu)體系.ppt

1、1 .桁架結(jié)構(gòu)體系，一、概述桁架結(jié)構(gòu)是直桿在端部相互連接的以防止彎曲為主的格構(gòu)結(jié)構(gòu)。 桁架一般由上弦構(gòu)件、腹構(gòu)件(縱棒和斜腹構(gòu)件)構(gòu)成。 桁架結(jié)構(gòu)因受力合理、修訂簡單、施工方便、適應(yīng)性強(qiáng)、支座無橫向推力而廣泛應(yīng)用于工程。 在房屋建筑中，桁架常用作屋頂?shù)某兄亟Y(jié)構(gòu)，被稱為屋架。 目前工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)結(jié)構(gòu)中常見的屋架是典型的桁架。 目前桁架結(jié)構(gòu)形式多種多樣，不僅在房屋架上，而且在一些廣泛的結(jié)構(gòu)、高層建筑、橋梁上也得到了非常廣泛的應(yīng)用。3、桁架結(jié)構(gòu)的應(yīng)用、架結(jié)構(gòu)一般指由屋架和柱構(gòu)成的結(jié)構(gòu)體系，常用于單層工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，適用于要求比剛架結(jié)構(gòu)更廣的工業(yè)建筑。4、5、桁架橋、桁架橋是以桁架為上部結(jié)構(gòu)主要承重構(gòu)件的橋梁。

2、桁架橋由主橋梁、上下水平縱連系、橋式剛架、中間橫架以及橋面系構(gòu)成。 桁架中，弦棒是構(gòu)成桁架外周的部件，包括上弦材料和下弦材料，連接上下弦材料的部件稱為腹棒，根據(jù)腹棒的方向分為斜棒和縱棒。 弦棒和腹棒所在的平面叫做主梁平面。 6、大跨度橋梁的高度向跨度方向變化，在形成曲弦桁架時(shí)，小跨度采用不變的桁高，即所謂的平弦桁架或直弦桁架。 蘇格蘭福克斯灣橋，7、關(guān)西國際機(jī)場(chǎng)聯(lián)絡(luò)橋，8、9、房架主要缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)高。 結(jié)構(gòu)高度大，增加了屋頂和圍墻的材料，同時(shí)增加了采暖、通風(fēng)、采光等設(shè)備負(fù)荷，給聲學(xué)控制帶來了困難。 側(cè)向剛性小，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)房屋特別顯著，受壓上弦的平面外穩(wěn)定性差，也難以抵抗房屋縱向的側(cè)向力，需要設(shè)置支

3、撐。 一般房屋的縱向橫向力不太大，但由于支撐多，按照結(jié)構(gòu)(長細(xì)比)的要求確定截面，消耗量雖少，但不能最大限度地利用材料。10、1、構(gòu)成桁架的所有桿都是直桿，所有桿的中心線(軸線)在同一平面內(nèi)，這個(gè)平面稱為桁架的中心平面2 .連接桁架構(gòu)件和構(gòu)件的節(jié)點(diǎn)都是鉸鏈節(jié)點(diǎn)3 .所有外力(載荷和支承反作用力)都是桁架的桁架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力，修正算的假設(shè)，11，解析矩形桁架，三角形桁架和折線狀桁架內(nèi)力，1，矩形桁架1 )弦桿：矩形桁架高度相等，下弦各節(jié)間的內(nèi)力隨外載荷的總彎矩而變化，中節(jié)間軸力大，在靠近支撐臺(tái)處軸力小或零腹桿：沿著跨度方向的各腹桿的軸向力變化與剪切力一致，跨越中小支撐臺(tái)的地方大，其值變化大。12、2

4、、三角形桁架上、下弦桿內(nèi)力在中節(jié)間最小，在靠近支撐臺(tái)處最大。 由于高度的變化速度比剪斷力的變化速度大，所以斜腹桿和縱腹桿的受力都大，支撐臺(tái)的地方小。 13、3、折線狀桁架高度為拋物線型桁架為最佳桁架形式。 上弦曲線做成圓形，為了使房屋框架外形和拋物線彎曲角度圖相近，使制作變得容易，多將桁架上弦的各個(gè)節(jié)點(diǎn)和彎曲角度圖重疊，在各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間取直線做成折線桁架。 此時(shí)，上、下弦桿內(nèi)各節(jié)間軸力大致相等。 腹棒內(nèi)力全部為零。14、二、屋架結(jié)構(gòu)型式按材料分為木屋架、鋼-木組合屋架、鋼屋架、輕型鋼屋架、鋼筋混凝土屋架、預(yù)應(yīng)力混凝土屋架、鋼筋混凝土鋼組合屋架等。 屋架外形：三角形、梯形、拋物線、折線狀、平行弦等

5、。 (15 )、(1)木屋架，常用的木屋架是方材或原木齒相連的豪式木屋架。 分為三角形和梯形(上圖)。 大部分是在工地手工制作的。 豪式木屋架的節(jié)間長度為23m，一般為48節(jié)間，適用跨度為1218m，高跨度比最好在1/51/4之間。 房屋架子寬度窄時(shí)，上弦可以使用整棵樹。 十六、三角形房架適用于跨距在18m以內(nèi)(取12m )的建筑。適用于坡度大、屋頂材料為粘土瓦、水泥瓦、小青瓦等排水坡度大的場(chǎng)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適用跨度為1218m。 (17、18、(3)鋼屋、三角形屋：用于屋頂坡度大的屋蓋結(jié)構(gòu)。 內(nèi)力變化較大，弦桿內(nèi)力達(dá)到支架最大，跨度最小，材料強(qiáng)度不能

6、充分發(fā)揮作用。 一般用于中小跨度的輕屋頂結(jié)構(gòu)。 維克式房屋架、腹桿受力合理，長桿受拉，短桿受壓，可分成兩個(gè)小屋架制作，現(xiàn)場(chǎng)安裝，施工方便。 19、梯形房屋在屋頂坡度小的房屋中，受力性能優(yōu)于三角形房屋，適用于大跨度和負(fù)荷工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)。 用于無主屋系統(tǒng)的屋蓋，屋頂材料大多使用大型屋板。20、(四)混凝土屋架、1、梯形屋架，常見形式為梯形、折線狀、拱形、無斜腹屋架等。 根據(jù)屋面下弦是否施加預(yù)應(yīng)力，分為鋼筋混凝土屋面和預(yù)應(yīng)力混凝土屋面，前者適用范圍1524m，后者適用范圍1836m以上。 上弦為直線，屋頂坡度為1/101/12，適合線圈防水屋頂。 上弦節(jié)間為3m，下弦節(jié)間為6m，矢高與跨度之比為1/61/

7、8，屋架端部高度為1.82.2m。 梯形房架自重大，剛性好。 適用于采用大型、高溫、井式或臥式天窗的現(xiàn)場(chǎng)。21、2、折線狀屋架，外形合理，結(jié)構(gòu)自重輕，屋面坡度1/31/4，適用于非卷材防水屋面的中型現(xiàn)場(chǎng)或中型現(xiàn)場(chǎng)。 屋面坡度平緩，適用于線圈防水屋面的中型現(xiàn)場(chǎng)，為了改善屋面端部屋面坡度，減少油氈滑動(dòng)，一般在端部添加兩個(gè)構(gòu)件，可使屋面整體坡度比較均勻。22、3、拱形屋架、上弦為曲線形，采用拋物線形，制作方便，可采用折線形，但折線節(jié)點(diǎn)應(yīng)落在拋物線上。 房屋外形合理，構(gòu)件內(nèi)力均勻，自重輕，經(jīng)濟(jì)指標(biāo)良好，但房屋端部屋頂坡度過陡，上弦不必設(shè)短柱，矢高比為1/61/8。23、三、屋架結(jié)構(gòu)的選擇和配置，(一)

8、屋架結(jié)構(gòu)的主要尺寸1、矢高箭頭大，弦桿受力小，但腹桿長，長細(xì)比大，易彎曲，材料反而多。 矢高小，弦桿受力大，截面大，且屋頂剛性小，變形大。 因此，矢高不能太大也不能太小。 一般定為1/101/5。 2 .在采用梯度瓦類屋頂?shù)那闆r下，屋頂架的上弦梯度必須大，一般采用1/3以上的大型屋面板，如果進(jìn)行卷材的防水，屋頂?shù)奶荻茸兙?，一般?/81/12。24、3、節(jié)間長度可以上弦受壓，節(jié)間長度小，下弦受拉，節(jié)間長度大。 屋頂載荷必須直接作用于節(jié)點(diǎn)，以優(yōu)化構(gòu)件的受力狀態(tài)。 為了減少屋架的制作工作量，減少桿和節(jié)點(diǎn)的數(shù)量，節(jié)間的長度最好大到1.54m。 25、(二)屋面結(jié)構(gòu)選型1、屋面結(jié)構(gòu)受力拋物線拱結(jié)構(gòu)：受

9、力最合理，但施工復(fù)雜。 折線狀屋頂：最接近彎角圖，力學(xué)性能良好。 梯形屋頂：力學(xué)性能好，上下弦均直線施工方便，廣泛應(yīng)用于大中交叉建筑。 三角屋頂：力學(xué)性能差，適合中小跨度。 矩形屋頂：力學(xué)性能差，用作支架或負(fù)荷特殊時(shí)使用。26、(二)屋面結(jié)構(gòu)選型2、屋面防水結(jié)構(gòu)三角形、陡梯形屋面架：屋面材料采用黏土瓦、機(jī)制平瓦或水泥瓦。 拱形，折線狀的房架：采用線圈防水，金屬薄板材料。 3、材料耐久性木材、鋼材：易腐蝕，維護(hù)費(fèi)用高，不適用于有侵蝕性的工業(yè)廠房和通風(fēng)不良的建筑。 預(yù)應(yīng)力混凝土屋面：提高屋面下弦的抗裂性，防止鋼筋腐蝕。27、(二)屋架結(jié)構(gòu)選型4、跨距18m以下：鋼筋混凝土鋼組合屋架，結(jié)構(gòu)簡單，施工

10、方便，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)好。 36m以下：預(yù)應(yīng)力混凝土屋面，節(jié)約鋼材，有效控制裂縫寬度和撓度。36m以上(大跨度或振動(dòng)負(fù)荷大):鋼結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)自重輕，提高結(jié)構(gòu)耐久性和可靠性。 28、(3)房架結(jié)構(gòu)的配置1、房架的跨度一般以3m為模數(shù)。 我國制定了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)圖集可用于拱形檢驗(yàn)。 2 .房架間隔等間隔平行排列，與房屋縱柱列間隔一致，房架直接放置在柱頂。 常見的有6m、7.5m、9m、12m等。 29、(3)頂架結(jié)構(gòu)的布置3、頂架支座的高度取決于建筑外形的要求，同一層頂架支座采用相同的高度。 在力學(xué)上可以簡化為鉸鏈支架。 跨度小時(shí)，將房屋的架子直接放在墻、柱或梁上，如果跨度大，請(qǐng)采取專用的結(jié)構(gòu)措施。 30、工程占地面積21644m2、占地面積11530 m2、總建筑面積62800 m2、地下2層、地上6層、高度40m。 方案中最引人注目的是呈倒拱的月牙形屋頂，縱長100.4m、橫寬94m、縱懸垂26m、橫懸垂30.9m、倒拱圓弧半徑R=93m、拱高度11.5m。 屋蓋系統(tǒng)采用交叉剛鋼桁架結(jié)構(gòu)。 縱向?yàn)閮山M主桁架和兩組次桁架，在各組主桁架下各設(shè)置三個(gè)由電梯井筒壁構(gòu)成