桁架结构 2.pptVIP

第7章 桁架结构;;;;;;;7.1 桁架结构的特点;;7.1.2桁架结构的特点;7.2 桁架外形与内力的关系;;7.2.2桁架结构的内力;1、弦杆的内力 上弦杆受压，下弦杆受拉，其轴力由力矩平衡方程式得出(矩心取在屋架节点) (负值表示上弦杆受压，正值表示下弦杆受拉) 式中 －简支梁相应于屋架各节点处的截面弯矩； －屋架高度。 ;;;;;;7.3 屋架结构的型式与屋架材料;7.3.1 木屋架;;;7.3.2钢屋架;;梯形屋架是由双梯形合并而成，它的外形和荷载引起的弯矩图形比较接近，因而弦杆内力沿跨度分布比较均匀，材料比较经济。这种屋架在支座处有一定的高度，既可与钢筋混凝土柱铰接，也可与钢柱做成固接，因而是目前采用无檩设计的工业厂房屋盖中应用最广泛的一种屋架形式。 梯形屋架的上弦坡度较小，对炎热地区和高温车间可以避免或减少油毡下滑和油膏的流淌现象，同时屋面的施工、修理、清灰等均较方便。另外，屋架之间形成较大的空间，便于管道和人穿行，因此影剧院的舞台和观众厅的屋顶也常采用梯形屋架。;;;; 7.3.3钢-木组合屋架 ;7.3.4轻型钢屋架;芬克式轻钢屋架的特点是长杆受拉，短杆受压，受力比较合理，制作也方便。内力分析方法与普通钢屋架类似。 三铰拱式屋架由两根斜梁和一根水平拉杆组成，斜梁为压弯杆件，一般采用刚度较好的桁架式，可以是平面桁架式，也可以是空间桁架式。这种屋架的特点是杆件受力合理、斜梁腹杆短、取材方便，不论选用小角钢或圆钢都可获得好的经济效果。;;7.3.5钢筋混凝土屋架;;;;拱形屋架上弦为曲线形，一般采用抛物线形，为制作方便，也可采用折线形，但应使折线的节点落在抛物线上。拱形屋架外形合理，杆件内力均匀，自重轻，经济指标较好。但屋架端部屋面坡度太陡，这时可在上弦上部加设短柱而不改变屋面坡度，使之适合于卷材防水。拱形屋架高跨比一般为1／6～1／8。;7.3.6钢筋混凝土-钢组合屋架;;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，顶节点为刚接(两铰组合屋架)或铰接(三铰组合屋架)。这类屋架杆件少、杆件短、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。;7.3.7板状屋架;7.3.8桁架结构的其他型式;;;;2、无斜腹杆屋架 无斜腹杆屋架的特点是没有斜腹杆，结构造型简单，便于制作。这种屋架的综合技术经济指标较好。但对于无斜腹杆屋架，没有斜腹杆，仅有竖腹杆。这时若再把桁架节点简化为铰节点，则整个结构就成为一个几何可变的机构，所以必须采用刚节点的桁架，可按多次超静定结构计算，也可按拱结构计算，按拱结构计算时，上弦为拱，下弦为拱的拉杆。 ;;7.4 屋架结构的选型;1、跨度 柱网纵向轴线的间距就是屋架的标志跨度，以3m为模数。屋架的计算跨度是屋架两端支反力之间的距离。 通常情况取支座所在柱列轴线间的距离作为名义跨度。在屋架简支于钢筋混凝土柱的房屋中，规定各柱列轴线一般取：对边列柱取柱的外边线，对中列柱取柱的中线。 因此，当屋架简支于钢筋混凝土柱或砖柱上且柱网采用封闭结合时，考虑屋架支座处的构造尺寸，屋架的计算跨度一般可取 -(300～400mm)； 当屋架支承在钢筋混凝土柱上而柱网采用非封闭结合时，计算跨度取标志跨度， 。 ;2、高度 屋架的高度直接影响结构的刚度与经济指标。高度大、弦杆受力小，但腹杆长，长细比大、压杆易压曲，用料反而会增多。高度小，则弦杆受力大、截面大，且屋架刚度小、变形大。因此，屋架的高度不宜过大也不宜过小。 屋架的高度一般可取跨度的l／10～1／5。 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h0，再按照屋面坡度计算跨中高度。跨中屋架高度为h=h0+i/h0,式中i是屋架上弦杆的坡度。 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l／8～1／12。 ;;7.4.2屋架结构的选型;1、屋架结构的受力 从结构受力来看，抛物线形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，与抛物线形状的弯矩图最为接近，故力学性能较好。梯形屋架，既具有较好的力学性能，上下弦又均为直线，因此施工方便，故在大中跨建筑中被广泛应用。三角形屋架与矩形屋架因与抛物线形状的弯矩图相差较大，其力学性能较差。因此，三角形屋架一般仅适用于中小跨度，矩形屋架常用做托架或荷载较特殊情况下使用。 ;;;;7.4.3屋架结构的布置;;2、屋架的间距 屋架的间距由