第七专题平面桁架结构.docVIP

平面桁架结构 一、平面桁架的形式 1． 屋盖结构体系 屋盖分为无檩屋盖有檩屋盖。无檩屋盖一般用于预应力混凝土大型屋面板等重型屋面，将 屋面板直接放在屋架上。有檩屋盖常用于轻型屋面材料的情况。 2．屋架的形式 屋架外形常用的有三角形、梯形、平行弦和人字形等。 桁架外形应尽可能与其弯矩图接近，这样弦杆受力均匀，腹杆受力较小。腹杆的布置应尽 量用长杆受拉、短杆受压，腹杆的数目宜少，总长度要短，斜腹杆的倾角一般在 30°～ 60°之间，腹杆布置时应注意使荷载都作用在桁架的节点上。 （ 1）三角形桁架 三角形桁架适用于陡坡屋面（ i ＞1/3）的有檩屋盖体系，屋架通常与柱子只能铰接。弯矩图与三角形的外形相差悬殊，弦杆受力不均，支座处内力较大，跨中内力较小，弦杆的截面不能充分发挥作用。支座处上、下弦杆交角过小内力又较大，使支座节点构造复杂。 2）梯形桁架 梯形屋架适用于屋面坡度较为平缓的无檩屋盖体系，它与简支受弯构件的弯矩图形比较接 近，弦杆受力较为均匀。梯形屋架与柱的连接可以做成铰接也可以做成刚接。梯形屋架的中部 高度一般为（ 1/10～ 1/8） L，与柱刚接的梯形屋架，端部高度一般为（ 1/16～ 1/12）L，通常取 2.0～ 2.5m。与柱铰接的梯形屋架，端部高度可按跨中经济高度和上弦坡度决定。 3）人字形桁架 人字形屋架的上、下弦可以是平行的，坡度为 1/20～ 1/10，节点构造较为统一；也可以上、 下弦具有不同坡度或者下弦有一部分水平段，以改善屋架受力情况。人字形屋架因中高度一般 2.0～ 2.5m，跨度大于 36m时可取较大高度但不宜超过 3m；端部高度一般为跨度的 1/18～ 1/12。 4） 平行弦桁架 平行弦桁架在构造方面有突出的优点，弦杆及腹杆分别等长、节点形式相同、能保证桁架 的杆件重复率最大，且可使节点构造形式统一，便于制作工业化。 3．托架形式 支承中间屋架的桁架称为托架，托架一般采用平行弦桁架，其腹杆采用带竖杆的人字形体 系。托架高度般取跨度的 1/5～ 1/10，托架的节间长度一般为 2m或 3m。 二、屋盖支撑 1 平面屋架在屋架平面外的刚度和稳定性很差，不能承受水平荷载。因此，为使屋架结构有 足够的空间刚度和稳定性，必须在屋架间设置支撑系统。 图1 屋盖支撑示意图 1．支撑的作用 ①保证结构的空间整体作用 仅由平面桁架、檩条及屋面材料组成的屋盖结构，是一个不稳定的体系，如果将某些屋架 在适当部位用支撑连系起来，成为稳定的空间体系，其余屋架再由檩条或其他构件连接在这个 空间稳定体系上，就保证了整个屋盖结构的稳定。 ②避免压杆侧向失稳，防止拉杆产生过大的振动 支撑可作为屋架弦杆的侧向支撑点，减小弦杆在屋架平面外的计算长度。 ③承担和传递水平荷载（如风荷载、悬挂吊车水平荷载和地震荷载等） 。 ④保证结构安装时的稳定与方便 屋盖的安装首先用支撑将两相邻屋架连系起来组成一个基本空间稳定体，在此基础上即可 顺序进行其他构件的安装。 2．支撑的布置 屋盖支撑系统可分为：横向水平支撑、纵向水平支撑、垂直支撑和系杆。 ①上弦横向水平支撑 通常情况下屋架上弦应设置横向水平支撑。横向水平支撑一般应设置在房屋两端或纵向温度区段两端。有时可将屋架的横向水平支撑布置在第二个柱间，但在第一个柱间要设置刚性系 杆以支持端屋架和传递端墙风力。两道横向水平支撑间的距离不宜大于 60m。 ②下弦横向水平支撑 当屋架间距 12m 时，尚应在屋架下弦设置横向水平支撑，但当屋架跨度比较小（ 18m）又无吊车或其他振动设备时，可不设下弦横向水平支撑。 下弦横向水平支撑一般和上弦横向水平支撑布置在同一柱间以形成空间稳定体系的基本组成部分。 当屋架间距≥ 12m时，可不必设置下弦横向水平支撑，但上弦支撑应适当加强，并应用隅撑或系杆对屋架下弦侧向加以支承。 2 屋架间距≥ 18m时，宜设置纵向次桁架。 当房屋较高、跨度较大、空间刚度要求较高时，设有支承中间屋架的托架，或设有重级或 大吨位的中级工作制桥式吊车等较大振动设备时， 均应在屋架端节间平面内设置纵向水平支撑。 屋架间距 12m 时，纵向水平支撑通常布置在屋架下弦平面。 屋架间距≥ 12m时，纵向水平支撑宜布置在屋架的上弦平面内。 ④垂直支撑 屋架的垂直支撑应与上、下弦横向水平支撑设置在同一柱间。 三角形屋架的垂直支撑， 当屋架跨度≤ 18m时，可仅在跨度中央设置一道； 当跨度 18m 时， 宜设置两道（在跨度 1/3左右处各一道） 。 梯形屋架、人字形屋架或其他端部有一定高度的多边形屋架，必须在屋架端部设置垂直支 撑，此外，尚应按下列条件设置中部的垂直支撑：当屋架跨度≤ 30m时，可仅在屋架跨中布置 一道垂直支撑；当跨度 30m时，则应在跨度 1/3左右的竖杆平面内各设一道垂直支撑。