钢桁架与屋盖结构

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桁架结构体系..

桁架结构体系在本小节中我们要给大家介绍桁架结构体系的组成、优缺点及适用范围；桁架结构体系的合理布置原则及及受力特点。

桁架结构组成:一般由竖杆，水平杆和斜杆组成（图1-23）。

图1－23 桁架结构在房屋建筑中，桁架常用来作为屋盖承重结构，这时常称为屋架。

用于屋盖的桁架体系有两类：（1）平面桁架，用于平面屋架；（2）空间桁架，用于空间网架。

这两类桁架的共同特点是它们都由一系列只受同向拉力或压力的杆件连接而成。

作为桁架结构的整体来说，它们在荷载作用下受弯、受剪；但作为桁架结构中的杆件来说，只承受轴向力，不承受弯矩、剪力和扭矩。

桁架结构的最大特点是，把整体受弯转化为局部构件的受压或受拉，从而有效地发挥出材料的潜力并增大结构的跨度。

桁架结构受力合理、计算简单、施工方便、适应性强，对支座没有横向推力，因而在结构工程中得到了广泛的应用。

屋架的主要缺点是结构高度大，侧向刚度小。

结构高度大，增加了屋面及围护墙的用料，同时也增加了采暖、通风、采光等设备的负荷，并给音响控制带来困难。

侧向刚度小，对于钢屋架特别明显，受压的上弦平面外稳定性差，也难以抵抗房屋纵向的侧向力，这就需要设置支撑。

桁架是较大跨度建筑的屋盖中常用的结构型式之一。

在一般情况下，当房屋的跨度大于18m时，屋盖结构采用桁架比梁经济。

屋架按其所采用的材料区分，有钢屋架、木屋架、钢木屋架和钢筋混凝土屋架等。

钢筋混凝土屋架当其下弦采用预应力钢筋时，称为预应力钢筋混凝土屋架。

目前，我国预应力钢筋混凝土屋架的跨度已做到60多米，钢屋架的跨度已做到70多米。

一、桁架结构的型式与受力特点屋架结构的型式很多:（1）按屋架外形的不同，有三角形屋架、梯形屋架、抛物线屋架、折线型屋架、平行弦屋架等。

（2）根据结构受力的特点及材料性能的不同，也可采用桥式屋架、无斜腹杆屋架或刚接桁架、立体桁架等。

我国常用的屋架有三角形、矩形、梯形、拱形和无斜腹杆屋架等多种型式，见图1-24。

图1-24常用的屋架型式（a）三角形屋架（b）平行弦屋架（矩形）（c）梯形屋架（再分式）（d）拱形屋架（e）下撑式屋架（f）无斜腹杆屋架尽管桁架结构中以轴力为主，其构件的受力状态比梁的结构合理，但在桁架结构各杆件单元中，内力的分布是不均匀的。

浅谈H型钢平面桁架屋盖结构设计要点

以放置生产空间的上方。传统的实腹式钢梁屋面虽
辅助配套支持区，设置了回风夹道机电设备间等：二层主要功能为生产车间。由于此厂房为电子类生产车间，生产有特殊工艺要求生产设备对外界传
、，
３）Ｘ９．６，同时由于设备需放置屋面，工艺要求屋面能承受ｉ２ｔ／ｍ荷载能力，屋面梁不能有太大的挠度。在此情况要求下屋盖采用
，
个桁架构件均按压弯构件考虑。既承受了轴心压力
又承受弯矩，又兼有起柱和梁双重作用性来确定。根据《钢结构设计规范》
，
＋
＜，
）．８ｋＮ／ｍ。。
进行结构计算分析时，荷载布置已明确再在岿定合理的桁架高度，此高度需满足工艺设备管道
，
这种构件的特点是承载能力的极限状态通常由丧失整体稳定
，
茅梭桁架要求和满足屋面坡度要求
弯矩作用在对称轴平面内（绕ｘ轴）的实腹式压弯构件系数值；为等效的弯矩指数（此参数根据有无横向荷载和端弯矩分几种情况取值，此处不再赘述）
，
能满足跨度的要求，但是在屋面承受大设备荷载能力和垂直空间的要求方面却满足不了这些要求
。
来的震动十分敏感，所以厂房有较高的防微震要求
。
原则，还要打破预期的优良特性本文通过对Ｈ型钢桁架结构设计的分析，为选择合理的Ｈ型钢桁架结构提供了参
考。
平
。
层基本

钢结构空间钢管桁架结构简介

钢结构空间钢管桁架结构简介空间钢管桁架结构体系是大跨空间结构当中的有大一个重要成员。

郑州大学新校区体育馆由三组环向桁架、三组径向桁架和三组撑杆为主要构件组成，外环、外部径向桁架与中环构成结构核心的主要受力骨架，通过封闭外环的设计，使其形成一个受拉的环箍，限制了外部径向预应力桁架滑动支座端的径向位移，从而减小了整个径向结构的竖向挠度，在此满足规范要求的同时，使结构用钢量达到最佳经济指标。

该屋盖平面的投影为轴对称的花瓣形，在半径约7m和15m及外围处设置三道封闭的环桁架，沿径向设置24道空间桁架，并以环桁架为分界沿转轴修整方向错开布置，径向桁架被划分为外、中、内三部分。

整个结构外观简洁，轻逸，受力合理，传力直观，整体性能好。

对它进行探索有助于了解结构性能，指导设计施工，并为并不相同结构的应用提供结构依据。

1管桁架结构概述近年来，钢管结构不仅在海洋工程、桥梁工程中得到了广泛应用，而且在工业及民用建筑中的应用日益愈来愈广泛，结构在我国建筑结构中的应用也越来越多，如宝钢三期工程中采用方管桁架，吉林滑冰练习馆、齐齐哈尔冰雪展览馆、上海“东方明珠”电视塔微观和长春南岭万人体育馆均采用方钢管作为主要结构构件，广州体育馆屋盖采用了方钢管和圆钢管，上海虹口体育场采用圆钢管作为屋面承力体系，成都双流机场屋盖采用了圆钢管作为主要受力构件。

在公共建筑领域，钢管结构中独特的结构形式层出不穷，如悉尼水上运动中心，美国迦登格罗芙水晶钟楼；单层大的空间建筑领域，除了在超级市场、货栈和仓库中继续广泛应用外，还出现了一些超大型结构，如澳洲章楦机场机库，大阪国际机场候机厅；另外还有轻型大跨结构，如人行天桥和起重机结构；其他特殊用途的结构，如固定式桅杆和航天发射架等。

2001年建成的建筑面积7250的北京植物园展览温室采用是国内首次采用相贯节点的切线钢管桁架结构。

钢结构用材为16Mn，钢管最大规格为299mmx12mm，钢结构总吨位720t。

钢屋盖设计中的桁架和网架设计要点

设计60中国建筑金属结构钢屋盖设计中的桁架和网架设计要点陈卓【摘要】随着建筑设计中对空间和跨度要求越来越高，钢屋盖的应用越来越普遍，常见的结构形式有平面桁架和空间网架,本文针对钢屋盖设计中的桁架和网架设计要点进行了分析和探讨。

【关键词】桁架结构；网架结构；支座；用钢量1.结构选型常规钢屋盖跨度为30m~60m之间。

一般结构形式为钢网架、钢桁架等。

屋盖结构形式的确定因素，主要是建筑的形状和规则性。

当建筑造型规则性较好时，可以选用钢桁架。

而建筑造型相对复杂时，可以选用钢网架。

桁架结构屋架形式一般有三种：平行弦式，梯形式，三角形式。

各种屋架形式有其适用情况。

无论选用哪种桁架形式，主要原则是：（1）满足建筑功能，主要是净空和排水坡度及造型要求；（2）施工方便，应适当减少杆件和节点的数量和种类；（3）受力合理，使得桁架造型与弯矩图接近。

网架屋架形式也有三种：由四角锥体系组成的正放四角锥网架等，由交叉桁架体系组成的两向正交正放网架，由三角锥体系组成的三角锥网架。

选择的主要原则是平面形状：（1）当平面为圆形，正六边形及近似正六边形时，可选用三角锥体系；（2）当平面为矩形时，边长比大于1.5以上，导荷方式趋于单向受力，宜选用两向正交正放网架；边长比小于1.5时，导荷方式趋于双向受力，宜选用正放四角锥体系[1]。

2.结构尺寸屋架尺寸是屋盖设计中的重要内容，直接决定美观度和经济性。

一般是根据屋架确定的选型，结合经验确定端部尺寸，由屋面坡度和屋面建筑做法（荷载）确定屋架跨中高度，最后综合确定。

3.支座节点支座节点是整个结构中的重要部位，是连接屋盖结构与下部支承结构的纽带。

从概念上讲，受力明确、传力简捷、安全可靠是基本要求，从经济性上讲，构造简单，安装方便。

支座落位于钢筋混凝土柱或砖柱上时，通常设计为铰接。

支座构造包括锚栓、支座底板、节点板、加劲肋等部件，见图1。

鉴于支座的重要性，要保证安全而可靠地传递反力，除了具有足够的强度和刚度之外，还应该满足以下条件：（1）支座节点的构造应与电算模型相符合。

第九章钢桁架与屋盖结构

9.2.2 节点荷载计算
1．屋架上的荷载作用于屋架上的荷载可有： (1)永久荷载，包括屋面材料、檩条、屋架、天窗架、支撑以及天棚等结构自重。屋架和支撑自重可按下列经验公式估算 gk l （9-1）式中 g k —屋架和支排的自重，kN／m2，按水平投影面积计算； —系数，当屋面荷载 F 1 K N / m 时， 2 0 .0 1 ；时 F 1 ~ 2 .5 K N / m ， 0 .0 1 2 ；当 F k 2 .5 K N / m 时， 0 .1 2 / l 0 .0 1 1 ； l —屋架的跨度，m。当屋架仅作用有上弦节点荷载时，将全部合并为上弦节点荷载；当屋架尚有下弦荷载时，按上、下弦平均分配。
0 0
0
0
图9-5 上弦杆局部弯矩计算简图
注：设计钢屋架时，应尽量避免节间荷载布置，以免因节间荷载作用产生的弯矩而引起截面增大。在计算其他各杆内力时，应将节间荷载化为两个集中荷载作用于两相邻节点上可按简支梁支座反力分配或按节点所属荷载范围划分的方法取值。然后，按铰接桁架计算各杆轴心力。
0 y
0 y 1
0 y
当受压弦杆侧向支承点之间的距离 l 1 为节间长度的两倍，且两节间弦杆的内力 F 和 F 不等时，设 F F ，若取 F 值计算弦杆在屋架平面外的稳 l1 定性，宜将计算长度适当减小，可取为： l 0 l1 0 .7 5 0 .2 5 F 2 / F1 （9-3）当 l 0 .5 l 时，取 l 0 .5 l 。式中 F 1为较大的压力， F F 取正号；为较小的压力，取正号，为拉力时，取负号。
图9-4 节点荷载汇集简图
屋面均布活荷载、屋面积灰荷载、雪荷载等可变荷载，应按全跨和半跨均匀分布两种情况考虑，因为荷载作用于半跨时对桁架的中间斜腹杆的内力可能产生不利影响。桁架内力应根据使用和施工过程中可能遇到的同时作用的最不利荷载组合情况进行计算。最不利荷载组合一般考虑下列三种情况： (1)全跨永久荷载+全跨可变荷载； ( 2)全跨永久荷载+半跨可变荷载； (3)全跨屋架、支撑和天窗自重+半跨屋面板重+半跨屋面活荷载。

大跨度屋盖结构的几种形式

大跨度屋盖结构的几种形式
大跨度屋盖结构是一种用于搭建大型建筑物屋顶的结构形式，具有跨度大、空间利用率高等优点。

常见的大跨度屋盖结构包括以下几种形式：
1. 桁架结构：桁架结构是利用多根钢管或钢杆组成的网格状结构，常用于建筑物屋面、车站、体育馆等大型建筑物的屋盖结构。

2. 穹顶结构：穹顶结构是由多个弧形钢管或钢杆组成的圆形、半圆形或椭圆形的屋盖结构，适用于建筑物、体育场馆等大型场所。

3. 悬索结构：悬索结构是由多个悬挂在主梁上的钢缆组成的屋盖结构，具有跨度大、空间利用率高的优点，适用于桥梁、体育场馆、展览馆等大型建筑物。

4. 薄壳结构：薄壳结构是利用高强度钢板或混凝土构成的薄壳结构，常用于建筑物屋面、地铁站、机场航站楼等大型建筑物的屋盖结构。

以上是大跨度屋盖结构的几种形式，不同的场所和需求可以选择不同的结构形式，以满足建筑物的要求。

- 1 -。

钢结构 2.1-2屋架结构的形式及布置

短杆受拉，只适用于下弦需要设置天棚的屋架，一般情况较少采用。
《钢结构设计》—— 第2章中、重型厂房结构设计
梯形屋架(<36m)
• 弦杆受力较为均匀。 • 人字式按支座斜杆与弦杆组成的支承点在下弦或在上弦分
为下承式和上承式两种。一般情况下，与柱刚接的屋架宜采用下承式；与柱铰接时则下承式或上承式均可。下承式使排架柱计算高度减小，便于在下弦设置屋盖纵向水平支撑；上承式使屋架重心降低，支座斜腹杆受拉，且给安装带来很大的方便。
4
5
3
A
4 B
4 2
5
2
2
2
5
4 A
4 B
5
4
5
6
3
2—下弦横向水平支撑；3—纵向水(平b) 支撑；4—垂直支撑；5—系杆；6—温度伸缩缝
4
5
4
4
4
《钢结构设计》—— 第2章中、重型厂房结构设计
(4) 垂直支撑垂直支撑应设置在相邻两榀屋架和天窗架对应的竖直腹杆（或
斜腹杆）间，并于上、下弦横向水平支撑布置在同一开间，以确保屋盖结构组成空间几何不变体系。
2.1.2.2 桁架的外形及腹杆形式
梯形屋架
单斜式腹杆
人字式腹杆
再分式腹杆
《钢结构设计》—— 第2章中、重型厂房结构设计
2.1.2.2 桁架的外形及腹杆形式
平行弦屋架
人字式腹杆
交叉式腹杆
《钢结构设计》—— 第2章中、重型厂房结构设计
三角形屋架（<18m）
• 房屋的整体横向刚度较低； • 屋架弦杆受力不均，支座处内力较大，跨中内力较小，弦
《钢结构设计》—— 第2章中、重型厂房结构设计

桁架(屋架)结构

3
桁架结构的发展
掏空的梁----桁架可以看成是从梁衍化而来
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。
5
桁架结构计算的假定
理想桁架简图假设：理想光滑铰接；直杆且过铰心；力只作用在结点。
只受结点荷载作用的直杆铰接体系
屋架结构的型式
按使用材料：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
按屋架外形：三角形屋架、梯形屋架、抛物线屋架、折线型屋架、平行弦屋架等
按受力特点：桥式屋架、无斜腹杆屋架（刚接桁架、空腹桁架）、立体桁架等
三角形桁架
三角形屋架一般用于屋面坡度较大的屋盖结构中。一般宜用于中小跨度的轻屋盖结构。
建筑结构选型
第二章桁架结构
第一节桁架结构的受力特点第二节屋架结构的型式第三节屋架结构的选型与布置第四节立体桁架第五节张弦结构第六节屋架结构的其他型式
教学要求
了解桁架结构的受力特点及其型式，掌握屋架结构选型与布置
2
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。
2.2 屋架结构的型式
25
木屋架
一般为三角形屋架，内力支座处大而跨中小。适用于跨度在18米以内的建筑中。
2.2 屋架结构的型式
26
这种屋架型式适用于木屋架。其特点是：
(1)屋架的节间大小均匀，屋架的杆件内力不致突变太大。因为木材强度较低，这对采用木材作杆件提供有利条件。

G511屋盖钢结构平面桁架体系的设计及相关标准图的编制和选用

屋盖钢结构平面桁架体系的设计及相关标准图的编制和选用先举两个工程实例说明合理选用桁架结构的经济性 1 以某跨的屋顶花园钢结构设计为例某工程需要在双向跨度尺寸均为m 8.36 的屋頂上面设计成一屋顶花园，其屋盖结构采用的是实腹式井式梁方案。

梁高米，用钢量为每平米2142m kg ，究其原因，主要是由于大部分钢材均花在板厚为18mm 的梁腹板上。

其梁腹板的抗剪承载力得不到充分发挥。

再加上又是井式梁，故用钢量大，很不经济。

该工程也曽考虑过用焊接球网架方案,但因其焊接球的直径需要一米,无法实现而放弃。

假如该工程采用单向平行弦桁架，杆件截面用H 型钢，或采用井式梁布置的平行弦桁架。

其用钢量就可大大降低。

最多也不会超过1402m kg 。

如北京长城饭店宴会厅屋盖结构(系82年由美国人设计的)，单向平行弦桁架，跨度为米。

柱间距有、和三种，桁架高米，上下弦杆与腹杆截面均为H 型钢（其H 型钢的翼缘均垂直于地面）。

屋顶为网球场，其屋面荷截与屋顶花园的荷载大致相等。

但他们设计的屋架用钢量分别才有、和。

折合每平米用钢量为每平米70公斤到64公斤。

如下图所示：考虑到该屋架跨度为米，比米长，假定用钢量与跨度的平方成正比增大，则屋顶花园工程的用钢量可近似为222933.318.3667m kg ≈⨯。

加上檩条估计最多也不会超过2140m kg （至少可节省270m kg 钢材）。

2 又以许昌体育舘的设计为例我曾在1971年给许昌市体委设计了一幢平面尺寸为30⨯45m 的小型体育舘，但在当时，地区体委只有七万元的投资,要完成这样一个每平方米不到50元造价的体育舘，难度相当大。

后经多方案比较，便采用了如下图所示的结构方案。

其屋面采用小波石棉瓦（檩距只能用m 8.0~），结构采用格构式轻型门式刚案，刚架间距m 54.，刚架横梁和柱的外弦杆均为10# 轻型槽钢, 刚架横梁的内弦杆为10# 和12#号轻型槽钢，刚架柱的内弦杆为14# 轻型槽钢(所有槽钢的槽口均指向桁架截面内)，腹杆用单角钢，有∟45,4⨯ ∟56,4⨯ ∟635⨯三种。

第7章钢屋架资料

Q 1kN m（2 轻屋盖），＝0.01 1 Q 2.5kN m（2 q0中屋L 盖），＝0.012 Q 2.5 kN m（ 2 重屋盖），＝0.12 0.011
l
可变荷载（活载）单独汇聚
如有节间荷载，先把节间荷载分配到该节间相邻的节点上，计算弦杆时再考虑节间荷载引起的局部弯矩。
垂直支撑：两相邻屋架间竖直平面，间隔4～6 个屋架设置一道，凡有横向支撑的柱间均设
系杆：保证未设横向支撑屋架弦杆的稳定，在安装中还起架立屋架作用
刚性系杆：能传递压力
柔性系杆：仅能传递拉力
下弦纵向水平支撑
单跨结构：沿房屋纵向靠近柱列设置在下弦端节间的平行弦桁架(三角形屋架可在上弦)
多跨结构：多跨结构，下弦纵向水平支撑须根据具体情况沿部分柱列设置。
上/下弦杆、端斜/竖杆： l0x = l，l为几何长度其它腹杆：l0x = 0.8l 在屋架平面外
上弦杆：① l0y = l1 ② l0y =两块屋面板宽度且不大于3m ③ l0y = l1 (0.75+0.25N2/N1) 0.5l1， N1>N2
腹杆：① l0y = l，侧向刚度低（节点处仅为一板厚） ② 再分受拉主斜杆：l0y = l1 ③ 再分受压主斜杆： l0y=l1(0.75+0.25N2/N1)
梯形，L<36m，i = 1/16-1/8，无檩，铰/刚接人字式：上乘式和下乘式（端斜杆）再分式：上弦节间短，节点和腹杆数量多平行弦屋架：上下弦杆平行，单坡/双坡
3 屋架的主要尺寸
屋架计算跨度l0: 指屋架两端支座反力的间距
铰接：标志跨度－联系尺寸150～200mm×2(封闭结合) 标志跨度（非封闭结合）
• 弦杆肢尖焊缝：承受ΔN和ΔM＝ e ×ΔN

钢桁架-混凝土板组合屋盖结构静力特性研究

文章编号
１０００—５２６９（２０１３）０５— ０１０４— ０５
钢桁架一混凝土板组合屋盖结构静力特性研究
唐蓉琴，黄勇
（贵州大学土木建筑工程学院，贵州贵阳５５００２５）
摘
要：详细介绍了一跨度为４４ｍ立体钢桁架一混凝土板组合楼盖的结构形式。采用基于壳单
关于组合桁架的结构性能，国内外学者都做了大量的研究。Ｉｙｅｎｇａｒ和Ｚｉｌｓ。为芝加哥西尔斯塔。
板组合结构，其平面布置如图１所示，共布置６榀空
间主桁架ＺＨＪ，每榀ＺＨＪ跨度为４４．０ｍ，桁架高度为３．１ｉｎ（如图２）；３榀平面次桁架ＣＨＪ１，跨度为１１．０ｍ，桁架高度为３．１ｍ（如图３）；６榀平面次桁架ＣＨＪ２，跨度为１１．０ｍ，桁架高度为０．９ｍ（如图４）．钢桁架均采用热轧无缝圆钢管，其中空间主桁架下弦杆截面尺寸为０２７３ ×１６，腹杆为０１８０× ｌ４，上弦杆为１０２×６；平面次桁架（ＣＨＪ１）下弦杆截面尺寸为 ‘ １）１４６×１０，腹杆为８９×６，上弦杆为
第３０卷第５期
２０１３年１０月
贵州大学学报（自然科学版）
ＪｏｕｎａｒｌｏｆＧｕｉｚｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ）

钢桁架屋面施工方案

目录工程概述施工准备项目管理及施工人员机具配备材料采购检验包装运输现场场地要求钢桁架加工及安装钢桁架生产制造钢桁架焊接工艺钢构件除锈和涂装工艺钢桁架安装玻璃安装现场管理安全管理质量保证措施工期安排及保证措施文明施工管理钢结构桁架梁屋面施工一、基本概况本工程体育中心屋盖采用三角形空间钢管桁架，节点形式为直接相贯节点，方管檩条，压型钢板屋面，屋面最低点标高为17.6m,最高点标高21。

35m。

屋面最宽处轴线距为72米，最长处轴线距为80米。

屋架梁最大跨度为56米，边跨支座间距8。

0米，纵向7根，横向4根，见下图示。

屋架梁支座为钢筋混凝土柱，柱与梁采用螺栓连接，见下图示.檩条为200＊100＊5方管，与梁上弦焊接，见下图示。

檩条与梁上弦连接示意图1-1剖面二、施工部署2。

1施工方案本工程钢结构采用工厂加工与部分现场焊接相结合的加工方式,采用现场安装。

2.1.1桁架梁的施工方案桁架梁按照部位不同分为两种施工方式。

一种施工方式为中间三道纵向梁的施工:以两跨长的桁架梁为一个安装单元进行工厂预制加工，半成品采用载重汽车运抵现场，现场搭设安装平台,把桁架梁按照安装单元采用大吨位吊车吊至安装平台，在平台上现场焊接成整根梁完成安装。

第二种安装方式为其他梁的施工:以两跨长的桁架梁为一个安装单元进行工厂预制加工,半成品采用载重汽车运抵现场,把桁架梁按照安装单元采用大吨位吊车，吊至安装部位的对应楼（地)板处，在楼（地）板上现场焊接成整根梁，再用四台吊车一次吊装到位，完成安装。

2。

1。

2屋面檩条的加工与安装屋面檩条全部采用工厂预制,现场用吊车吊装到位,进行现场焊接安装。

2。

1.3屋面板加工与安装屋面板采取现场压制成型，现场用吊车吊装到位,进行现场安装。

2.2施工准备2.2.1人员准备成立专门的钢结构施工领导小组，对施工进行技术指导、质量检查、安全作业和进度控制。

选择专业工人进行现场作业，主要为6个重要工种：焊接工、吊运工、指挥工、安装工、架子工、涂装工等。

钢桁架及屋盖结构

截面的杆件，在节点处以节点板连接。节点板中的应力十分复杂，通常不作计算，根据工程经验确定其厚度，金属架节点板厚度取统一值。普通钢屋架节点板厚度可按下表选用。
13
梯形屋架腹杆最
大内力或三角形
屋架弦杆最大内力 Fmax / kN 中间节点板厚度
/ mm
支座节点板厚度
9
9.3.2 屋架杆件的截面形式
(1) 上弦杆。上弦杆可采用双不等肢角钢短边相并的T形截面，宽大的翼缘有利于放置檩条或屋面板；较大的侧向刚度也有利于满足运输和吊装的稳定要求。
(2) 下弦杆下弦杆可多采用双等肢角钢或两不等肢角钢短肢相并的T形截面，以提高侧向刚度，利于满足运输、吊装的刚度要求，且便于与支撑侧面连接。下弦杆截面主要由强度条件决定，尚应满足容许长细比的要求。
有檩屋盖质量轻、用料省、运输安装方便，但构件数目多、构造复杂、吊装次数多，屋盖横向刚度较差。有檩屋盖的屋架间距为檩条跨度，屋架经济间距为4m～6m。无檩屋盖，构件数目少、安装简便、施工速度快，易于铺设保暖层，且屋盖横向刚度大、整体性好，但由于自重大使下部结构用料增多，且对抗震不利。无檩屋盖方案的屋架间距为大型屋面板的跨度，一般为6m或6m的倍数。屋架的跨度和间距需结合柱网布置确定。
10
(3) 端斜腹杆。端斜腹杆可采用两不等肢角钢长边相并的T形截面。其计算长度 l0y l0x l,iy /ix 0.9 。当杆件短，或内力小时可采用双等肢角钢T形截面。
(4) 其他腹杆。其他腹杆均宜采用双等肢角钢T形截面；竖杆可采用双等肢十字形截面。以利于与垂直支撑连接和防止吊装时连接面错位。
(2) 有节间荷载作用时的杆件内力计算。
4
9.3 屋架杆件的截面设计
屋架杆件截面设计是在经过屋架选型、确定钢号、荷载计算和内力计算后，决定节点板的厚度和尺寸以及杆件的计算长度等，最后可按轴心受力构件，或拉弯、压弯杆件进行截面选择。

大面积双向正交钢桁架屋盖施工工法

大面积双向正交钢桁架屋盖施工工法大面积双向正交钢桁架屋盖施工工法一、前言大面积双向正交钢桁架屋盖是一种常见的屋面覆盖结构，它具有结构强度高、抗震性能好、施工周期短等优点。

为了保证该工法在实际工程中的施工质量和效果，需要采取一系列的工艺原理和施工工艺。

本文将对大面积双向正交钢桁架屋盖施工工法进行详细介绍。

二、工法特点大面积双向正交钢桁架屋盖施工工法的主要特点如下：1. 结构强度高：该工法采用钢桁架结构，具有较高的抗震性能和承载能力，能够满足大面积屋盖的结构要求。

2. 施工周期短：相比传统的屋顶施工方式，该工法可以大大减少施工周期，提高工程进度。

3. 安装方便快捷：钢桁架屋面的组件可以在工厂预制，现场施工时只需进行简单的组装，安装快捷方便。

4. 适应范围广：大面积双向正交钢桁架屋盖适用于各种建筑类型，例如体育馆、展览中心等。

三、适应范围大面积双向正交钢桁架屋盖适应范围广泛，可以用于以下场所和项目：1. 体育馆：适用于大型体育馆的屋面结构，能够满足跨度大、观众席要求密集等特点。

2. 展览中心：适用于展览中心的屋面结构，能够满足大空间的展览需求，并提供充足的支撑空间。

3. 会议中心：适用于会议中心的屋面结构，能够满足大空间的会议需求，并提供舒适的会议环境。

四、工艺原理大面积双向正交钢桁架屋盖施工工法的理论依据和实际应用主要体现在以下几个方面：1. 结构设计：根据实际工程的要求，对钢桁架的尺寸、材料、连接方式等进行合理设计，以保证结构的稳定性和承载能力。

2. 材料选择：选择优质的钢材和连接件，确保结构的强度和耐久性。

3. 组件预制：将钢桁架的组件在工厂进行预制，减少现场施工的工作量，提高施工效率。

4. 施工顺序：根据屋面结构的特点和组件的安装要求，制定合理的施工顺序，以确保施工过程的顺利进行。

五、施工工艺大面积双向正交钢桁架屋盖的施工工艺主要包括以下几个施工阶段：1. 地基处理：对地基进行处理，确保地基的平整和稳定。

第9章-桁架及屋架

➢桁架的主要尺寸土或砌体柱顶, 但在 ✓某些采用钢柱的厂房中, 为了增加排架的侧向刚度, 需将屋架与柱构成刚接 ✓这对梯形屋架比较简单易行, 而对三角形就必须设置隅撑, ✓势必影响屋架下的有效净空
➢桁架的腹杆体系
桁架中的腹杆主要用以联系上、下弦杆构成节点并传递节点荷载，布置原则应是:
① 永久荷载: 包括屋面材料、保温材料、檩条及屋架（包括支撑及天窗）的自重。
其中屋面材料和保温材料的自重, 荷载规范中所给的q （kN/m 2 ）常按屋面的实际面积计算, 需除以屋面倾角的余弦cosα方得按屋面水平投影面积计算的自重值。所给估算屋架自重经验公式则是按屋面的水平投影面积计算, 常用估算公式为
➢屋盖的主要平面尺寸——屋架的平面尺寸
当房屋区段长度超过某规定值时, 需设置伸缩缝。最常用的设置方法是在伸缩缝处设置双柱。使每一温度区段相互隔开可以自由伸缩, 否则由于纵向或横向构件的温度变化将使某些构件如支柱中产生较大的温度应力和变形。
➢屋架的支撑系统
屋架在垂直于屋架平面方向, 不设支撑体系不能是不能保持其几何不变, 如下图, 虽有檩条和系杆的连系, 但屋架相互间几何可变, 在侧向力作用下屋架会倾斜
➢桁架的主要尺寸——屋架外形的选用
◆ 受力合理。应使屋架的外形与弯矩图相近, 杆件受力均匀；短杆受压、长杆受拉；荷载布置在节点上, 以减少弦杆局部弯矩, 屋架中部有足够高度, 以满足刚度要求。
两端简支的受弯构件在满跨均布荷载作用下, 弯矩图形为一抛物线, 因此屋架的外形若接近抛物线, 则弦杆各节间中的内力最为均匀。
式中, So为基本雪压, 随地区不同而异, 系以当地一般空旷平坦地面上统计所得50年遇的最大积雪自重确定, 规范中给出了基本雪压的分布图。山区的基本雪压应通过实际调查确定；在无实际资料时, 可按当地空旷平坦地面的基本雪压乘以系数1.2采用。雪荷载的组合值系数ɸc, 可取0.7。

建筑结构选型-第二章-桁架(屋架)结构

于世博会后举办各类展览和活动。
❖
西展厅屋面采用了张拉弦桁架结构，共9榀，跨度为126米，间距18米，上弦为三
角管桁架，下弦索采用两根高强钢丝束索。如此大跨度的双弦张拉桁架，目前在国内
最大。
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(二)单体太阳能屋面国内最大
❖
2.5.2 张弦结构的形式
❖ 单向张弦梁结构由于设置了纵向支撑索形成的空间受力体系，保证了平面外的稳定性，适用于矩形平面的屋盖结构。
❖ 双向张弦梁结构由于交叉平面张弦梁相互提供弹性支撑，形成了纵横向的空间受力体系，该结构适用于矩形、圆形、椭圆形等多种平面屋盖结构。
❖ 多向张弦梁结构是平面张弦梁结构沿多个方向交叉布置而成的空间受力体系，该结构形式适用于圆形和多边形平面的屋盖结构。
2.2 屋架结构的型式
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钢屋架
2.2 屋架结构的型式
改善上弦杆受力情况，采用再分式腹杆的形式。
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钢屋架
2.2 屋架结构的型式
改善上弦杆受力情况，采用再分式腹杆的形式。
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钢屋架
2.2 屋架结构的型式
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钢屋架
2.2 屋架结构的型式
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混凝土屋架
2.2 屋架结构的型式
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2.2 屋架结构的型式
❖ 直梁型张弦梁结构主要用于楼板结构和小坡度屋面结构，拱形张弦梁结构充分发挥了上弦拱得受力优势适用于大跨度的屋盖结构，人字型张弦梁结构适用于跨度较小的双坡屋盖结构。
2.5.2 张弦结构的形式
❖（2）空间张弦梁结构是以平面张弦梁结构为基本组成单元，通过不同形式的空间布置所形成的张弦梁结构。空间张弦梁结构主要有单向张弦梁结构、双向张弦梁结构、多向张弦梁结构、辐射式张弦梁结构。 p34

桁架与屋架

抛物线形屋架或折线形屋架：
·内力分布均匀，受力合理经济指标好，应用广泛。但坡度较大，为防止防水卷材下滑，可在屋架两侧端部弦杆节点上加端立柱来调整屋面坡度；
·跨度：18<L ≤36m （钢筋砼屋架）
·矢高（高跨比）：1/8-1/6 ·坡度：可加端柱调节 ·材料：钢筋混凝土或钢材等平行弦屋架：
钢屋架≤72m
·屋架间距≤4m
·材料：钢、木或钢筋混凝土等
梯形屋架： ·材料用量多，但可避免屋面防水卷材下滑或因软化流淌的现象，梯形屋架之间能形成较大空间，便于管道通过和检修人员的穿行； ·跨度：18<L ≤36m （钢筋砼屋架） ·坡度：一般取1/12左右 ·节间距：根据屋面板的宽度确定，一般上弦杆节间为3m，下弦杆节间6m ·材料：钢筋混凝土或钢材等钢屋架≤72m ·矢高（高跨比）： 1/8~1/6（跨中） 1/12~1/10（端部）
第二章桁架与屋架
2.1、桁架与屋架的概念： 1）、桁架与屋架是杆件结构体系，整体相当于梁的作用，
承受弯矩，而每一个杆件则是承受轴力。 2）、桁架与屋架适用于跨度大于18M的大跨度。 3）、桁架可以平面桁架，也可以是空间桁架，可以是直线型也可以是折线及曲线型。 4）、桁架可以是钢筋混凝土，钢材，木材。 2.2、屋架的形式与受力特点：2.2.1、屋架的受力特点： 1）、整体的受力构件，内力有弯矩和剪力。弯矩中间大，两端小，剪力中间小，两端大，而每一个杆件均为轴力。
2）弦杆内力：
M=±N·R 弦杆的内力是轴力。上压，下拉，大小相等方向相反形成的力矩，即弯矩。弦杆的主要作用是平衡弯矩。 3）腹杆内力：
Y=±V。
腹杆主要承受的剪力变形，主要是平衡剪力。
4）、不用形式屋架内力的分析比较（内力分布与外形的关系） M=±N·h （1）当M为定值时，h越大，N越小（2）当N为定值时，h随M的变化而变化 2.3、屋架形式的选择和设计要求： 2.3.1. 1）屋架选型的影响因素：（1）使用要求（2）跨度（3）荷载大小 2）屋架矢高的确定：

钢管桁架屋盖结构的动力特性分析

钢管桁架屋盖结构的动力特性分析曾昭寅(湖南省第三工程公司，湖南湘潭411100)工程蕉苤喃要]利用A N SY S有限元软件对某钢屋盖结构进行模态分析，得到了结构的自振频率及振型。

结果表明，该屋盖结构的频率分布较为密集．拱桁架与,．-#-49W i-架之间的连接形式对结构动力特性的影响不大。

睁蝴]钢管桁架；动力特性；自搌频率；振型钢管桁架屋盖作为大跨度空间结构的一种形式，具有自重轻、刚度好、施工周期短等优点，国内的大跨度空间结构设计大量应用钢管桁架结构形式。

利用A N SY S有限元软件对某体育馆的钢管桁架屋盖结构进行模态分析，比较分析结构的自振频率与振型，可为进一步研究其抗震性能提供参考。

1工程概况某体育馆的钢管桁架屋盖结构上部由六榀主跨为336m的倒三角形圆钢管桁架组成(图1)，单榀桁架由两根上弦杆、一根下弦杆组成，三面均设置腹杆，其断面为倒三角形，上、下弦杆的垂直距离自跨中向两支座逐渐递减而呈现出拱形(以下简称“拱桁架”)。

拱桁架支承在两榀主跨为42rm高42m的钢桁架梁(以下简称“立体桁架”)的上弦平面腹杆上，立体桁架断面宽1．56rno每榀立体桁架沿纵向(Z向)各由5根柱子两侧的钢板焊接牛腿支承。

2计算模型A N S Y S有限元建模过程中，将上、下弦杆及立体桁架的上弦平面腹杆用空间梁单元B ea m44模拟：屋面部分檩条、纵向系杆、桁架的其它腹杆与上、下弦杆的连接节点存在一定的柔性，采用既能受拉也能受压的Li nk8单元，杆件两端与上、下弦杆节点铰接，钢管桁架屋盖整体结构的有限元计算模型如图1所示。

通过耦合U K U Y和U Z三个方向自由度，将上部拱桁架与立体桁架上弦平面腹杆之间的连接方式按铰接处理。

由于立体桁架的上、下弦杆支承在下部型钢混凝土柱子两侧的钢板焊接箱形牛腿上，每榀立体桁架主跨端部两根柱子的两侧竖向平面(Y向)分别设有三个牛腿，其它柱子两则(Y向)各设两个牛腿，建模过程中将每个牛腿支撑视为一个支座约束。

钢桁架与屋盖结构

l0 l 。
（2）屋架高度一般情况下，设计屋架时，首先根据屋架形式和设计经验先确定屋架的端部高度，再按照屋面坡度计算跨中高度。
h h0 il0 / 2
人字形和梯形屋架的中部高度主要取决于经济要求，一般情况下可在下
列范围内采用：梯形和平行弦屋架： h 1 / 10 ~ 1 / 6l0
钢桁架与屋盖结构
1钢桁架与屋盖结构的组成及应用
1.1 钢桁架的组成及应用
钢桁架是指由轴心受力构件（拉杆和压杆）相互连接组成的格构式构件，用以承受横向荷载和跨越较大的空间。
图1 两向正交正放交叉桁架体系网架
1.2 屋盖的组成及应用
1.常见的屋盖结构形式常用的钢屋盖结构形式有平面杆系结构、空间杆系结构、悬索结构、膜结构等。
定的桁架体系把力传向支座，只发生较小的弹性变形，即有足够的刚度和整体性。
（3）为屋架弦杆提供必要的侧向支承点。水平支撑和垂直支撑桁架的节点以及由此延伸的支撑系杆都成为屋架弦杆的侧向支承点，从而减小弦杆在桁架平面外的计算长度，保证受压弦杆的侧向稳定，并使受拉下弦不会在某些动力荷载作用下（如吊车运行时）产生过大的振动。（4）承受并传递水平荷载。水平荷载包括纵向和横向水平荷载，例如风荷载、吊车的水平制动力、振动荷载、地震作用等，最后都通过支撑体系传到屋架支座。（5）保证结构安装时的稳定且便于安装。屋盖的安装工作一般是从房屋温度区段的一端开始的，首先用支撑将两相邻屋架连系起来组成一个基本空间稳定体，在此基础上即可顺序进行其他构件的安装。
（1）平面杆系结构 1）桁架
2）拱拱在大跨度屋盖中经常采用，特别是当建筑物要求墙体与屋顶连成一体时，落地拱尤为适用。拱在竖向均布荷载作用下，基本上处于受压状态，适合于以钢筋混凝土之类的材料制成。但在大跨度时，往往做成格构式钢拱。