桁架 建筑结构体系42页PPT
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结构体系篇--桁架结构讲义PPT(51张)
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。
（四）轻型钢屋架 屋架的上弦一般用小角钢、下弦和腹杆用小角钢或圆钢。
适用于：跨度<=18m，柱距4~6m，设置有起重量
<=50KN的中、轻级工作制桥式吊车的工业建筑和跨度 <=18m的民用房屋的屋盖结构。 结构型式：三角形、三铰拱和梭形屋架。 常用：三角形屋架。
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
按几何组成方式可以分：简单桁架、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）和复杂桁架（不同于前两种的其他 静定桁架）。
按是否存在水平推力分：无推力的梁式桁架（与相应的实 体梁结构比较，掏空率大，上下弦杆联合抗弯，腹杆主要 抗剪，受力合理，用材经济）和有推力的拱式桁架（拱圈 与拱上结构联为一体，整体性好，便于施工，跨越能力强， 节省钢材）。
梯形屋架受力性能比三角形屋架合理，可用于跨度较大房 屋适用跨度为12~18m。
（二）钢-木组合屋架
形式：（1）豪式、（2）芬
克式、（3）梯形、（4）下折式。
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，干裂缝对下弦不
利，采用钢拉杆作为屋架的下弦， 每平方米建筑面积的用钢量增加
专题一桁架PPT课件
1．单榀独用（图3-16）
2．多榀辐射汇交（图3-17）
3．菱形排列（图3-18）
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九 桁架的应用
（一）交错桁架在住宅中的应用 1999年在新疆库尔勒建造了一幢8层的交 错桁架钢结构住宅。目前交错桁架结构 体系已被列为教育部科学技术研究重点 项目。
1、结构组成及受力特点
23
24
26
3.结构优点
由于无中间柱,可比其它结构体系具有更大的开 间,使房间布置更加灵活,而且由于柱的数量相 对较少,基础数量也跟着减少,从而可节约造价
交错桁架结构体系利用小柱距可获得大开间,楼 板直接支承在相邻桁架的上下弦上,不需设楼面 梁格,使楼盖体系更为简洁,而且在满足使用净 高的要求下,可降低层高。
空腹桁架具有杆件少(无斜杆)、构造简单， 节点配筋简单、施工方便，体形美观等优点。但它是借 轴力、弯矩与剪力来抗衡外荷的，离材尽其用的目标较 远，故只有在特殊需要情况下才采用。
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18
八 桁架结构布置
间距 ： 一般各榀桁架都按等间距(3～6m)排列。桁架跨 度大者，其间距宜大，较为经济。另外还要考虑屋面与
•恒载＋全跨活载以及荷载＋风荷载是空间桁架构件设计 的主要控制工况。
•在竖向荷载或温度作用下桁架对厂房排架柱顶产生推力， 设计排架时需特别注意。
•上弦杆由于节间集中荷载引起较大附加弯矩，在设计中 需引起注意
•为更加安全经济，需注意屋盖的整体稳定性，可通过屋 面加设支撑
•桁架端部腹杆由于水平力作用产生的内力设计时尤其需
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3.荷载组合
该结构的荷载采用9种荷载组合,按计算模 型除了屋顶的集中荷载作用在主桁架上 之外,其它荷载均作用在次桁架上。荷载 不但要考虑风荷载,而且在其中的两种荷 载组合中要考虑温度作用,温度变化按 ±30℃考虑。因为该结构外形复杂,所以 风压根据风向的不同而有所改变。
桁架结构PPT课件
简支型简单桁架
2、联合桁架—由简单桁架按基本组成规则构成桁架 3、复杂桁架—非上述两种方式组成的静定桁架
一、节点法
以各个节点为研究对象的求解方法，称节点法
隔离体只包含一个节点时，隔离体上受到的是平面汇交 力系，应用两个独立的投影方程求解，固一般应先截取只包 含两个未知轴力杆件的节点。
F
F
注意：
• 只要是能靠二元体的方式扩大的结构，就可用 节点法求出全部杆内力
[例]
平衡必计摩擦
摩擦的类别：
滑动摩擦——由于物体间相对滑动或有相 ★ 对滑动趋势引起的摩擦。
滚动摩擦——由于物体间相对滚动或有相 对滚动趋势引起的摩擦。
3.6.1 滑动摩擦
当两个相互接触的物体具有相对滑动或相对滑动 趋势时，彼此间产生的阻碍相对滑动或相对滑动趋势 的力，称为滑动摩擦力。摩擦力作用于相互接触处， 其方向与相对滑动的趋势或相对滑动的方向相反，它 的大小根据主动力作用的不同，可以分为三种情况， 即静滑动摩擦力、最大静滑动摩擦力和动滑动摩擦力。
②计算：
tgm
Fmax N
f N N
f
自锁现象
(1)如果作用于物块的全部 主动力的合力FR的作用线在
摩擦角f之内，则无论这个
力怎样大，物块必保持静止。 这种现象称为自锁现象。因 为在这种情况下，主动力的
合力FR与法线间的夹角q < f，因此， FR和全约束反力
FRA 必 能 满 足 二 力 平 衡 条 件 ，
等截面直杆 ——等直杆
目录
4.3 杆件的受力与变形形式
杆件变形形式
轴向拉伸（或压缩）、剪切、扭转、弯曲、组合 变形
一、拉伸（或压缩）：由大小相等、方向相反、作用线 与杆件轴线重合的一对外力引起。使杆件产生轴向伸长 （或压缩）变形。
钢结构钢桁架 ppt课件
第四节 桁架的杆件设计
原则：
1、在面积A相等情况下，优先选用肢宽而薄的角钢
lx
（增加截面回转半径）
2、型钢规格不宜过多
3、受力很小或不受力杆件，按容许长细比
或构造要求决定截面尺寸
ppt课件
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y1
四、截面选择 杆件的填板
第五章 钢桁架
第四节 桁架的杆件设计
作用：保证两角钢共同工作
1、压杆在桁架平面外计算长度范围内，至少设置两块填板
（人群荷载，不与雪荷载同时考虑，取两者中较大值）
ppt课件
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第五章 钢桁架
一、桁架的荷载 荷载组合：
第四节 桁架的杆件设 计
1、全跨荷载：全跨永久荷载＋全跨可变荷载
lx
2、半跨荷载：全跨永久荷载＋半跨可变荷载
（考虑部分斜腹杆在半跨荷载作用下会产生最大内力或出现内力变号）
3、全跨桁架、支撑、天窗架自重＋半跨檩条、屋面板自重 ＋半跨屋面活荷载（或半跨雪荷载）
第五章 钢桁架
第一节 概述
桁架用钢量比实腹梁少，结构自重较轻，刚度较大
ppt课件
1
第五章 钢桁架
ppt课件
2
第五章 钢桁架
按受力、截面形式、节点构造分 重型桁架 普通桁架 轻型桁架 薄壁型钢桁架
ppt课件
3
第五章 钢桁架
第二节 桁架的外形、尺寸和腹杆布置
一、桁架外形选择
原则：满足使用要求（屋面排水要求）
三、杆件计算长度
2、桁架平面外计算长度
lx
a. 弦杆
＝侧向支撑点的间距
横向水平支撑在交叉点与系杆无连接： ＝2 倍节间长度
横向水平支撑在交叉点与系杆连接 ：＝节间长度
ppt课件
原则：
1、在面积A相等情况下，优先选用肢宽而薄的角钢
lx
（增加截面回转半径）
2、型钢规格不宜过多
3、受力很小或不受力杆件，按容许长细比
或构造要求决定截面尺寸
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四、截面选择 杆件的填板
第五章 钢桁架
第四节 桁架的杆件设计
作用：保证两角钢共同工作
1、压杆在桁架平面外计算长度范围内，至少设置两块填板
（人群荷载，不与雪荷载同时考虑，取两者中较大值）
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第五章 钢桁架
一、桁架的荷载 荷载组合：
第四节 桁架的杆件设 计
1、全跨荷载：全跨永久荷载＋全跨可变荷载
lx
2、半跨荷载：全跨永久荷载＋半跨可变荷载
（考虑部分斜腹杆在半跨荷载作用下会产生最大内力或出现内力变号）
3、全跨桁架、支撑、天窗架自重＋半跨檩条、屋面板自重 ＋半跨屋面活荷载（或半跨雪荷载）
第五章 钢桁架
第一节 概述
桁架用钢量比实腹梁少，结构自重较轻，刚度较大
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第五章 钢桁架
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第五章 钢桁架
按受力、截面形式、节点构造分 重型桁架 普通桁架 轻型桁架 薄壁型钢桁架
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第五章 钢桁架
第二节 桁架的外形、尺寸和腹杆布置
一、桁架外形选择
原则：满足使用要求（屋面排水要求）
三、杆件计算长度
2、桁架平面外计算长度
lx
a. 弦杆
＝侧向支撑点的间距
横向水平支撑在交叉点与系杆无连接： ＝2 倍节间长度
横向水平支撑在交叉点与系杆连接 ：＝节间长度
ppt课件
第二章 桁架结构精品PPT课件
第二章 桁架结构
4.轻型钢屋架： 三角形、三角拱、梭形屋架三种。 轻型钢采用高强钢材质量轻、截面小。 三角形相似于普通钢屋架。 三角拱由两要斜梁一根拉杆组成梭形，取材方面，
截面重心低空间刚度好，可不设支撑。 由于腹杆不能受压，不能设置水平支撑和垂直支
撑，因此侧向刚度小，适用跨度为18米以下，高跨比 为1/9-1/12。
§2–1 桁架结构特点
一、概念 1、桁架的形成 由梁式结构发展产生的。（格构梁）
第二章 桁架结构
矩形截面简支梁，受 弯，应力图上压下拉三 角形。以上下边缘应力 达到强度为极限状态。
靠近中和轴的材料 未充分利用，挖去一部 分，形成工字形截面， 翼缘抗弯，腹板抗剪。
第二章 桁架结构
继续将腹板的材料 挖
第二章 桁架结构
三、受力与变形
1、受力 1）简支梁在外力作用下，产生弯矩和剪力，在其
截面上产生正应力和剪应力，但其分布极不均匀， 若以下边缘处材料强度作为控制值，中间部分材料 不能充分发挥作用。
且分布在上下边缘处材料剪力为0不能充分发挥 其抗剪作用。因此，将中间部分挖空可减轻自重、 节省材料，纵截面与横截面都可以进行这种改变， 当大幅度挖空后，中间只剩几根截面很小的连杆时， 形成桁架。
第二章 桁架结构
4）折线形桁架 便于施工制作，将上弦各节点与弯矩图重合，在
之间取直线，上下弦杆内各节间轴力基本相等。 5）梯形桁架
介于矩形和三角形之间 有缓坡(接近矩形)与陡坡(接近三角形)之分。 腹杆受力、弦杆受力情况，介于矩形、三角形之 间 其中受力最为合理的为3和4。
第二章 桁架结构
第二章 桁架结构
第二章 桁架结构
5.砼屋架 屋架形式多样，各项受力强度高，防腐蚀性能好。 屋架适用跨度为15-24m，预应力砼屋架适用跨度
《桁架结构》PPT课件
屋架、无斜腹杆屋架或刚接屋架、立体屋 架等。
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一、木屋架
建 筑
常用的木屋架是方木或原木齿连接的豪式木屋架，一 般分为三角形（图a）和梯形（图b）两种，大多在工 地上用手工制作。
结
豪式木屋架的节间长度控制在2～3m的范围内为宜，一
构 选
般为4～8节间，适用跨度为12～18m。当屋架跨度不大 时，上弦杆可用整根木料，当屋架跨度较大，上弦杆 需做接头时，四接头位置应尽量靠近节点，避免承受
外形而定，对于三角形屋架，其跨度一般
为12～18m，对于梯形、折线形等多边形
屋架，其跨度可为18～24m。
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三、钢屋架
建
钢屋架的形式主要有三角形屋架、梯形屋架、矩形（
筑
平行弦）屋架等，为改善上弦杆的受力情况，常采用再
结
分式腹杆的形式，如图3-9b所示。 三角形屋架一般用于屋面坡度较大的屋盖结构中，当
计算中均将桁架结构节点按铰接处理。
9
建
筑
结
构
选
a)
型
b)
c)
图为桁架结构的节点 a）木桁架节点；b）钢桁架节点；c）钢筋混凝土桁架节点
10
将节点间化成铰接点后，为保证各杆仅承受轴力，
建
还必须满足假定3的要求，即桁架结构仅受到节点荷
筑
载的作用。对于桁架上直接搁置的屋面板的结构，当
结
屋面板的宽度和桁架上弦的节间长度不等时，上弦将 受到节间荷载的作用并产生弯矩；或对下弦承受吊顶
选 梁和一根拉杆组成，斜梁有平面桁架式和空间桁架式两种，
型
如图所示，拉杆可用于圆钢或角钢。这种屋架的特点是杆 件受力合理，斜梁腹杆短，取材方便，经济效果好。三角
钢桁架及屋盖结构PPT课件
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1
1
3
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屋盖支撑作用示意图
1—屋架；2—檩条；3—横向支撑；4—纵向支撑
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屋盖支撑的类型和布置
屋盖支撑的主要作用是：承受屋盖在安装和使用过程中
可出现的纵向水平力，如山墙的水平风力、悬挂吊车
的纵向水平制Leabharlann 力、安装时可能产生的垂直于屋架平面的水平力，以及纵向地震作用等；作为屋架弦杆的
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第16页/共32页
2. 节点的构造和计算
节点设计首先应按各杆件的截面形式确定节点的构造形
式，根据腹板内力确定连接焊缝的焊脚尺寸和焊缝长
度，然后按所需的焊缝长度和杆件之间的空隙，适当
考虑制造装配误差，确定节点板的合理形状和尺寸，
最后验算弦杆和节点板的连接焊缝。桁架杆件与节点
板间的连接，通常采用角焊缝连接形式，对角钢杆件
支撑确定，一般取纵向水平支撑节点与系杆或系杆与
系杆间 l0y l 的距离。弦杆对腹板在屋架平面外的约束作用
7
第7页/共32页
(3) 在斜平面内的计算长度。单面连接的单角钢腹杆及双角钢组成的十字形截面腹
杆，因截面的两主轴均不在屋架平面内，故当杆件绕最小主轴失稳时，将发生
在斜平面内，情形介于屋架平面内和屋架平面外两者之间，杆件两端的节点具
屋盖垂直支撑也视为一平行弦桁架，可采用交叉腹杆或V形、W形腹杆。
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第23页/共32页
檩条、拉条和撑杆
檩条应与屋架上的檩托可靠连接，檩托是由焊接在屋架上的短角钢制成，檩条与 檩托一般用普通螺栓连接，槽钢檩条的槽口宜朝向屋脊以利于安装；角钢和S形 薄壁型钢檩条的肢尖均应朝向屋脊。
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屋盖支撑作用示意图
1—屋架；2—檩条；3—横向支撑；4—纵向支撑
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屋盖支撑的类型和布置
屋盖支撑的主要作用是：承受屋盖在安装和使用过程中
可出现的纵向水平力，如山墙的水平风力、悬挂吊车
的纵向水平制Leabharlann 力、安装时可能产生的垂直于屋架平面的水平力，以及纵向地震作用等；作为屋架弦杆的
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2. 节点的构造和计算
节点设计首先应按各杆件的截面形式确定节点的构造形
式，根据腹板内力确定连接焊缝的焊脚尺寸和焊缝长
度，然后按所需的焊缝长度和杆件之间的空隙，适当
考虑制造装配误差，确定节点板的合理形状和尺寸，
最后验算弦杆和节点板的连接焊缝。桁架杆件与节点
板间的连接，通常采用角焊缝连接形式，对角钢杆件
支撑确定，一般取纵向水平支撑节点与系杆或系杆与
系杆间 l0y l 的距离。弦杆对腹板在屋架平面外的约束作用
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(3) 在斜平面内的计算长度。单面连接的单角钢腹杆及双角钢组成的十字形截面腹
杆，因截面的两主轴均不在屋架平面内，故当杆件绕最小主轴失稳时，将发生
在斜平面内，情形介于屋架平面内和屋架平面外两者之间，杆件两端的节点具
屋盖垂直支撑也视为一平行弦桁架，可采用交叉腹杆或V形、W形腹杆。
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檩条、拉条和撑杆
檩条应与屋架上的檩托可靠连接，檩托是由焊接在屋架上的短角钢制成，檩条与 檩托一般用普通螺栓连接，槽钢檩条的槽口宜朝向屋脊以利于安装；角钢和S形 薄壁型钢檩条的肢尖均应朝向屋脊。
桁架结构设计ppt课件
2.5.5
组合结构的计算
8 kN
I
组合结构——由链杆和受弯杆件混合组成的结构。 12 G E 4m
I
A FN图(kN) 5 kN
4 -6 F 6 12
M图(kN . m)
B m 4m 3 kN
C -6
D 4m 2m 2m
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
0
-33 34.8 19 -8
-33
19
0
-33 34.8 19 -8
-33 -5.4 37.5 19
-8 kN
Y CD 0 .75 DE X CE 0 .5 DE
0
-33 34.8 19 -8
-33
-33 -8
-33 34.8 19
-5.4 -5.4 37.5
小结：
• 以结点作为平衡对象，结点承受汇交力 系作用。 • 按与“组成顺序相反”的原则，逐次建 立各结点的平衡方程，则桁架各结点未 知内力数目一定不超过独立平衡方程数。 • 由结点平衡方程求得桁架各杆内力。
在用结点法进行计算时，注意以下三点， 可使计算过程得到简化。
1. 对称性的利用
如果结构的杆件轴线对某轴（空间桁架为 某面）对称，结构的支座也对同一条轴对 称的静定结构，则该结构称为对称结构 （symmetrical structure）。
对称结构在对称或反对称的荷载作用下， 结构的内力和变形（也称为反应）必然对称 或反对称，这称为对称性（symmetry）。
弦杆 下弦杆
上弦杆
斜杆
竖杆
腹杆 桁高
d 节间 跨度
• 经抽象简化后，杆轴交于一点，且“只 受结点荷载作用的直杆、铰结体系”的 工程结构. • 特性：只有轴力，而没有弯矩和剪力。 轴力又称为主内力（primary internal forces）。
(完整word版)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。
钢桁架结构ppt
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管桁架结构节点与破坏形式
➢ 钢管构件的接长或连接接头宜采用对接焊 缝连接。
76
管桁架结构组成
➢ 单榀管桁架由上弦杆、下弦杆和腹杆组成。 ➢ 管桁架结构一般由主桁架、次桁架、系杆
和支座共同组成。
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管桁架结构优点和局限性
➢ 优点： （1）节点形式简单 （2）刚度大，几何特性好 （3）施工简单 （4）有利于防锈和清洁维护 （5）圆管截面的管桁架结构流体动力特性好 ➢ 局限性： （1）材料强度不能充分发挥，用钢量大 （2）相贯节点的加工与放样复杂 （3）焊接质量要求高，且工作量大
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管桁架结构节点与破坏形式
➢ 为保证相贯节点连接的可靠性，应遵循相 贯构造要求（参P264）.
➢ 管桁架钢管构件在承受较大横向荷载的部 位，其工作情况较为不利，应采取适当的 加强措施，以防止产生过大的局部变形。
➢ 节点的加强要针对具体的破坏模式，主要 有：主管壁加厚、主管上加套管、加垫板、 加节点板及主管加肋环或内隔板等多种方 法。
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钢管材料的试验
➢ 钢管的取样方法 ➢ 试样切取方法 （1）拉伸试样 （2）冲击试样 （3）压扁试样 ➢ 试验方法
83
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管桁架结构图纸识图
➢ 钢管相贯点处焊缝可能会有对接焊缝和角 焊缝等多种焊缝形式。
85
钢结构工程施工
主讲：
钢结构
1
管桁架结构
2
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管桁架结构节点与破坏形式
➢ 钢管构件的接长或连接接头宜采用对接焊 缝连接。
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管桁架结构组成
➢ 单榀管桁架由上弦杆、下弦杆和腹杆组成。 ➢ 管桁架结构一般由主桁架、次桁架、系杆
和支座共同组成。
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管桁架结构优点和局限性
➢ 优点： （1）节点形式简单 （2）刚度大，几何特性好 （3）施工简单 （4）有利于防锈和清洁维护 （5）圆管截面的管桁架结构流体动力特性好 ➢ 局限性： （1）材料强度不能充分发挥，用钢量大 （2）相贯节点的加工与放样复杂 （3）焊接质量要求高，且工作量大
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管桁架结构节点与破坏形式
➢ 为保证相贯节点连接的可靠性，应遵循相 贯构造要求（参P264）.
➢ 管桁架钢管构件在承受较大横向荷载的部 位，其工作情况较为不利，应采取适当的 加强措施，以防止产生过大的局部变形。
➢ 节点的加强要针对具体的破坏模式，主要 有：主管壁加厚、主管上加套管、加垫板、 加节点板及主管加肋环或内隔板等多种方 法。
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钢管材料的试验
➢ 钢管的取样方法 ➢ 试样切取方法 （1）拉伸试样 （2）冲击试样 （3）压扁试样 ➢ 试验方法
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管桁架结构图纸识图
➢ 钢管相贯点处焊缝可能会有对接焊缝和角 焊缝等多种焊缝形式。
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钢结构工程施工
主讲：
钢结构
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桁架结构PPT课件
7.3.6 钢筋混凝土-钢组合屋架
➢ 为了合理地发挥材料的作用，屋架的上弦和受压腹杆可 采用钢筋混凝土杆件，下弦及受拉腹杆可采用钢拉杆， 这种屋架称为钢筋混凝土-钢组合屋架。
➢ 常用的组合屋架有折线形组合屋架、下撑式五角形组合 屋架以及三铰组合屋架、两铰组合屋架等。
•34
7.3.7 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。屋面板与屋架共同工 作，屋盖结构传力简捷、整体性好，减少了屋盖构件， 节省钢材和水泥，结构自重轻，经济指标较好。
➢ 1、屋架的节间大小均匀，屋架的杆件内力突变不大， 比较均匀。
➢ 2、这种型式屋架的腹杆长度与杆件内力的变化相一致， 两者协调而不矛盾。
➢ 3、木屋架的节点采用齿联结。这种屋架节点上相交的 杆件不多，为齿联结提供了可能性。
•17
➢
豪式木屋架的适用跨度为9～21m，最经济跨度
为9～15m。豪式木屋架的节间数目主要考虑节间长度要
➢
➢ 式中 N y 力；
Ny V0
－斜腹杆的竖向分力和竖腹杆的轴
➢
V －简支梁相应于屋架节间的剪力。
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•14
➢ 桁架杆件内力与桁架形式的关系如下： ➢ ①平行弦桁架的杆件内力是不均匀的，弦杆内
力是两端小而向中间逐渐增大，腹杆内力由中 间向两端增大； ➢ ②三角形桁架的杆件内力分布也是不均匀的， 弦杆的内力是由中间向两端逐渐增大，腹杆内 力由两端向中间逐渐增大； ➢ ③折线形桁架的杆件内力分布大致均匀，从力 学角度看，它是比较好的屋架形式，因为它的 形状与同跨度同荷载的简支梁的弯矩图形相似， 其形状符合内力变化的规律，比较经济。
第2章 桁架结构
Βιβλιοθήκη ❖ 2.2.6 混凝土屋架
• 为了合理地发挥材料的作用，屋架的上弦和受压腹杆可采用钢 筋混凝土杆件，下弦及受拉腹杆可采用钢拉杆，这种屋架称为 钢筋混凝土-钢组合屋架。
• 常用的组合屋架有折线形屋架（12～18m）、三铰屋架、两铰屋架 等。桥式屋架是将屋面板与屋架合二为一的结构体系。
2.3 屋架结构的选型与布置
❖ 2.3.4 屋架结构的支撑
• 包括设置在屋架之间的垂直支撑、水平系杆以及设置在上下弦 平面内的横向支撑和通常设置在下弦平面内的纵向水平支撑。
• 垂直支撑和水平系杆是为了保证侧向稳定性。
• 上弦横向支撑为了增强屋盖的整体性和屋架上弦的侧向稳定性。
• 下弦纵向水平支撑是为了增强屋盖的空间刚度，增强排架的 空间工作性能。
❖ 2.3.1 屋架结构的几何尺寸：矢高、坡度、节间距
• 1、矢高：直接影响结构的刚度与经济指标。一般矢高可取跨 度的1/10-1/5。
• 2、坡度：上弦坡度的确定应与屋面防水构造相适应。瓦类屋面时, 一般不小于1/3。大型屋面板做卷材防水时, 一般为1/8-l/12。
• 3、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。
• 抛物线形（折线形）桁架的杆件 内力较为均匀，其外形与简支梁 弯矩图相似，受力较为合理，结 构形式较为理想，故经济性较好。
❖ 2.1.3 桁架外形与内力的关系
• 斜腹杆的布置方向对腹杆受力的符号 (拉或压)有直接关系。 • 矩形（梯形）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。 • 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。
• 设计上通常的规定是：跨度6～9m时，采用四节间；跨度9～12m 时，采用六节间；跨度12～15m时，采用八节间。
• 为了合理地发挥材料的作用，屋架的上弦和受压腹杆可采用钢 筋混凝土杆件，下弦及受拉腹杆可采用钢拉杆，这种屋架称为 钢筋混凝土-钢组合屋架。
• 常用的组合屋架有折线形屋架（12～18m）、三铰屋架、两铰屋架 等。桥式屋架是将屋面板与屋架合二为一的结构体系。
2.3 屋架结构的选型与布置
❖ 2.3.4 屋架结构的支撑
• 包括设置在屋架之间的垂直支撑、水平系杆以及设置在上下弦 平面内的横向支撑和通常设置在下弦平面内的纵向水平支撑。
• 垂直支撑和水平系杆是为了保证侧向稳定性。
• 上弦横向支撑为了增强屋盖的整体性和屋架上弦的侧向稳定性。
• 下弦纵向水平支撑是为了增强屋盖的空间刚度，增强排架的 空间工作性能。
❖ 2.3.1 屋架结构的几何尺寸：矢高、坡度、节间距
• 1、矢高：直接影响结构的刚度与经济指标。一般矢高可取跨 度的1/10-1/5。
• 2、坡度：上弦坡度的确定应与屋面防水构造相适应。瓦类屋面时, 一般不小于1/3。大型屋面板做卷材防水时, 一般为1/8-l/12。
• 3、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。
• 抛物线形（折线形）桁架的杆件 内力较为均匀，其外形与简支梁 弯矩图相似，受力较为合理，结 构形式较为理想，故经济性较好。
❖ 2.1.3 桁架外形与内力的关系
• 斜腹杆的布置方向对腹杆受力的符号 (拉或压)有直接关系。 • 矩形（梯形）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。 • 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。
• 设计上通常的规定是：跨度6～9m时，采用四节间；跨度9～12m 时，采用六节间；跨度12～15m时，采用八节间。
08排架结构体系(桁架).ppt
常采用钢结构屋顶。
2 钢排架及混合排架
缺点：
高温环境，钢材的强度将受到影响，
一般在300oC以下影响不大，而超过300oC以后， 钢材的屈服点及极限强度均开始下降，当达到 600oC时，强度几近为零。
防火等级不能满足二级要求（屋顶承重结构 为非燃烧体，耐火极限0.5小时)；
不能耐受酸气腐蚀， 不宜用于湿度较大的环境； 易失稳，应注意设置支撑系统。
2桁架结构计算的假定
基本假定
2. 桁架的杆间与杆件相连接的节点均为铰接节点。 是桁架结构简化计算模型的关键。 在实际房屋建筑工程中，真正采用铰接节点的桁架
是极少的。
木材常采用榫接，与铰接的力学要求较为接近； 钢材常用铆接或焊接，节点可传递一定地弯矩； 钢筋混凝土的节点构造则往往采用刚性连接。
桁架的组成
上弦， 下弦， 竖腹杆， 斜腹杆，
桁架的实质
利用梁的截面几何特征的有利因素，即利用 了构件截面的惯性矩和抵抗矩增大的同时， 截面面积反而可以减小。
“即以最小截面面积作最大限度的扩展”。
1桁架的形成
桁架的受力特点
各杆件单元均为轴向受压（受拉）构件。
外荷载所产生的弯矩由上弦下弦形成的力偶 来平衡；上弦受压，下弦受拉；
桁架结构受压的上弦平面外稳定性差，难以 抵抗房屋纵向的侧向力，需要设置支撑。
一般房屋纵向的侧向力并不大，但支撑很多， 都按构造（长细比）要求确定截面，故耗钢 量不少却未能材尽其用。
8.3.1 桁架结构的受力特点
1 桁架的形成 2 桁架结构计算的假定 3 桁架结构的内力
1桁架的形成
从梁结构截面应力的分布情况来看，单跨简支 梁受荷后的截面应力分布为压区三角形和拉区 三角形，中和轴处应力为零，离中和轴越近应 力越小
2 钢排架及混合排架
缺点：
高温环境，钢材的强度将受到影响，
一般在300oC以下影响不大，而超过300oC以后， 钢材的屈服点及极限强度均开始下降，当达到 600oC时，强度几近为零。
防火等级不能满足二级要求（屋顶承重结构 为非燃烧体，耐火极限0.5小时)；
不能耐受酸气腐蚀， 不宜用于湿度较大的环境； 易失稳，应注意设置支撑系统。
2桁架结构计算的假定
基本假定
2. 桁架的杆间与杆件相连接的节点均为铰接节点。 是桁架结构简化计算模型的关键。 在实际房屋建筑工程中，真正采用铰接节点的桁架
是极少的。
木材常采用榫接，与铰接的力学要求较为接近； 钢材常用铆接或焊接，节点可传递一定地弯矩； 钢筋混凝土的节点构造则往往采用刚性连接。
桁架的组成
上弦， 下弦， 竖腹杆， 斜腹杆，
桁架的实质
利用梁的截面几何特征的有利因素，即利用 了构件截面的惯性矩和抵抗矩增大的同时， 截面面积反而可以减小。
“即以最小截面面积作最大限度的扩展”。
1桁架的形成
桁架的受力特点
各杆件单元均为轴向受压（受拉）构件。
外荷载所产生的弯矩由上弦下弦形成的力偶 来平衡；上弦受压，下弦受拉；
桁架结构受压的上弦平面外稳定性差，难以 抵抗房屋纵向的侧向力，需要设置支撑。
一般房屋纵向的侧向力并不大，但支撑很多， 都按构造（长细比）要求确定截面，故耗钢 量不少却未能材尽其用。
8.3.1 桁架结构的受力特点
1 桁架的形成 2 桁架结构计算的假定 3 桁架结构的内力
1桁架的形成
从梁结构截面应力的分布情况来看，单跨简支 梁受荷后的截面应力分布为压区三角形和拉区 三角形，中和轴处应力为零，离中和轴越近应 力越小
桁架结构分析与实例PPT课件
第9页/共63页
桁架的演变历史
巴黎的万国博览会大厅，1867年 建成。建筑师 为Leopold Hardy， Jean－Baptiste Krantz
第10页/共63页
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。
第1页/共63页
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。
上弦杆
下弦杆
斜腹杆 桁架示意图
第2页/共63页
竖杆
概述
• 在房屋建筑中，桁架常用来作为屋盖承重结构，这时称为屋架。现今，桁架结构已经发展起多种多样的形 式，不仅局限于屋架，在一些大跨度结构、高层建筑、桥梁中都有非常广泛的应用。
19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2025252540254545757560a三角形行架平行弦桁架柏式抛物线形桁架三角形桁架21按腹杆布置不同分类三角形腹杆系即华伦式桁架带竖杆的三角形腹杆系半斜杆腹系如k式桁架组合腹系亦称再分式桁架22k式桁架再分式桁架23按桁架几何组成方式分类简单桁架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复杂桁架不同于前两种的其它静定桁架24联合桁架复杂桁架2526按所受水平推力分类无推力的梁式桁架与相应的实体梁结构比较掏空率大上下弦杆联合抗弯腹杆主要抗剪受力合理用材经济有推力的拱式桁架拱圈与拱上结构联为一体整体性好便于施工跨越能力强节省钢材料27伸臂梁式桁架悬臂梁式桁架拱式桁架28按结构受力特点分类桥式屋架无斜腹杆屋架刚接桁架立体桁架29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常用的木屋架是方木或原木齿接的豪式木屋架31322020193334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35由于钢屋架承载力高自重轻适用于跨度大的屋安装施工方便
桁架的演变历史
巴黎的万国博览会大厅，1867年 建成。建筑师 为Leopold Hardy， Jean－Baptiste Krantz
第10页/共63页
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。
第1页/共63页
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。
上弦杆
下弦杆
斜腹杆 桁架示意图
第2页/共63页
竖杆
概述
• 在房屋建筑中，桁架常用来作为屋盖承重结构，这时称为屋架。现今，桁架结构已经发展起多种多样的形 式，不仅局限于屋架，在一些大跨度结构、高层建筑、桥梁中都有非常广泛的应用。
19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2025252540254545757560a三角形行架平行弦桁架柏式抛物线形桁架三角形桁架21按腹杆布置不同分类三角形腹杆系即华伦式桁架带竖杆的三角形腹杆系半斜杆腹系如k式桁架组合腹系亦称再分式桁架22k式桁架再分式桁架23按桁架几何组成方式分类简单桁架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复杂桁架不同于前两种的其它静定桁架24联合桁架复杂桁架2526按所受水平推力分类无推力的梁式桁架与相应的实体梁结构比较掏空率大上下弦杆联合抗弯腹杆主要抗剪受力合理用材经济有推力的拱式桁架拱圈与拱上结构联为一体整体性好便于施工跨越能力强节省钢材料27伸臂梁式桁架悬臂梁式桁架拱式桁架28按结构受力特点分类桥式屋架无斜腹杆屋架刚接桁架立体桁架29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常用的木屋架是方木或原木齿接的豪式木屋架31322020193334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35由于钢屋架承载力高自重轻适用于跨度大的屋安装施工方便