各类梁式桁架的比较
第二章 结构的基本构件桁架
竖杆)均为轴向受拉或轴向受压构件，使材料的强度可以得到充分的
发挥。
3.桁架的理论模型： 直杆 + 铰接 + 集中力
a 整体构成模型
b 实际节点 图2.6 桁架理论模型示意
2.1.2 桁架结构计算的假定
请看，桁架结构通常需要具备的基本条件的详细描述：
1．组成桁架的所有各杆都是直杆，所有各杆的中心线(轴线)都
图2.16 梯形屋架
图2.18 三角形屋架
三角形屋架一般用于屋面坡度较大的屋盖结构中。当屋面材料为粘土 瓦、机制平瓦时，要求屋架的高跨比为1／4～1／6。三角形屋架弦杆 内力变化较大，弦杆内力在支座处最大，在跨中最小，材料强度不能 充分发挥作用。一般宜用于中小跨度的轻屋盖结构。当荷载和跨度较 大时，采用三角形屋架就不够经济。
横低纵高坡面屋顶
图2.4 不同坡屋面的屋架布置
图2.5 三角形屋架的常见形式种类
桁架的发明是在克服了梁的受力缺陷后实现的，准确地讲，一是将截 面不均匀受力变为均匀受力，二是将复杂应力分步变为简单应力分布， 三是将等高截面变为变高度截面。
因此，桁架结构受力合理、计算简单、施工方便、适应性强，不会对 支座产生横向水平推力，因而在结构工程中应用广泛。
由于不易取得符合下弦材质标准的上等木材，特别是原木和方木干燥 较慢，干裂缝对采用齿连接和螺栓连接的下弦十分不利，而采用钢拉 杆作为屋架的下弦，每平方米建筑面积的用钢量仅增加2～4kg，但却 显著地提高了结构的可靠性。同时由于钢材的弹性模量高于木材，且 还消除了接头的非弹性变形，从而提高了屋架结构的刚度。
分发挥两种材料优良的力学特性，截面受力明确，构造简单，施工方便，造 价低廉等，唯独自重大。
。 跨度一般不超12米。梁高是梁跨度的1/14-1/8，梁宽是梁高的1/2-1/3
桁架结构
结构特点跨中主要结构特点各杆件受力均以单向拉、压为主，通过对上下弦杆和腹杆的合理布置，可适应结构内部的弯矩和剪力分布。
由于水平方向的拉、压内力实现了自身平衡，整个结构不对支座产生水平推力。
结构布置灵活，应用范围非常广。
桁架梁和实腹梁（即我们一般所见的梁）相比，在抗弯方面，由于将受拉与受压的截面集中布置在上下两端，增大了内力臂，使得以同样的材料用量，实现了更大的抗弯强度。
在抗剪方面，通过合理布置腹杆，能够将剪力逐步传递给支座。
这样无论是抗弯还是抗剪，桁架结构都能够使材料强度得到充分发挥，从而适用于各种跨度的建筑屋盖结构。
更重要的意义还在于，它将横弯作用下的实腹梁内部复杂的应力状态转化为桁架杆件内简单的拉压应力状态，使我们能够直观地了解力的分布和传递，便于结构的变化和组合。
桁架结构历史演变桁架的历史演变只受结点荷载作用的等直杆的理想铰结体系称桁架结构。
它是由一些杆轴交于一点的工程结构抽象简化而成的。
桁架在建造木桥和屋架上最先见诸实用。
古罗马人用桁架修建横跨多瑙河的特雷江桥的上部结构（发现于罗马的浮雕中），文艺复兴时期，意大利建筑师（帕拉迪奥Palladio）也开始采用木桁架建桥出现朗式、汤式、豪式桁架。
英国最早的金属桁架是在1845年建成的，适合汤式木桁架相似的格构桁架，第二年又采用了三角形的华伦式桁架。
桁架结构桁架种类桁架可按不同的特征进行分类。
一、根据桁架的外形分为：1.平行弦桁架（便于布置双层结构；利于标准化生产，但杆力分布不够均匀）；2.折弦桁架（如抛物线形桁架梁，外形同均布荷载下简支梁的弯矩图，杆力分布均匀，材料使用经济，构造较复杂）；3.三角形桁架（杆力分布更不均匀，构造布置困难，但斜面符合屋顶排水需要）。
二、以桁架几何组成方式分：1.简单桁架（由一个基本铰结三角形依次增加二元体组成）；2.联合桁架（由几个简单桁架按几何不变体系的简单组成规则联合组成）；3.复杂桁架（不同于前两种的其它静定桁架）。
桁架结构
上弦为钢筋混凝土或预应力混凝土构件，下弦 为型钢或钢筋，顶接点为刚接或铰接（三铰组合屋 架）。屋架杆件少，自重轻，受力明确，构造简单， 施工方便，适用于农村地区的中小型建筑。
三、屋架结构的选型与布置
（一）屋架结构的主要尺寸 1、矢高 矢高大，弦杆受力小，但腹杆长、长细比大、易压曲，用料 反而会增多。
等间距平行排列，与房屋纵向柱列的间距一致，屋架直接搁置
在柱顶。常见的有：6m、7.5m、9m、12m等。
3、屋架的支座
支座标高由建筑外形的要求确定，在同层中屋架的支座取 同一标高。
在力学上可简化为铰接支座。
当跨度较小时，把屋架直接搁置在墙、柱或圈梁上；跨度
较大时，应采取专门的构造措施。
（四）屋架结构的支撑
三角形、三铰拱屋架适用于斜坡屋面，屋面坡度通常取
1/2~1/3，梭形屋架的屋面坡度较平坦，通常取1/12~1/8。
（五）混凝土屋架 常见形式有：梯形、折线形、拱形、无斜腹杆屋架等。 根据是否对屋架下弦施加预应力，分为：钢筋混凝土屋架和
预应力混凝土屋架，前者适用跨度为15~24m，后者适用跨
度为18~36m或更大。 1、梯形屋架
要求确定截面，故耗钢量不少但未能材尽其用。
它在历史上出现很早，公元前500年罗马人就在多瑙河上修 建了桁架桥梁；后来迅速成为普遍的结构形式应用于土木工 程大跨度的结构中，在房屋建筑中尤其得到广泛推广。
第二节 桁架的特点和形式
（一）、桁架结构的组成 桁架多应用于受弯构件，在外荷载的作用下，简支桁架 所产生的弯矩图和剪力图都与简支梁式的情况相似。但桁架 结构具有与简支梁完全不同的受力性能。 简支梁在竖向均布荷载作用下，沿梁轴线的弯矩和剪力 的分布和截面内的正应力和剪应力的分布都极不均匀。 桁架的上弦受压、下弦受拉，由此形成力偶来平衡外荷 载所产生的弯矩。外荷载所产生的剪力则是由斜腹杆轴力中 的竖向分量来平衡。 桁架各杆件单元（上弦杆、下弦杆、斜腹杆、竖杆）均 为轴向受拉或轴向受压构件，使材料的强度可以得到充分的 发挥。
梁式结构简介
»梁式结构经典 案例赏析
广州国际会议展览中心（蜂窝钢板拱刚架）
梁式结构案例 山西悬空寺
该建筑2002年兴建。建筑悬挑的长度有近40米，却给人相当稳 定的感觉，与其相对比较大的基地面积有关。在通透的双层玻璃 幕墙之下，可以看到悬挑结构的构成，整体的巨型钢桁架简洁明 了，相对纤细的构件尺寸，使建筑显得轻盈。
清代抬梁式构架
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根据清工部《工程做法》作如下介绍： 清七檩硬山大木小式构架 ①形制。清官式建筑构架有大式、小式之分。大式建筑等级较高，多用斗拱。有的檐柱、 内柱同高，上加主要起装饰作用的斗拱层，上承梁架，近似宋式殿堂构架,多数则近似宋式 厅堂构架。大式也有不用斗拱的,用材较为粗壮。小式建筑规模小，不用斗拱，用料也较节 省。但无论大式或小式建筑均无明伏、草伏的区别。 ②柱。抬梁式构架中的柱子按位置定名。位于前、后檐最外一列柱子称为檐柱，位于山墙 正中的柱子称为山柱，在建筑的纵中线上的内柱称为中柱，除中柱以外的内柱，均称金柱。 从故宫现存建筑看，明代建筑柱子尚保留了侧脚、生起的作法，清代则很不明显。 ③梁。每榀梁架中主要的梁，按本身所承托的檩数定称谓,例如上承九檩者称为九架梁,依次 有八架梁、七架梁，直至三架梁。梁的长度以步架(即檩间水平距离)来计，九架梁者长八步 架，七架梁者长六步架，六架梁者长五步架等。此外，还有几种次要的短梁，如檐柱与金柱 间的梁，长仅一步架，在大式建筑中称桃尖梁，在小式建筑中称抱头梁。如果廊宽两步架， 桃尖梁加长一倍，称双步梁；这时往往上面还有一道一步架长的短梁，称单步梁。各种类型 的梁，截面高宽比，多近于6:5,或5:4，截面近于方形。 ④斗拱。元代以后,梁、柱节点上的斗拱逐渐变小，与唐宋建筑中的斗拱相比，结构作用减 弱，装饰性加强。到清代斗拱几乎蜕化为装饰性构件。 ⑤其他。梁架中的叉手、托脚被取消，纵向的联系构件减少，襻间、串等被统一成檩、垫、 枋三位一体的标准作法，称"一檩三件"。
转换层结构特点及新型转换层结构
转换层结构特点及新型转换层结构摘要：转换层根据设计形式的不同，可作正常使用层、设备层和非用层。
转换层通常有桁架式、箱型、空腹桁架、梁式、厚板这几种。
文章论述了转换层结构的分类、各类型的特点及其应用、新型转换层结构等。
关键词：转换层；结构特点；新型转换层结构Abstract: The conversion layer, depending on the design form can be used for normal use layer, device layer and use the layer. Conversion layer usually has a truss, box the fasting truss, beam, plate these types. This article discusses the conversion layer structure of the classification of the characteristics of various types and Its applications, the new conversion layer structure.Keywords: conversion layer; structural characteristics; new translation layer structure.一、转换层结构特点分析转换层可由建筑物高度方向任意布置，一般用在5～6层位置较多。
转换层根据设计形式的不同，可作正常使用层、设备层和非用层。
转换层通常有桁架式、箱型、空腹桁架、梁式、厚板这几种。
（一）梁式这种转换层形式应用最为广泛，其设计施工都较为方便，受力明确，荷载传递直接，一般用于上下层轴线布置较为规则的情况。
当需要纵横同时转换时，则采用双向梁布置。
而对于框筒或筒中筒结构，由于外框筒一般柱距较密，在底部如口处，由于出人口的需要，有时把外筒的柱减少，这就需要在上下层交接处做一根转换大梁，把上面传下来的荷载传至下部大柱上。
桁架结构分析与实例
19
屋架的形式
按外形不同分类 三角形屋架 梯形屋架 抛物线屋架 折线形屋架 平行弦屋架
20
屋架的形式
-2.5
-2.5 +3.54
-2.5 +2.12
-2.5 +0.71
0
0
1 +2.5
1 +4.0
1
1
1
+1 -0.5
+1 -1.5
三角形桁架
-5.15
-4.75 0
-4.53 0
+1
按材料使用不同分类 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-混凝土组合屋架
30
木屋架
常用的木屋架是方木或原木齿接的豪式木屋架
31
木屋架
32
木屋架
33
钢-木组合屋架
钢-木组合屋架的形式有豪式屋架、芬克式屋架、梯 形屋架和下折式屋架
采用钢拉杆作为屋架的下弦，提高屋架结构的刚度， 消除了接头的非弹性变形
成功使用了由Camille
Polonceau发明的Polonceau桁
架。它证实了建筑技术的飞跃源
于新材料的运用：铁、玻璃、波
纹金属薄片材料。
11
桁架的演变历史
采用了由Fife－Lille发明的 预制桁架构件的连接装配 方法
采用了当时非常先进的铰接支座
巴黎的Galer des Machines
12
14
桁架结构的特点
受力性能比较
桁架的上弦受压，下弦 受拉，由此形成力偶来 平衡外荷载所产生的弯 矩，外荷载所产生的剪 力则由腹杆承受。材料 得到充分的发挥。 15
各类架梁方式选择技术经济比较表
在选择和编制施工方案的时候一定要结合实际情况，考虑到现场和周边相关的影响因素，并结合施工单位的综合技术素质才能确
定并编制出具有很强可操作性的实施性施工方案。
3、不详之处请咨询桥头堡论坛 /子菁
8
履带起重机架梁
助设备和人员，可以架设盖梁横坡较大的 对两台起重机作业人员 定地基承载力，旱桥，适应各类曲线半径桥梁， 桥梁，30m 箱梁可以达到 4 片/d（10h） 配合作业有较高要求。 桥梁跨度小于等于 30m。对梁片预制顺序有一定
要求。
适应梁片较少的高墩和深谷架梁需要，能 一次投入较高，设备具 墩柱高度不受限制，适应各类曲线半径桥梁，
7
跨墩门式起重机架梁
高，易于控制和掌握，适应于各类曲线半 具有专业性，设备进场 定地基承载力，旱桥，适应各类曲线半径桥梁，
径桥梁架设，30m 箱梁架梁速度平均 6 片 安装准备时间长，
桥梁跨度小于等于 50m。
/d，可与梁片预制形成流水施工作业
进场速度快，机动灵活，不需要更多的辅 起重机进场较为困难， 墩柱高度低于 15m，桥下场地较为平整，具有一
刚度及稳定性检算，并经专家评审合格。评审合格的施工方案报经高级驻地监理工程师或总监理工程师批准后方可实施。同时，
在实施之前还必须做好施工作业人员的施工技术和安全技术培训交底，施工管理人员做好指导和监控，安全人员做好安全围护和
实施过程监控。
2、本表中的各类数据采用的是多年施工总结的平均数据，不是绝对的，也不是一成不变的，每座桥梁都有它一定的特殊条件，
3 双导梁架桥机架梁 的桥梁架梁需要，架梁速度快。30m 箱梁 成本高
桥梁曲线半径大于 800m，跨度可以达到 70m。
可以达到 6 片/d（10h），安全系数较高
桁框结构的研究现状分析
桁框结构的研究现状分析桁框结构的研究现状分析摘要：为了满足现代建筑物不断增加的高度、跨度以及日趋复杂的使用功能的需求，各类新型结构不断涌现。
其中，用钢桁架来代替传统框架结构中的实腹式钢梁（桁架两端与柱刚接）的桁框结构，就是其中一种。
本文主要综述了国内外对桁框结构的研究现状，为以后的深入研究提供有益借鉴。
关键词：桁框结构延性中图分类号：G267 文献标识码：A 文章编号：1、引言框架结构的经济跨度为6~10m,当跨度较大时,如果仍然采用实腹式钢梁显然不经济。
桁架结构则是格构化的一种梁式结构，具有跨度大、自重轻等优点，主要应用于大跨度屋盖结构，常见跨度为15~60m。
我们用钢桁架来代替传统框架结构中的实腹式钢梁（桁架两端与柱刚接），从而形成桁框结构。
2、国外研究现状1991年美国密歇根大学的Itani 和Goel[1]针对普通桁框结构存在的抗震性能不足，首先提出了延性桁框结构（STMF）的设计概念，随后进行了弹塑性动力分析及循环加载试验研究，见图1。
研究结果表明：在竖向荷载及有限水平荷作用下，整体结构保持为弹性工作状态；当水平荷载较大时，桁架跨中延性区段的交叉弱腹杆率先发生失稳或屈服，并使延性区段上下弦杆的两端形成四个塑性铰，达到了耗能的目的。
图1 X型交叉弱腹杆式延性区段图2 空腹式延性区段1994年Basha和Goel[2]提出了在桁架跨中设置空腹式延性区段，即将跨中一个节间的斜腹杆全部去掉，见图2。
循环加载试验结果表明，延性区段塑性铰的数量仍是四个，滞回曲线非常稳定饱满，没有捏拢现象；桁架的非线性变形仅限于发生在延性区段内，其他区段的杆件及桁架与柱的节点都保持为弹性。
空腹式延性区段的优点是简化了延性区段的杆件及节点设计，也无需特殊处理。
该研究的不足之处是没有考虑竖向荷载的组合作用。
1998年Aslani[3]进行了X 型交叉弱腹杆式延性桁框结构在竖向及水平荷载共同作用下的抗震性能试验研究和非线性动力分析，并探讨了带楼板桁框结构（按非组合楼板设计）的抗震性能，结果表明：延性桁框结构在强烈地震作用下能够表现出令人满意的耗能能力；在动力荷载作用下，因楼板与桁架弦杆之间无抗剪连接，其组合效用退化很快，并且在几次荷载循环后基本消失，因此可以不考虑楼板与桁架的组合效应。
同济大学结构力学第三章-8(桁架)
因为
FN=±M0/r ±
其中：M0为同样跨度的简支梁相应位置的弯矩， 其中： 为同样跨度的简支梁相应位置的弯矩， 其中 为弦杆内力对矩心的力臂。 r 为弦杆内力对矩心的力臂。
平行弦杆的竖杆内力及斜杆的竖向 分力等于简支梁相应位置的剪力， 简支梁相应位置的剪力， 简支梁相应位置的剪力 由中间向两端递增。 由中间向两端递增。
I
12 G E 4m
M图(kN . m)
B 2m 4m
C -6
D 4m 2m 2m
I
3 kN
一般情况下应先计算链杆的轴力 取隔离体时宜尽量避免截断受弯杆件返Leabharlann 回§3-7 静定结构的一般性质
在线性弹性范围内，静定结构满足平衡 条件的反力和内力解答是唯一的。 非荷载因素不引起静定结构的反力和内 力。 非荷载因素：温度变化、支座位移、材
§3-5 静定组合结构
特点 既有桁架杆， 既有桁架杆，又有弯曲杆 一般有一些关键的联系杆 求解的关键点 选择恰当方法解决关键杆内力计算 选择截面时， 选择截面时，必须注意区分两类杆
组合结构的计算
组合结构——由链杆和受弯杆件混合组成的结构。 由链杆和受弯杆件混合组成的结构。 组合结构 由链杆和受弯杆件混合组成的结构 8 kN A FN图(kN) 5 kN 4 -6 F 6 12
抛物线形弦杆的上弦符合合理 抛物线形弦杆的上弦符合合理 拱轴线，腹杆内力为零。 拱轴线，腹杆内力为零。
三角形桁架的腹杆内力由中间向两 三角形桁架的腹杆内力由中间向两 端递减。 端递减。
小 结
熟练掌握 计算桁架内力的基 本方法： 结点法和截面法 本方法： 采取最简捷 最简捷的途径计算桁架 采取最简捷的途径计算桁架 内力
§3-4 静定平面桁架-续 静定平面桁架-
钢筋混凝土抗剪计算模型及机理分析
完全不考虑混凝土的抗剪能力 ;剪力分 配方面没有考虑各荷载阶段裂缝分布的
不同 、应力状态的不同而带来的差别 ;在 计算箍筋应力时没有考虑腹板相对刚度
的影响 ,而且不能满足变形协调条件
混凝土抗剪计算模型在过去的一个世纪里经历了由桁架模 型到拱模型 ,再到拉压杆模型的过程 。混凝土结构理论的发展以 及研究的深入 ,对混凝土破坏的机理也越来越清楚 。由本文的比 较可知 ,拉压杆模型更接近混凝土破坏性能 ,因此 ,拉压杆模型在 混凝土破坏的研究中将会被更多的使用 ,而桁架模型理论及拱模 型理论作为拉压杆模型理论的基础理论 ,随着理论的发展表露出
到轴心抗压强度并经极值分析求得梁的极限抗剪承载能力 ,但公 验算进行 。由于拉杆与压杆的荷载传递均要通过节点 ,节点的平
式形式较为复杂 ,为方便使用 ,结合试验数据采用直线拟合推导 均应力应不超过其有效抗压强度 。
公式的方法提出了浅梁 、深梁及短梁的统一计算公式 [6 ] (见图 2) 。
按最小势能原理 ,结构的真实应力应该使总势能取得最小
世界桥梁 ,2002 (2) :72273.
Calculation of reinf orced concrete shear model and mechanism analysis
ZHAO Sheng2chun Abstract : By introducing t he types of reinforced concrete shear calculation model , t his paper discusses mechanism of various models and analy2 sis met hods compares t he advantages and disadvantages of each model to guide domestic shear design of reinforced concrete practical work. Key words : truss model , arch model , tie model , shear
桁架拱桥资料
(11)对于桁架拱桥，常见的病害有:下弦杆拱脚处横向裂缝;上弦杆端部结点裂缝;横系梁、横拉杆、横隔板竖向开裂;以及因桥台位移而使拱桥上弦杆悬空;施工缝处出现较大裂缝:拱片连接处混凝土断裂或钢筋接头脱开;构件断裂:拱上建筑如桥面系出现破坏。
加载的重量、位置要正确，不能有误。
利用汽车荷载时，要专人指挥行驶到指定位置。
根据桥梁设计等级进行加载，桥梁等级划分如下:汽车一10级，主车100KN重车150KN;汽车一15级，主车150KN，重车200KN;汽车一20级，主车200KN，重车300KN:汽车一超20级，主车300KN，重车550KN。
交通部相关负责人解释，按照中国对“车辆超限超载认定标准”的认定：两轴车辆，其车货总重不得超过20吨，以上每增一个轴，载重增10吨，但六轴及六轴以上车辆，其车货总重不得超过55吨。
这是货车载重的最高限值。
另外，中国公路桥梁的设计允许最大车重为55吨。
对确需通过公路运输的不可解体大件物品，需要办理超限运输许可证，并采取加固桥梁涵洞和护送等措施，保证其安全。
本报记者李立强《重庆市公安局交通警察总队集中治理车辆超限超载工作实施方案》规定，在集中治理超限超载期间，所有车辆在装载时，既不能超过下列第①至⑤种情形规定的超限标准，又不能超过下列第⑥种情形规定的超载标准。
①二轴车辆，其车货总重超过20吨的；②三轴车辆。
其车货总重超过30吨的（双联轴按照二个轴计算；三联轴按照三个轴计算，下同）；③四轴车辆，其车货总重超过40吨的；④五轴车辆，其车货总重超过50吨的；⑤六轴及六轴以上车辆，其车货总重超过55吨的；⑥虽未超过上述五种标准，但车辆装载质量超过行驶证核定载质量的。
其中，第①至⑤种情形的超限超载行为主要由交通部门负责查处，第⑥种情形的超限超载行为主要由公安交通管理部门负责查处。
车辆超限超载的认定，必须借助测重仪器现场取证，严禁凭经验或目测判别是否超载。
明确车辆超限超载认定标准据了解，从现在起到今年年底，我省将进行突击性的集中整治，启动高速公路计重收费，全面遏制国省道超限超载运输的反弹现象，确保超限超载率回降到8％以下。
《结构力学（Ⅰ）》课程教学大纲
《结构⼒学（Ⅰ）》课程教学⼤纲《结构⼒学（Ⅰ）》课程教学⼤纲⼀、课程性质与⽬的《结构⼒学》课程是⼟建、⽔利类专业本科⽣的⼀门重要的专业基础课程。
本课程的任务是在学习理论⼒学和材料⼒学等课程的基础上进⼀步掌握有关杆系结构受⼒分析的基本概念、基本原理和基本⽅法，了解各类结构的受⼒性能，为学习有关专业课程以及进⾏结构设计和科学研究打好⼒学基础，培养结构分析与计算等⽅⾯的能⼒。
课程的⽬的主要有：1、了解杆系结构的构造规律。
2、掌握静定和超静定结构内⼒分析的概念、原理与⽅法，掌握结构位移的计算⽅法。
3、了解结构矩阵分析⽅法。
本课程采⽤英语教学。
⼆、课程基本要求1、使学⽣具备系统的结构⼒学知识，对常见的杆系结构具有选择计算简图的初步能⼒，并能根据具体问题选择恰当的分析、计算⽅法，为学习有关专业课程，为毕业后从事结构设计、施⼯和科研⼯作打好理论基础。
2、提⾼学⽣的结构分析能⼒，具有对各种静定、超静定结构进⾏计算的能⼒，具有对计算结果进⾏校核以及对内⼒分布的合理性作出判断的能⼒，初步具备使⽤电⼦计算机进⾏结构分析的能⼒。
3、培养学⽣的综合分析能⼒和科学作风。
三、课程基本内容（⼀）绪论1．结构⼒学的研究对象及任务。
2．荷载的分类。
结点及⽀座的分类。
3．结构的计算简图及其分类。
4．结构⼒学的基本假设。
（⼆）平⾯体系的⼏何构造分析1．⼏何构造分析的⽬的。
⾃由度的概念。
2．平⾯体系的⾃由度计算。
3．平⾯体系的⼏何构造分析。
4．瞬变体系的特征。
5．静定与超静定结构的⼏何构造特征。
（三）静定结构1．多跨静定梁和静定刚架的⼏何构造。
在直接荷载及结点荷载作⽤下的内⼒分析以及内⼒图的绘制。
2．拱的基本受⼒特征。
三铰拱的内⼒计算⽅法。
三铰拱的压⼒线与合理拱轴线。
3．静定平⾯桁架的⼏何构造及其分类。
⽤结点法及截⾯法计算桁架的内⼒。
结点法与截⾯法的联合应⽤。
各类平⾯梁式桁架的⽐较。
组合结构的计算。
4．静定结构的⼀般性质。
（四）静定结构的影响线1．移动荷载和影响线的概念。
大客车底盘车架结构及分析
大客 车 底盘 的 车 架一 般 采用直通大梁式、三段式和全 桁架 ( 无车架) 式三种结构型 式, 分别 与车 身构 成 非承 载 式、 半承 载式 和全 承 载式 结 构。根据不同生产厂家的用途
收稿日期: 1999 年 9 月 28 日
和工艺特点, 车架与车身一般 采用弹性和刚性连接。现国际 国内大都采用刚性连接, 以使 车架和车身共同承载, 受力趋 于合理化, 从而提高车辆的可 靠性。 1. 1 直通大梁式
车车架极少。
螺栓连接简单, 易操作, 便于维修 和更换, 减少了车架的应力集中, 连接 部 位具有客车柔性 抗扭车架 需要的较
大的弹性。但长期使用后容易松动, 可 靠性降低。 2. 4 混合连接
由于客车车架结构的特殊性, 设计 时 必须充分考虑车 架的工艺 性、方便
维修性、可靠性等因素, 因此国际国内 生产的大客车底盘车架大多采用焊接+ 螺栓连接、焊接+ 铆接+ 螺栓连接的混合 连接方式。
大
客 车 底 盘 p
重 汽
车 公
司 技 术架 中心结源自李友 财构 及 分
析
重型汽车 1999( 6) 总 55 期
便, 可灵活替换损坏区; ( 4) 能充分满足客车对底盘车架的
特殊要求。 但该车架型式零件多, 技术和工艺
要求严格, 生产成本高, 由于焊缝多也 同时降低了允许应力。
2 大客车底盘车架的连接方式
( 6) 悬架为高负荷区, 在钢板弹簧 支架传力 处应有加强 横梁, 或采 用用 加筋板、 箱状件加强 而构成的受 剪结 构, 且该处纵梁不能对接。
( 7) 等 高度纵 梁的对 焊应远 离高 负荷 区, 一般采 用 45b斜焊缝 , 要打 坡 口 且 有材 质 相 同 厚度 不 大 于 纵 梁 的
桁架结构的受力特点、选型和布置
2.1 桁架结构的受力特点
-
11
桁架结构的内力
斜腹杆的布置方 向对腹杆受力的符 号 (拉或压)有直 接的关系。对于矩 形桁架,斜腹杆外 倾受拉,内倾受压, 竖腹杆受力方向与 斜腹杆相反。
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第二章 桁架结构
桁架（truss）: 由直杆组成的一般具有三角形 单元的平面或空间结构。在房屋建筑中,桁架常用 来作为屋盖承重结构,又称为屋架。
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2.1 桁架结构的受力特点
桁架结构计算的假定
组成桁架的所有各杆都是直杆，所有各杆 的中心线 (轴线)都在同一平面内。
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2.1 桁架结构的受力特点
桁架结构计算的假定
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2.4 立体桁架
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2.4 立体桁架
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2.4 立体桁架
❖ 当跨度较大时，因上弦压力较大，截面大，可把上弦 一分为二，构成倒三角形立体桁架。
❖ 立体桁架由于具有较大的平面外刚度，有利于吊装和使用 ， 节省用于支撑的钢材，因而具有较大的优越性。但三 角形截面的立体桁架杆长计算繁琐，杆件的空间角度非整 数，节点构造复杂，焊缝要求高，制作复杂。
2.2 屋架结构的型式
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梯形桁架
梯型屋架一般用 于屋面坡度较小的 屋盖中。其受力性 能比三角形屋架优 越,适用于较大跨 度或荷载的工业厂 房。
2.2 屋架结构的型式
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梯矩形桁架
矩形屋架也称为 平行弦屋架。其上 下弦平行,腹杆长 度一致,杆件类型 少,易于满足标准 化、工业化生产的 要求。常用于托架 或支撑系统。
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2.5 张弦结构
第2章 静定结构受力分析 结构力学
2-1 桁架受力分析
例题2-4 试求图2-7（a）所示桁架各杆件的轴力。 解：应用上述有关零杆的判断结论，依此类推（图2-7（c） 、（d）、（e）、（f））得到图2-7(f)所示体系。取C结 点为隔离体，很容易求出CB杆和CA杆的轴力
2-1 桁架受力分析
2-1-3 截面法
所谓截面法，就是截取桁架的一部分为隔离体，求解杆件
2-2 静定梁受力分析
（3）绘制内力图 在结构力学中，通常先求出指定截面
取D点为隔离体，如图2-10（c）所示。求1杆轴力
2-1 桁架受力分析
2）用Ⅱ-Ⅱ截面从第三节间将桁架截开，取左边部分隔离 体如图 2-10 （ d ）所示。注意，结点 E 同样为“ K ”结点， 即FN3=-FN4，二者对F点的力矩等值反向。求2杆轴力
求5杆轴力 求3杆和4杆轴力
考虑 得
2-1 桁架受力分析
2-1 桁架受力分析
解法二 （1）求支座反力，同解法一。
（2）截取各结点做为隔离体，求解杆件内力。
结点A：隔离体如图2-3（j）所示，求AF杆的竖向分力.
2-1 桁架受力分析
然后，由比例关系求其水平分力和合力
求AC杆的轴力
结点C：隔离体如图2-3（k）所示，求CD杆和FC杆的轴力
2-1 桁架受力分析
2-1-5 各类平面梁式桁架的比较
通过对桁架的内力分析可知，弦杆的外形对桁架的内力分
布影响很大。下面就常用的四种梁式桁架（平行弦桁架、
三角形桁架、抛物线形桁架、折线形桁架）的内力分布情 况加以说明。
FP/2
FP
FP
FP
FP
FP
FP/2
(a)简支梁 -4.0 -2.5 -3.0 -4.5 d 3.54 -2.5 2.12 -1.5 0.71 -1.0 2.5 4.0 (b)平行弦桁架
结构力学平面桁架
CHENLI
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§5-2 结点法
分析时的注意事项：
1、尽量建立独立方程： W=2j-b=0 方程式数
未知内力数
2、避免使用三角函数 N
l ly
N lx
3、假设拉力为正
N
Y
X
N=X =Y
l
lx
ly
+
CHENLI
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一、平面汇交力系
3
-90 5
7
结点2
H=0 1
40
60
60
2 40kN 4 60kN 6 80kN 8
CHENLI
1
主要内容
1 基本概念 2 桁架分析的结点法 3 桁架分析的截面法 4 结点法与截面法联合应用 5 各类平面梁式桁架比较 6 组合结构的计算 7 静定结构的静力特性
CHENLI
2
§5-1 桁架的特点和组成分类
桁架是由链杆组成的格构体系，当荷载仅作用在结点上时，杆件仅承受 轴向力，截面上只有均匀分布的正应力，是最理想的一种结构形式。
。 k
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§5-4 结点法与截面法的联合应用
为了使计算简捷应注意： 1）选择一个合适的出发点； 2）选择合适的隔离体； 3）选择合适的平衡方程
(3) 结构上的荷载有差异：
桁架有自重，即使荷载是作用于结点上，在自重的作用下，各杆产生弯曲 变形，产生弯曲应力，并不象理想桁架那样只有均布的轴力。
主内力 按照理想桁架情况计算出的杆轴力
主应力
次内力 不满足理想假设而产生的附加内力（主要是弯矩，“次弯矩”）
次应力 (1) 因结点刚性而产生的次应力；
(2) 因各杆的轴线不能完全通过铰心而产生的次力；
Y 0 N a P V A 0 .5 P
桁架结构
折线形屋架外形较合理，结构自重较轻，屋面坡度为1／ 3～1／4，适用于非卷材防水屋面的中型厂房或大中型厂 房。
折线形屋架屋面坡度平缓，适用于卷材防水屋面的中型厂 房。
梯形屋架上弦为直线，屋面坡度为1／10～1／12，适用 于卷材防水屋面。一般上弦节间为3m，下弦节间为6m， 高跨比一般为l／6～1／8，屋架端部高度为1.8～2.2m。 梯形屋架自重较大，刚度好，适用于重型、高温及采用井 式或横向天窗的厂房。
三角形屋架的内力分布不均匀，支座处大而跨中小。一般 适用于跨度在18m以内的建筑中。三角形屋架的上弦坡度 大，有利于屋面排水。当屋面材料为粘土瓦、水泥瓦、小 青瓦及石棉瓦等时，排水坡度一般为i=1／2～1／3，屋架 的高跨比一般为1／4～1／6。 当房屋跨度较大时，选用梯形屋架较为适宜。梯形屋架受 力性能比三角形屋架合理，当采用波形石棉瓦、铁皮或卷 材作屋面防水材料时，屋面坡度可取i=1／5。梯形屋架适 用跨度为12～18m。 跨度在15m以上时，因考虑竖腹杆的拉力较大，常采用竖 杆为钢杆、其余杆件为木材的钢木组合豪式屋架。
拱形屋架上弦为曲线形，一般采用抛物线形，为制作方便， 也可采用折线形，但应使折线的节点落在抛物线上。拱形 屋架外形合理，杆件内力均匀，自重轻，经济指标较好。 但屋架端部屋面坡度太陡，这时可在上弦上部加设短柱而 不改变屋面坡度，使之适合于卷材防水。拱形屋架高跨比 一般为1／6～1／8。
7.3.6钢筋混凝土-钢组合屋架
梯形屋架是由双梯形合并而成，它的外形和荷载引起的弯 矩图形比较接近，因而弦杆内力沿跨度分布比较均匀，材 料比较经济。这种屋架在支座处有一定的高度，既可与钢 筋混凝土柱铰接，也可与钢柱做成固接，因而是目前采用 无檩设计的工业厂房屋盖中应用最广泛的一种屋架形式。 梯形屋架的上弦坡度较小，对炎热地区和高温车间可以避 免或减少油毡下滑和油膏的流淌现象，同时屋面的施工、 修理、清灰等均较方便。另外，屋架之间形成较大的空间， 便于管道和人穿行，因此影剧院的舞台和观众厅的屋顶也 常采用梯形屋架。
管廊钢结构与桁架管道支架如何区分
管廊钢结构与桁架管道支架如何区分？计算其刷油防腐工程量时如何选用定额？
答：钢结构管廊在石油、化工生产装置中及装置之间的工艺管道工程中较为常见，为连续式横梁、落地立柱支承的大型构架，可用于支托多根多层的各种工艺管线，其结构断面呈"П"形,桁架则是由上弦、下弦和腹杆拉撑等构件组成的格架式结构，在各类专业工程中都被广泛应用（如大型厂矿的钢结构皮带机通廊、空腹式吊车梁、大跨度公共建筑的屋面梁以及桥梁等），其结构断面可以有平行式（方、矩形）、梯形、三角形等。
桁架结构用于管道支架的情况不多，只在某些特定条件下才有应用。
如图2所示即为管线跨越厂区道路时采用桁架结构用以支承管线的情况。
通常情况下，钢结构管廊所用型材规格较大，同等质量（重量）时其油漆防腐涂刷面积较一般钢结构少。
因而我省消耗量定额规定管廊钢结构按一般钢结构定额乘以系数0.75（按100kg计量），但管廊钢结构中的走台、梯子、栏杆等轻型构件仍使用一般钢结构项目，若设计有H型钢或大于400mm的型钢时，这部分结构件则要使用H型钢结构定额（按10m2计量）。
桁架结构用于管道支架时，型材规格一般不会太大，可使用一般钢结构定额。
其他属于工艺金属结构的桁架如采用H型钢及大于400mm型钢时，也应使用H型钢结构定额。
属于其他专业（建筑、桥梁等）的桁架类结构制作、安装及油漆防腐工程则应按其各自专业的消耗量定额及其相关规定计算。
主梁设计知识点
主梁设计知识点主梁是建筑结构中起承重作用的横梁，广泛应用于各类建筑物的结构设计中。
在主梁的设计过程中，需要掌握一些重要的知识点，以确保其稳定性和安全性。
本文将介绍主梁设计的一些关键知识点。
一、主梁的材料选择主梁的材料选择通常根据建筑物的类型、跨度和受力要求等因素进行确定。
常见的主梁材料包括钢材、混凝土和木材等。
钢材具有高强度、抗压性好的特点，适用于跨度较大的建筑物。
混凝土主梁具有耐久性强、施工方便等优点，适用于承受大荷载的情况。
木材主梁因其较轻、成本低的特点，适用于小型住宅等建筑。
二、主梁受力分析主梁在承受荷载时会受到弯矩、剪力和轴力等作用力。
在设计中，需要进行受力分析，计算出主梁在各个受力点的受力大小和分布情况，以确定合适的主梁截面形状和尺寸。
通常使用结构力学原理和有限元分析等方法进行主梁的受力计算。
三、主梁截面形状选择主梁的截面形状选择直接影响其受力性能和材料的利用率。
常见的主梁截面形状包括矩形、T形、I形、工字形等。
选择合适的截面形状，可以使主梁在承受荷载时能够发挥最大的受力能力，提高结构的整体性能。
四、主梁布置方式主梁的布置方式主要有悬挑式、双排主梁和桁架式等。
悬挑式主梁适用于跨度较小、承载轻的情况，可以有效地节省空间。
双排主梁适用于跨度较大、承载较重的情况，能够提高主梁的承载能力。
桁架式主梁适用于大跨度建筑物，可以减小主梁的自重，增加结构的稳定性。
五、主梁的支座设计主梁的支座设计对于保证主梁的稳定性和传力效果至关重要。
支座设计需要满足主梁的受力要求，同时考虑建筑物地基的承载能力和变形情况。
常见的主梁支座形式有固定支座、滑动支座和回转支座等，根据具体情况进行选择。
六、主梁的连接方式主梁的连接方式决定了整个结构的稳定性和承载能力。
主梁的连接方式通常包括焊接、螺栓连接和预应力等。
焊接连接可以提供较高的刚度和承载能力，适用于大跨度建筑物。
螺栓连接具有拆卸方便的特点，适用于需要进行维护和修理的结构。
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各类梁式桁架的比较
梁式桁架可以看作是由梁演化而来，对同样跨度的梁和常见梁式桁架，在相同均布荷载作用下的内力情况作如下比较。
桁架的外形对杆件内力分布影响很大。
平行弦桁架弦杆的内力由跨中向两端递减；而三角形桁架弦杆的内力却由跨中向两端递增。
这是由于桁架是依靠上、下弦杆的内力形成截面弯矩的，弦杆的内力可以表示为：F=±M°/r
式中M°为同样跨度简支梁相应桁架节点位置的截面弯矩，r为弦杆内力对距心的力臂。
在均布荷载作用下，简支梁的弯矩是按抛物线规律分布的，在跨中达到最大值。
因平行桁架弦杆的力臂是不变的，所以内力由跨中向两端递减；三角形桁架弦杆的力臂有跨中向两端按线性规律递减，快于M°按抛物线规律递减的速度，所以弦杆内力由跨中向两端递增。
当桁架的上弦节点位于一条抛物线上时，其下弦以及各上弦水平分力对矩心的力臂与M°一样均按抛物线规律变化，故各下弦杆内力及各上弦杆水平分力的大小均相等，这样各上弦的内力也近乎相等。
平行弦桁架的竖杆内力及斜杆的竖向分力等于简支梁相应位置上的剪力，故由中间向两端递增；抛物线形桁架的上弦符合合理拱轴线，此时作用在上弦节点的竖向力完全由上弦杆的轴力平衡，故腹杆内力为零；三角形桁架的腹杆内力则由中间向两端递增。