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第三章 桁 架 结 构 第一节 概述 第二节 桁架结构的特点 第二节 屋架结构的形式和适用范围 第三节 桁架的构造 两铰或三铰组合屋架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（两铰组合屋架）或铰接（三铰组合屋架）。此类屋架杆件少、自重轻、受力明确、构造简单、施工方便，特别适用于农村地区的中小型建筑。屋面坡度，当采用卷材防水时为1/5，非卷材防水时为1/4。 桥式屋架是将屋面板与屋架合二为一的结构体系。常为钢筋混凝土结构，钢筋混凝土钢组合结构的桥式屋架。屋架结构的上弦为钢筋混凝土屋面板，下弦和腹杆可为钢筋，亦可为型钢。 第三节 桁架的选型与布置 一、桁架结构的主要尺寸 屋架结构的主要尺寸包括屋架的矢高、坡度、节间长。 1．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、易压弯，用料反而会增加。矢高小，则弦杆受力大、截面大、且屋架刚度小，变形大。因此，矢高不宜过大也不宜过小。屋架的矢高也要根据屋架的结构形式来定。一般矢高可取跨度的1/10～1/5。 2．坡度 屋架上弦坡度的确定应与屋面防水构造相适应，当采用瓦类屋面时，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1/8～1/12。 3．节间长度 屋架节间长度的大小与屋架的结构形式、材料及受荷条件有关。一般上弦受压，节间长度小些；下弦受拉，节间长度可大些。屋面荷载应直接作用在节点上，以优化杆件的受力状态。如当屋架上铺预制钢筋年混凝土大型屋面板时，因屋面板宽度为1.5m，故屋架上弦节间长度常取3m。当屋盖采用有檩体系时，因屋架上弦节间长度应与檩条间距一致。为减少屋架制作工作量，减少杆件与节点数目，节间长度可取大些。但节间杆长也不宜过大，一般在1.5～4m。 二、屋架结构的选型 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。 1．屋架结构的受力 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。折线形屋架，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。 2．屋面防水构造 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、折线形屋架或缓坡度梯形屋架。 3．材料的耐久性及使用环境 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，可提高屋架下弦的抗裂性，防止钢筋腐蚀。 4．屋架结构的跨度 跨度在18m以下时，可选用钢筋混凝土钢组合屋架；这种屋架构造简单、施工吊装凡方便，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，即可节省钢材，又可有效地控制裂缝宽度和挠度。对于跨度在36m以上的大跨度建筑或受到较大震动荷载作用的屋架，宜选用钢屋架，以减轻结构自重，提高结构的耐久性与可靠性。 三、屋架结构的布置 屋架结构的布置，包括屋架结构的跨度、间距、标高等，主要考虑建筑外观造型及建筑使用功能方面的要求来决定。对于矩形的建筑平面，一般采用等跨度、等间距、等标高布置的同一种类的屋架，以简化结构构造、方便结构施工。 1．屋架的跨度 屋架的跨度，一般以3m为模数。对于常用屋架形式的常用跨度，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，各榀屋架或桁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。 2．屋架的间距 屋架一般宜等间距平行排列，与房屋纵向柱列的间距一致，屋架直接搁置在柱顶。间距的大小除考虑建筑平面柱网布置的要求外，还要考虑屋面结构及吊顶构造的经济合理性。屋架的间距同时即为屋面板或檩条、吊顶龙骨的跨度，最常见的为6m，有时也有7.5m、9m、12m等。 3．屋架的支座 屋架支座的标高由建筑外形的要求确定，一般为在同层屋架的支座取同一