桁架結構體系.ppt

1、1 .桁架結構體系，一、概述桁架結構是直桿在端部相互連接的以防止彎曲為主的格構結構。 桁架一般由上弦構件、腹構件(縱棒和斜腹構件)構成。 桁架結構因受力合理、修訂簡單、施工方便、適應性強、支座無橫向推力而廣泛應用于工程。 在房屋建筑中，桁架常用作屋頂?shù)某兄亟Y構，被稱為屋架。 目前工業(yè)現(xiàn)場結構中常見的屋架是典型的桁架。 目前桁架結構形式多種多樣，不僅在房屋架上，而且在一些廣泛的結構、高層建筑、橋梁上也得到了非常廣泛的應用。3、桁架結構的應用、架結構一般指由屋架和柱構成的結構體系，常用于單層工業(yè)現(xiàn)場，適用于要求比剛架結構更廣的工業(yè)建筑。4、5、桁架橋、桁架橋是以桁架為上部結構主要承重構件的橋梁。

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成。 桁架中，弦棒是構成桁架外周的部件，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，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、關西國際機場聯(lián)絡橋，8、9、房架主要缺點是結構高。 結構高度大，增加了屋頂和圍墻的材料，同時增加了采暖、通風、采光等設備負荷，給聲學控制帶來了困難。 側向剛性小，對鋼結構房屋特別顯著，受壓上弦的平面外穩(wěn)定性差，也難以抵抗房屋縱向的側向力，需要設置支

3、撐。 一般房屋的縱向橫向力不太大，但由于支撐多，按照結構(長細比)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，這個平面稱為桁架的中心平面2 .連接桁架構件和構件的節(jié)點都是鉸鏈節(jié)點3 .所有外力(載荷和支承反作用力)都是桁架的桁架結構的內力，修正算的假設，11，解析矩形桁架，三角形桁架和折線狀桁架內力，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，跨越中小支撐臺的地方大，其值變化大。12、2

4、、三角形桁架上、下弦桿內力在中節(jié)間最小，在靠近支撐臺處最大。 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節(jié)點和彎曲角度圖重疊，在各個節(jié)點之間取直線做成折線桁架。 此時，上、下弦桿內各節(jié)間軸力大致相等。 腹棒內力全部為零。14、二、屋架結構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、預應力混凝土屋架、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，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(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構。 內力變化較大，弦桿內力達到支架最大，跨度最小，材料強度不能

6、充分發(fā)揮作用。 一般用于中小跨度的輕屋頂結構。 維克式房屋架、腹桿受力合理，長桿受拉，短桿受壓，可分成兩個小屋架制作，現(xiàn)場安裝，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，適用于大跨度和負荷工業(yè)現(xiàn)場。 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應力，分為鋼筋混凝土屋面和預應力混凝土屋面，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。21、2、折線狀屋架，外形合理，結構自重輕，屋面坡度1/31/4，適用于非卷材防水屋面的中型現(xiàn)場或中型現(xiàn)場。 屋面坡度平緩，適用于線圈防水屋面的中型現(xiàn)場，為了改善屋面端部屋面坡度，減少油氈滑動，一般在端部添加兩個構件，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)點應落在拋物線上。 房屋外形合理，構件內力均勻，自重輕，經濟指標良好，但房屋端部屋頂坡度過陡，上弦不必設短柱，矢高比為1/61/8。23、三、屋架結構的選擇和配置，(一)

8、屋架結構的主要尺寸1、矢高箭頭大，弦桿受力小，但腹桿長，長細比大，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，如果進行卷材的防水，屋頂?shù)奶荻茸兙彛话銥?/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，以優(yōu)化構件的受力狀態(tài)。 為了減少屋架的制作工作量，減少桿和節(jié)點的數(shù)量，節(jié)間的長度最好大到1.54m。 25、(二)屋面結構選型1、屋面結構受力拋物線拱結構：受

9、力最合理，但施工復雜。 折線狀屋頂：最接近彎角圖，力學性能良好。 梯形屋頂：力學性能好，上下弦均直線施工方便，廣泛應用于大中交叉建筑。 三角屋頂：力學性能差，適合中小跨度。 矩形屋頂：力學性能差，用作支架或負荷特殊時使用。26、(二)屋面結構選型2、屋面防水結構三角形、陡梯形屋面架：屋面材料采用黏土瓦、機制平瓦或水泥瓦。 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，維護費用高，不適用于有侵蝕性的工業(yè)廠房和通風不良的建筑。 預應力混凝土屋面：提高屋面下弦的抗裂性，防止鋼筋腐蝕。27、(二)屋架結構選型4、跨距18m以下：鋼筋混凝土鋼組合屋架，結構簡單，施工

10、方便，技術經濟指標好。 36m以下：預應力混凝土屋面，節(jié)約鋼材，有效控制裂縫寬度和撓度。36m以上(大跨度或振動負荷大):鋼結構、結構自重輕，提高結構耐久性和可靠性。 28、(3)房架結構的配置1、房架的跨度一般以3m為模數(shù)。 我國制定了相應的標準圖集可用于拱形檢驗。 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)頂架結構的布置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。 在力學上可以簡化為鉸鏈支架。 跨度小時，將房屋的架子直接放在墻、柱或梁上，如果跨度大，請采取專用的結構措施。 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構。 縱向為兩組主桁架和兩組次桁架，在各組主桁架下各設置三個由電梯井筒壁構成