桁架结构分析与实例ppt课件

矩，外荷载所产生的剪
力则由腹杆承受。材料
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得到充分的发挥。 15
桁架结构的特点
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桁架结构的特点
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桁架结构的特点
➢ 桁架结构的优缺点
优点： •受力合理 •计算简单 •施工方便 •适应性强
缺点： •结构高度大 •平面桁架的侧向刚度小（需要 设置支撑） •受压构件需要满足稳定性要求， 故不能材尽其用(结构选型时尽 量考虑）
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屋架的形式
+1 -0.5
+1 -1.5
-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
平行弦桁架（柏式）
三角形桁架
+1 +1.5
+3.0
-7.91
-6.32 -1.58
-4.74 -1.80
+7.5
1 +7.5
1 +6.0
1
1
-5.15
桁架结构
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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
竖杆
桁架示意图
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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。
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桁架结构计算假设
➢ 组成桁架的所有杆件均为直杆，所有杆件的中心线 （轴线）都在同一平面内（中心平面）。
➢ 桁架的杆件与杆件相连接的节点均为铰接节点。 ➢ 所有外力都作用在桁架的中心平面内，并集中作用
于节点上。
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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
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桁架的演变历史
图13.1.1朗式行架梁桥
朗式桁架桥
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桁架的演变历史
图13.1.2 豪式行架拱桥
豪式桁架拱桥
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桁架的演变历史
华伦式桁架
带竖杆华伦式桁架
带竖杆菱形桁架
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桁架的演变历史
E.Brandt 1876年出版的著作 《钢结构设计教程》中的桁 架梁
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屋架的形式
➢ 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
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木屋架
➢ 常用的木屋架是方木或原木齿接的豪式木屋架
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木屋架
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木屋架
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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
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）
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屋架的形式
伸臂梁式桁架 悬臂梁式桁架
拱式桁架
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屋架的形式
➢ 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
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桁架的演变历史
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巴黎的万国博览会大厅，1867年 建成。建筑师 为Leopold Hardy， Jean－Baptiste Krantz
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。
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桁架的演变历史
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屋架的形式
➢ 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）
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屋架的形式
联合桁架
复杂桁架
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屋架的形式
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屋架的形式
➢ 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，
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
精选ppt 巴黎的Galer des Machines
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桁架结构的特点
➢ 受力特点 从结构整体来说，桁架多应用于受弯构件，在外荷 载的作用下所产生的弯矩图和剪力图都与在简支梁 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。
➢ 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
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钢屋架
➢ 由于钢屋架承载力高，自重轻，适用于跨度大的屋 架。
➢ 安装、施工方便。
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钢屋架
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钢屋架拼装
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钢屋架拼装
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钢屋架拼装
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钢屋架拼装
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➢ 桁架结构包括了平面桁架结构和空间桁架结构。
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概述
➢ 桁架结构的应用范围： 工业与民用建筑的屋盖 吊车梁 桥梁 起重机 水工闸门 海洋平台 大跨度公共建筑结构
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桁架的演变历史
➢ 古罗马人曾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（拔拉雕 Palladio）开始采用木桁架 建桥，出现了朗式、汤式（斜交格栅）、豪式桁架。 英国最早的金属桁架建于1845年，是和汤式木桁架 相似的格构桁架，第二年又采用了三角形的华伦式 桁架 。现代桁架多由此衍生而来，如钢桁梁标准设 计中的带竖杆华伦式桁架和带竖杆的菱形（双三角 形）桁架
-4.75 0
-4.53 0
+1
+4.5
1 +4.5
1 +4.5
1
1
1
(a)三角形行架
抛物线形桁架
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屋架的形式
➢ 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）
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屋架的形式
K式桁架
再分式桁架
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桁架结构的特点
➢ 受力性能比较
简支梁在弯矩的作用下，
沿梁轴线的弯矩和剪力
的分布和截面内的正应
力和剪应力的分布极不
均匀。中间部分材料不
能充分发挥作用，一般
以上下边缘处材料的强
度作为ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ制。
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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
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钢屋架拼装
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钢屋架吊装
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钢屋架吊装
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轻型钢屋架
➢ 采用薄壁型钢、小型热轧型钢等轻型钢材的屋架 ➢ 主要有三角形屋架、三铰拱屋架、棱形屋架 ➢ 轻型屋架适用于小跨度、设置有起重量小于50t的中