桁架结构的受力特点、选型和布置
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第2章桁架结构

桥式屋架:是将屋面板和屋架合二为一的结构体系。 屋盖结构传力简捷、整体性好,充分利用了构件的承载能力,省材 施工复杂、须在柱间假设架梁
例:江西某会堂大厅,平面尺寸27mx27m,采用钢筋混凝土桥式桁架扁壳组合屋盖
2.2 屋架结构的型式
钢筋混凝土-钢组合屋架
上弦杆采用刚劲 混凝土,下弦杆采 用型钢。充分利用 两种材料的特性。
拱式屋架:上弦为曲线形,一般为抛物线形,也可用折线。矢高比一般为1/8~1/6 外形合理、杆件内力均匀、自重轻、经济指标好
无斜腹杆屋架:上弦一般为抛物线拱,屋面板可支承在上弦杆上。 构造简单、制作方便、屋架间可穿行管道、适用跨度可达36m 节点刚接、各杆件内均匀弯矩且在杆端节点处屋架最大,上弦为压 弯杆件、下弦为拉弯杆件,荷载在上弦时,竖腹杆受压,荷载在下 弦时, 竖腹杆受拉
矩形桁架为等高 度,沿跨度方向各 腹杆的轴力变化与 剪力图一致,跨中 小而支座处大,其 值变化较大。弦杆 跨中节间轴力大、 靠近支座处轴力较 小或为零
8
2.1 桁架结构的受力特点
桁架结构的内力
三角形桁架的高 度自跨中最大处向 支座节点最小处呈 线性变化,而弯矩 的变化自跨中向支 座呈抛物线变化, 弯矩的减小速度比 桁架高度的减小速 度慢,故上、下弦 杆内力在跨中节间 最小,而在靠近支 座处最大。
11
2.1 桁架结构的受力特点
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 三角形桁架,斜腹 杆外倾受压,内倾 受拉,而竖腹杆则 总是受拉。
12
2.2 屋架结构的型式
按屋架外形不同分: 三角形桁架 梯形屋架 抛物线形屋架 折线形屋架 平行弦形屋架
三角形桁架
采用瓦类屋面时,屋架上弦坡度应大些,一般不小于1/3, 以 利于排水。当采用大型屋面板并做卷材防水时,屋 面坡度可平缓些,一般为1/8~l/12。
例:江西某会堂大厅,平面尺寸27mx27m,采用钢筋混凝土桥式桁架扁壳组合屋盖
2.2 屋架结构的型式
钢筋混凝土-钢组合屋架
上弦杆采用刚劲 混凝土,下弦杆采 用型钢。充分利用 两种材料的特性。
拱式屋架:上弦为曲线形,一般为抛物线形,也可用折线。矢高比一般为1/8~1/6 外形合理、杆件内力均匀、自重轻、经济指标好
无斜腹杆屋架:上弦一般为抛物线拱,屋面板可支承在上弦杆上。 构造简单、制作方便、屋架间可穿行管道、适用跨度可达36m 节点刚接、各杆件内均匀弯矩且在杆端节点处屋架最大,上弦为压 弯杆件、下弦为拉弯杆件,荷载在上弦时,竖腹杆受压,荷载在下 弦时, 竖腹杆受拉
矩形桁架为等高 度,沿跨度方向各 腹杆的轴力变化与 剪力图一致,跨中 小而支座处大,其 值变化较大。弦杆 跨中节间轴力大、 靠近支座处轴力较 小或为零
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2.1 桁架结构的受力特点
桁架结构的内力
三角形桁架的高 度自跨中最大处向 支座节点最小处呈 线性变化,而弯矩 的变化自跨中向支 座呈抛物线变化, 弯矩的减小速度比 桁架高度的减小速 度慢,故上、下弦 杆内力在跨中节间 最小,而在靠近支 座处最大。
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2.1 桁架结构的受力特点
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 三角形桁架,斜腹 杆外倾受压,内倾 受拉,而竖腹杆则 总是受拉。
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2.2 屋架结构的型式
按屋架外形不同分: 三角形桁架 梯形屋架 抛物线形屋架 折线形屋架 平行弦形屋架
三角形桁架
采用瓦类屋面时,屋架上弦坡度应大些,一般不小于1/3, 以 利于排水。当采用大型屋面板并做卷材防水时,屋 面坡度可平缓些,一般为1/8~l/12。
桁架(truss)

桁架结构(truss)
桁架结构的受力特点 桁架结构的组成
桁架结构的计算假定
各杆均为直杆,各杆的中心线都在 同一平面内; 各杆相连接的节点均为铰接节点;
所有外力均作用于桁架平面内,且 集中作用于节点上。
桁架结构的内力
弦杆内力
腹杆内力
由平衡条件可得斜腹杆内力:ຫໍສະໝຸດ 竖向腹杆的内力:•
•
•
屋架结构的选型
屋架的受力性能 抛物线形屋架最好,适用与大中跨建筑; 三角形屋架最差,适用与中小跨建筑; 梯形屋架居中。 屋面防水的要求 采用能弯曲的屋面材料,适用弧形或缓坡梯形 式屋架; 采用瓦类屋面材料,适用于三角形、陡坡梯形 等屋架。
屋架结构的选型
屋架结构的跨度 跨度≤18m时,选用钢筋混凝土-钢组 合屋架或钢-木屋架; 跨度≤36m时,选用预应力混凝土屋 架或钢屋架; 跨度≥ 36m时,选用钢屋架。
矩形钢屋架
特殊形式钢屋架
钢筋 混凝土 屋架
钢筋混凝土-钢组合屋架
屋架结构的选型与布置
屋架结构的主要尺寸
矢高:直接影响桁架刚度和杆件内 力,一般为1/10~1/5 坡度:满足排水要求,瓦屋面≥1/3, 其它屋面1/8~1/12 节间长度:上弦稍短,下弦稍长, 与受荷载条件与屋架材 料有关,一般为1.5~4.0m。
空腹 桁架 (刚接 桁架)
空腹屋架的工程实例
常用屋架的实例
常用屋架的实例
材料的耐久性 钢、木材料易腐蚀,预应力混凝土耐腐性能最佳。
屋架结构的布置
屋架的跨度 以3m为模数 屋架的间距 常为等间距平行排列,最常见的间距有 6m,也有用7.5m、9m和12m。 屋架的支座 屋架两端的支座一般为同一标高; 支座的形式应保持为铰支。
桁架结构的受力特点 桁架结构的组成
桁架结构的计算假定
各杆均为直杆,各杆的中心线都在 同一平面内; 各杆相连接的节点均为铰接节点;
所有外力均作用于桁架平面内,且 集中作用于节点上。
桁架结构的内力
弦杆内力
腹杆内力
由平衡条件可得斜腹杆内力:ຫໍສະໝຸດ 竖向腹杆的内力:•
•
•
屋架结构的选型
屋架的受力性能 抛物线形屋架最好,适用与大中跨建筑; 三角形屋架最差,适用与中小跨建筑; 梯形屋架居中。 屋面防水的要求 采用能弯曲的屋面材料,适用弧形或缓坡梯形 式屋架; 采用瓦类屋面材料,适用于三角形、陡坡梯形 等屋架。
屋架结构的选型
屋架结构的跨度 跨度≤18m时,选用钢筋混凝土-钢组 合屋架或钢-木屋架; 跨度≤36m时,选用预应力混凝土屋 架或钢屋架; 跨度≥ 36m时,选用钢屋架。
矩形钢屋架
特殊形式钢屋架
钢筋 混凝土 屋架
钢筋混凝土-钢组合屋架
屋架结构的选型与布置
屋架结构的主要尺寸
矢高:直接影响桁架刚度和杆件内 力,一般为1/10~1/5 坡度:满足排水要求,瓦屋面≥1/3, 其它屋面1/8~1/12 节间长度:上弦稍短,下弦稍长, 与受荷载条件与屋架材 料有关,一般为1.5~4.0m。
空腹 桁架 (刚接 桁架)
空腹屋架的工程实例
常用屋架的实例
常用屋架的实例
材料的耐久性 钢、木材料易腐蚀,预应力混凝土耐腐性能最佳。
屋架结构的布置
屋架的跨度 以3m为模数 屋架的间距 常为等间距平行排列,最常见的间距有 6m,也有用7.5m、9m和12m。 屋架的支座 屋架两端的支座一般为同一标高; 支座的形式应保持为铰支。
桁架结构

2.三角形桁架的高度自跨中最大处向支座节点最小处呈线 性变化,而弯矩的变化自跨中向支座呈抛物线变化,弯矩的减 小速度比桁架高度 的减小速度慢,故上、 下弦杆内力在跨中节 间最小,而在靠近支 座处最大。可见,三 角形桁架的杆件内力 也是不均匀的。
3.拱形屋架是最理想的桁架形式。因桁架高度的变化与外 荷载所产生的弯矩图完全一致,使上、下弦杆各节间轴力也 完全相等。可见,它的杆件内力大致均匀,从力学角度看, 它的形状与简支 梁的弯矩图形相 似,其形状符合 受荷后的内力变 化规律。
钢筋混凝土-钢组合屋架
上弦杆采用刚劲混凝土,下弦杆采用型钢。充分利用两种 材料的特性。屋架在荷载作用下,上弦主要承受压力,有时 还承受弯矩,下弦承受拉力。组合屋架的自重轻,节省材料, 常用跨度为9~18m。
常用组合屋架:折线形屋架,下撑式五角星屋架以及三铰,两铰屋架等。
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。
二,桁架结构外形与内力的关系
桁架是有杆件组成的格构体系,其结点一般假定为铰结点, 当荷载作用在结点上时,桁架的杆件内力与桁架的外形有着 密切的关系。下面介绍几种不同外形桁架的杆件内力情况: 1.平行弦屋架为等高度, 沿跨度方向各腹杆的轴力变 化与剪力图一致,跨中小而 支座处大,其值变化较大。 弦杆跨中节间轴力大、靠 近支座处轴力较小或为零。 可见,内力是不均匀的。
五,建筑实例-国家大剧院:源自国家大剧院壳体钢结构主要由148榀沿椭球面均匀垂直布置 的平面桁架、11840根水平 布置的环向系杆、对称布置 的四块平面斜撑及顶部结构 组成,也就是说国家大剧院 是以众多桁架组成的壳体结 构。
平面桁架按照是否外露分为长轴桁架和短轴桁架,短轴桁 架区域的屋面采用玻璃形式,为外露构件;长轴桁架区域的 屋面采用钛合金板形式,为隐蔽构件;水平布置的为环向系 杆,通过两端的半球与平面桁架连接。
结构体系篇桁架结构讲义

•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。
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 包括:屋架之间的垂直支撑、水平系杆、设置在上、下
弦平面内的横向支撑、下弦平面内的纵向水平支撑。 作用:保证屋架在使用和安装时的侧向稳定性,增强屋
盖的整体刚度,增强排架的空间工作性能。
结构体系篇桁架结构讲 义
2024年2月5日星期一
第一节 概述
•桁架结构是由直杆在端部相互连接而成的以抗弯为主的 格构式结构。
•(桁架是由直线形杆件组成三角形区格集合形成的一种 平面结构单元。)
桁架一般由上弦杆、腹杆(竖杆和斜腹杆)组成。
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,因此在工程中得到广泛的应 用。
•(三)钢屋架
• 三角形屋架:
•
用于屋面坡度较大的屋盖结构
中。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。一般用于中小
跨度的轻屋盖结构。
•
芬克式屋架,腹杆受力合理,
长杆受拉,短杆受压,可分为两榀
小屋架制作,现场安装,施工方便
。
梯形屋架 用于屋面坡度较小的屋盖中
,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。 用于无檩体系屋盖,屋面材 料大多用大型屋面板。
chap3桁架结构

17
平行弦(矩形)钢屋架 适用于跨度较小的结构中。 优点:腹杆长度一致,杆件类型少,易于工业化生产。 缺点:杆件内力分布极不均匀,故适用于跨度较小的结 构中。 一般常用于托架或支撑系统。
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厂房托架梁
back
19
4、轻型钢屋架 当屋盖采用轻屋面时,屋架的杆力不大,屋架上弦可以采用小角钢 (∠45×4及∠56×36×4以下)、下弦和腹杆可以采用圆钢、薄壁 型钢或钢管组成,称为轻型钢屋架。 屋面可为斜坡屋面和平屋面。 适用跨度:≤18m;柱矩:4~6m 仅有T≤50KN的中、轻级工作制桥式吊车厂房或民用房屋。 可分为:三角形屋架、三角拱屋架和梭形屋架。
back
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三角形轻钢屋架常用形式:芬克式、豪式。
上弦有平面桁架和空间桁架两种。
芬克式和三铰拱式屋架适用于屋面坡度较大的屋盖中。 三铰拱式屋架由于拱拉杆较细,无法设置垂直支撑和下弦 水平支撑,故整个屋盖刚度较差,不能用于有振动荷载及 跨度超过18m的工业建筑。
1 1
三铰拱式屋架的形式
1-1
21
22
梭形屋架的结构型式,分平面桁架式和空间桁架式两种。 一般上弦为角钢,其余用圆钢。 优点:取材方便,截面重心低、空间刚度好,一般可不 设支撑。 适用跨度:9~18m 高跨比:1/9~1/12
折线形组合屋架
back
•
下撑式五角形组合屋架
•
三铰组合屋架
back
•
两铰组合屋架
28
7、板状屋架 板状屋架是将屋面板与屋架合二为一的结构体系。 屋架的上弦采用钢筋混凝土屋面板,下弦和腹杆可采 用钢筋,也可采用型钢制作。
屋面板可选用普通混凝土,也可选用加气或陶粒等轻 质混凝土制作。
桁架结构的受力特点

桁架结构的受力特点
桁架结构是一种由许多小型构件组成的结构,常用于大跨度的建筑和桥梁中。
桁架结构的受力特点有以下几个方面:
1. 受力方向明确
桁架结构中的构件一般都是直线或角度分明的形状,这使得它们的受力方向明确。
因此,桁架结构的受力分析相对简单。
2. 强度高
桁架结构中的构件一般都是细长的,这使得它们的截面积相对较小,但是由于材质的选择和构件的形状,桁架结构的强度往往比较高。
3. 稳定性好
桁架结构中的构件一般都是通过节点连接在一起的,这种连接方式可以使得结构整体更加牢固,具有较好的稳定性。
4. 质量轻
由于桁架结构中的构件一般都是细长的,而且连接方式简单,因此它们的质量相对较轻,可以减少建筑物的自重,从而降低了结构的成本。
5. 可拆卸性强
桁架结构中的构件一般都是通过螺栓等方式连接在一起的,这种连接方式可以使得结构具有较好的可拆卸性。
因此,桁架结构在施工和拆卸时相对较为方便。
桁架结构的优点使得它在建筑和桥梁中得到广泛应用。
不过,由于桁架结构中的构件需要通过节点连接在一起,因此在节点处的受力比较集中,容易导致节点的应力集中,从而影响结构的稳定性。
另外,桁架结构的施工难度较高,需要对构件的尺寸和位置进行严格控制,否则容易出现施工误差,影响结构的稳定性和美观性。
桁架结构具有明确的受力方向、高强度、良好的稳定性、轻质量和可拆卸性强等优点,成为大跨度建筑和桥梁中的重要结构形式。
随着科技的不断进步和新材料的不断出现,桁架结构的应用领域还将不断扩展。
桁架结构

结点构造要简单合理。杆件的交角不宜太小,一般在250~ 750之间。
a.屋架的跨度
屋架的跨度应根据工艺使用和建筑要求确定,一般以3m为模数。对于常用屋架 型式的常用跨度,我国都制订了相应的标准图集可供查用,从而可加快设计及 施工的进度。对于矩形平面的建筑,一般可选用同一种型号的屋架,仅端部或 变形缝两侧屋架中的预埋件稍有不同。对于非矩形平面的建筑,各根屋架或根 架的跨度就不可能一样,这时应尽量减少其类型以方便施工。
1、跨度36米以上:钢屋架 有侵蚀性介质:不宜采用钢结构 2、跨度36米以下:预应力钢筋混凝土屋架 18~24米:可选普通钢筋混凝土屋架 3、18米以下:钢筋混凝土组合屋架 4、相对湿度大于75%,或有侵蚀性介质:不宜选用木屋架和 钢屋架
钢屋盖:适用跨度36米以上
三、弧形屋盖
非预应力:适用跨度18~24米 下弦预应力:适用跨度18~36米 高跨比:h/l=1/6~1/8
常为折线形
四、平行弦屋架
优点:腹杆长短和节点构造统一,制作方便 缺点:杆件内力分布不均,不宜用于杆件内力相差悬殊的 结构
五、无斜腹杆屋架
桁架结构
一、 桁架的结构特点与优缺点
桁架结构一般由竖杆,水平杆和斜杆组成
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。 作为桁架结构的整体来说,它们在荷载作用下受弯、受剪; 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。
桁架的结构特点
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, 屋架的主要缺点是结构高度大,侧向刚度小。 需要设置支撑。 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。
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。
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
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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。
2.2 屋架结构的型式
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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
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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。
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梯屋形架桁结架 构的选型
2.3 屋架结构的选型及布置
材料 木材及钢材均易腐蚀,维修费用较高。因此,对于
相对湿度较大而又通风不良的建筑,或有侵蚀性介质 的工业厂房,不宜选用木屋架和钢屋架,宜选用预应力 混凝土屋架,
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梯屋形架桁结架 构的选型
2.3 屋架结构的选型及布置
跨度 跨度在18m以下时,可选用钢筋混凝土-钢组合屋
3
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。
4
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。
5
2.1 桁架结构的受力特点
桁架结构计算的假定
架;这种屋架构造简单、施工吊装方便,技术经济指标 较好。
跨度在36m以下时,宜选用预应力混凝土屋架,既 可节省钢材,又可有效地控制裂缝宽度和挠度。
19
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。
20
钢屋架
2.2 屋架结构的型式
21
钢屋架
2.2 屋架结构的型式
22
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
钢筋混凝土-钢组合屋架
上弦杆采用钢筋 混凝土,下弦杆采 用型钢。充分利用 两种材料的特性。
梯屋形架桁结架 构的选型
受力 从结构受力来看,抛物线状的拱式结构受力最为合
理。但拱式结构上弦为曲线,施工复杂。折线型屋架, 与抛物线弯矩图最为接近,故力学性能良好。梯形屋 架,因其既具有较好的力学性能,上下弦均为直线施工 方便,故在大中跨建筑中被广泛应用。三角形屋架与 矩形屋架力学性能较差。三角形屋架一般仅适用于中 小跨度,矩形屋架常用作托架或荷载较特殊情况下使 用。
桁架的杆件与杆件相连接的节点均为铰接节点。
6
2.1 桁架结构的受力特点
鲁班锁
7
2.1 桁架结构的受力特点
桁架结构计算的假定
所有外力 (包括荷载及支座反力)都作用在桁 架的中心平面内,并集中作用于节点上。
8
桁架结构的内力
矩形桁架为等高 度,沿跨度方向各 腹杆的轴力变化与 剪力图一致,跨中 小而支座处大,其 值变化较大。弦杆 跨中节间轴力大、 靠近支座处轴力较 小或为零
采用瓦类屋面时,屋架上弦坡度应大些,一般不小于1/3, 以利于排水。当采用大型屋面板并做卷材防水时,屋 面坡度可平缓些,一般为1/8~l/12。
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2.3 屋架结构的选型及布置
梯屋形架桁结架 构的主要尺寸
节间距 屋架节间长度的大小与屋架的结构型式,材料及荷
载有关。一般上弦受压,节间长度应小些,下弦受拉, 节间长度可大些。
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2.3 屋架结构的选型及布置
梯屋形架桁结架 构的主要尺寸
矢高 屋架的矢高直接影响结构的刚度与经济指标。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。矢高小,则弦杆受力大、截面大、且屋 架刚度小、变形大。一般矢高可取跨度的 1/10~1/5。
坡度 屋架上弦坡度的确定应与屋面防水构造相适应。当
2.2 屋架结构的型式
14
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。
2.2 屋架结构的型式
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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
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钢-木组合屋架
采用钢拉杆作为 屋架的下弦杆,消 除接头的非弹性变 形,从而提高屋架 结构的刚度。
2.2 屋架结构的型式18Fra bibliotek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。
2.1 桁架结构的受力特点
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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 三角形桁架,斜腹 杆外倾受压,内倾 受拉,而竖腹杆则 总是受拉。
2.1 桁架结构的受力特点
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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。
高度呈抛物线型 的桁架是最理想的 桁架形式。因桁架 高度的变化与外荷 载所产生的弯矩图 完全一致,使上、 下弦杆各节间轴力 也完全相等。
2.1 桁架结构的受力特点
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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。
屋架上弦节间长度常取 3m。 当屋盖采用有檩体 系时,则屋架上弦节间长度应与檩条间距一致。
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梯屋形架桁结架 构的选型
2.3 屋架结构的选型及布置
屋架结构的选型应考虑房屋的用途、建筑 造型、屋面防水构造、屋架的跨度、结构材 料的供应、施工技术条件等因素,做到受力 合理、技术先进、经济适用。
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2.3 屋架结构的选型及布置
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梯屋形架桁结架 构的选型
2.3 屋架结构的选型及布置
防水 屋面防水构造决定了屋面排水坡度,进而决定屋盖
的建筑造型。 一般来说,当屋面防水材料采用粘土瓦、机制平瓦
或水泥瓦时,应选用三角形屋架、陡坡梯形屋架。当 屋面防水采用卷材防水、金属薄板防水时,应选用拱 形屋架、折线形屋架和缓坡梯形屋架。
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2.1 桁架结构的受力特点
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桁架结构的内力
三角形桁架的高 度自跨中最大处向 支座节点最小处呈 线性变化,而弯矩 的变化自跨中向支 座呈抛物线变化, 弯矩的减小速度比 桁架高度的减小速 度慢,故上、下弦 杆内力在跨中节间 最小,而在靠近支 座处最大。
2.1 桁架结构的受力特点
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桁架结构的内力
桁架结构的受力特 点、选型和布置
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 第六节 桁架结构的其他应用型式
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
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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。