建筑結(jié)構(gòu)選型桁架結(jié)構(gòu)PPT學(xué)習(xí)教案

1、會計(jì)學(xué)1建筑結(jié)構(gòu)選型桁架結(jié)構(gòu)建筑結(jié)構(gòu)選型桁架結(jié)構(gòu)2021年10月16日星期六2第1頁/共85頁掏空的梁-桁架可以看成是從梁衍化而來13.1 桁架結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)二、桁架結(jié)構(gòu)的發(fā)展第2頁/共85頁2021年10月16日星期六4第3頁/共85頁2021年10月16日星期六5只受結(jié)點(diǎn)荷載作用的直桿鉸接體系三、桁架結(jié)構(gòu)計(jì)算的假定第4頁/共85頁2021年10月16日星期六6三、桁架結(jié)構(gòu)計(jì)算的假定第5頁/共85頁2021年10月16日星期六7第6頁/共85頁2021年10月16日星期六8第7頁/共85頁2021年10月16日星期六9桁架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力第8頁/共85頁2021年10月16日星期六10在一定荷載作用下

2、，桁架內(nèi)力分布與桁架的形式有關(guān)。假設(shè)在滿跨均載作用下6ahPPPPPPP1/ 平行弦桁架PPPPPPPM0圖幾種梁式桁架的受力比較：Q0圖第9頁/共85頁2021年10月16日星期六11斜桿內(nèi)力：PiRNQAahhii22下斜桿受拉AahhiiRPiNQ22上斜桿受壓豎桿內(nèi)力：符號與斜桿內(nèi)力符號相反分布規(guī)律：1、弦桿內(nèi)力由端點(diǎn)向中心遞增2、腹桿內(nèi)力由端點(diǎn)向中心遞減弦桿內(nèi)力：hMN0AiRPiN豎桿受壓PiRNAi)(1豎桿受拉第10頁/共85頁2021年10月16日星期六12平行弦桁架第11頁/共85頁2021年10月16日星期六132/ 三角形桁架6ahPPPPPPP弦桿內(nèi)力：ihMN0M0

3、 按拋物線遞增由于hi 的增長比M0的增長快，所以弦內(nèi)力由端點(diǎn)向中心遞減hi 按線性遞增斜桿內(nèi)力和豎桿內(nèi)力由端點(diǎn)向中心遞增；斜桿內(nèi)力符號和豎桿內(nèi)力符號相反；下斜桿受壓，上斜桿受拉腹桿內(nèi)力：分布規(guī)律： 與平行弦桁架內(nèi)力分布相反，符號規(guī)律相同第12頁/共85頁2021年10月16日星期六14第13頁/共85頁2021年10月16日星期六153/ 拋物線形桁架PPPPPPPM0圖6ahPPPPPPP結(jié)點(diǎn)位于)(xlxlfy24腹桿內(nèi)力為零，下弦桿內(nèi)力相同。上弦桿受壓，水平分量相等且等于下弦內(nèi)力（因?yàn)楹侠砉拜S）弦桿內(nèi)力：ihMN0M0 按拋物線遞增Hi 按拋物線遞增第14頁/共85頁2021年10月1

4、6日星期六16第15頁/共85頁2021年10月16日星期六17基于上述受力性能分析，在使用上 平行弦桁架內(nèi)力分布不均，但構(gòu)件規(guī)整，利于標(biāo)準(zhǔn)化，便于施工，宜用于跨度不大情況 拋物線桁架內(nèi)力分布均勻，腹桿輕，自重小，宜用于大跨結(jié)構(gòu)，但拋物線弦桿施工復(fù)雜。 三角形桁架內(nèi)力分布不均勻，支座處內(nèi)力最大，端結(jié)點(diǎn)交銳角構(gòu)造復(fù)雜，宜用于跨度小坡度大的屋蓋。第16頁/共85頁2021年10月16日星期六18斜腹桿的布置方向?qū)Ω箺U受力的影響：End第17頁/共85頁2021年10月16日星期六19第18頁/共85頁屋架結(jié)構(gòu)的型式 按使用材料：木屋架、鋼木組合屋架、鋼屋架、輕型鋼屋架、鋼筋混凝土屋架、預(yù)應(yīng)力混凝土

5、屋架、鋼筋混凝土鋼組合屋架等 按屋架外形：三角形屋架、梯形屋架、拋物線屋架、折線型屋架、平行弦屋架等 按受力特點(diǎn)：橋式屋架、無斜腹桿屋架（剛接桁架、空腹桁架）、立體桁架等第19頁/共85頁2021年10月16日星期六21第20頁/共85頁2021年10月16日星期六22第21頁/共85頁2021年10月16日星期六23第22頁/共85頁2021年10月16日星期六24 三角形屋架的內(nèi)力分布不均勻，支座處大而跨中小。一般適用于跨度在18m以內(nèi)的建筑中。三角形屋架的上弦坡度大，有利于屋面排水。 當(dāng)房屋跨度較大時，選用梯形屋架較為適宜。梯形屋架受力性能比三角形屋架合理，梯形屋架適用跨度為12l8m。

6、第23頁/共85頁2021年10月16日星期六25 鋼屋架的型式主要有三角形屋架、梯形屋架、平行弦屋架。有時為改善上弦桿的受力情況，可采用再分式腹桿的形式。第24頁/共85頁2021年10月16日星期六26第25頁/共85頁2021年10月16日星期六27第26頁/共85頁2021年10月16日星期六28 梯形屋架是由雙梯形合并而成，外形和荷載引起的彎短圖形接近，弦桿內(nèi)力沿跨度分布較均勻，材料較經(jīng)濟(jì)。 梯形屋架在支座處有一定的高度，既可與鋼筋混凝土柱接，也可與鋼柱做成固接。屋架中的腹桿體系，可采用人宇式、再分式和單斜桿式。第27頁/共85頁2021年10月16日星期六29 平行弦屋架的特點(diǎn)是桿

7、件規(guī)格化，節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造統(tǒng)一，便于制造，但弦桿內(nèi)力分布不均勻。 傾斜式平行弦屋架常用于單坡屋面的屋蓋；水平式平行弦屋架多用做托架。第28頁/共85頁2021年10月16日星期六30 鋼-木組合屋架的型式有豪式屋架、芬克式屋架、梯形屋架和下折式屋架。第29頁/共85頁2021年10月16日星期六31第30頁/共85頁2021年10月16日星期六32常用的三角形輕型鋼屋架為芬克式(圖)，其特點(diǎn)為長桿受拉，短桿受壓，結(jié)構(gòu)受力比較合理，制作亦方便，可以分為兩個運(yùn)輸單元。 三鉸拱屋架由兩根斜梁和一根拉桿組成，斜梁有平面桁架式和空間桁架式兩種(圖)，拉桿可用圓鋼或角鋼，這種屋架的特點(diǎn)是桿件受力合理，斜梁腹桿短

8、，取材方便，經(jīng)濟(jì)效果好。梭形屋架有平面桁架式和空間桁架式兩種，適用于跨度為915m，間距為34.2m的屋蓋體系。屋架的高跨比為1/91/12(圖)。 受力特點(diǎn)：第31頁/共85頁2021年10月16日星期六33第32頁/共85頁混凝土屋架 常見型式：梯形屋架、折線形屋架、拱形屋架、無斜腹桿屋架鋼筋混凝土屋架 跨度：1524m預(yù)應(yīng)力混凝土屋架 跨度：1836m或更大1.梯形屋架：上弦節(jié)間：3m下弦節(jié)間：6m矢跨比：1/61/8 端部高度：1.82.2m適用：重型、高溫、采用井式或橫向天窗的廠房第33頁/共85頁2.折線形屋架1：外形較合理，自重輕，屋面坡度大。3.折線形屋架2：適用：非卷材防水屋

9、面的中型廠房或大中型廠房。屋面坡度平緩，適用于卷材防水屋面的中型廠房。第34頁/共85頁4.拱形屋架：上弦一般采用拋物線形，也可采用折線形。外形合理、內(nèi)力均勻、自重輕。矢跨比：1/61/8 5.無腹桿屋架：上弦一般為拋物線形，構(gòu)造簡單，便于制作。節(jié)點(diǎn)剛接，可按剛架計(jì)算： 上弦桿：壓彎構(gòu)件 下弦桿：拉彎構(gòu)件 豎腹桿：拉彎構(gòu)件若按拱計(jì)算：上弦桿：受壓的拱身 下弦桿：拉桿 豎腹桿：受拉（荷載作用于下弦） 零桿（荷載作用于上弦）第35頁/共85頁2021年10月16日星期六371836m1218m第36頁/共85頁2021年10月16日星期六38第37頁/共85頁2021年10月16日星期六39下?lián)问?/p>

10、五角形組合屋架第38頁/共85頁2021年10月16日星期六40兩鉸組合屋架第39頁/共85頁2021年10月16日星期六41 板狀屋架是將屋面板與屋架合二為一的結(jié)構(gòu)體系。屋架的上弦采用鋼筋混凝土屋面板，下弦和腹桿可采用鋼筋，也可采用型鈉制作。屋面板可選用普通混凝土，也可選用加氣或陶粒等輕質(zhì)混凝土制作。屋面板與屋架共同工作，屋蓋結(jié)構(gòu)傳力簡捷、整體性好，減少了屋蓋構(gòu)件，節(jié)省鋼材和水泥，結(jié)構(gòu)自重輕，經(jīng)濟(jì)指標(biāo)較好。第40頁/共85頁2021年10月16日星期六42第41頁/共85頁2021年10月16日星期六43第42頁/共85頁2021年10月16日星期六44第43頁/共85頁2021年10月16

11、日星期六45芬克式腹桿人字式腹桿豪式腹桿三角形屋架第44頁/共85頁2021年10月16日星期六46梯形屋架人字式腹桿再分式腹桿人字式腹桿交叉式腹桿平行弦屋架第45頁/共85頁2021年10月16日星期六47 三角形屋架：適合于波形石棉瓦、瓦楞鐵皮, 坡度一般在1/31/2 梯形屋架：壓型鋼板和大型鋼筋混凝土屋面板，坡度一般在1/21/8 1.滿足使用要求： 屋面防水構(gòu)造：水泥瓦、平瓦坡度大三角形屋架、陡坡梯形屋架卷材、金屬薄板坡度小拱形、折線形、緩坡梯形屋架第46頁/共85頁2021年10月16日星期六48拋物線型：受力最為合理，但施工復(fù)雜折 線 型：力學(xué)性能好，外形與拋物線彎矩土接近梯 形

12、：力學(xué)性能好，上下弦均為直線，施工方便三 角 形：力學(xué)性能較差，適用于中小跨度矩 形：力學(xué)性能較差，適用于特殊荷載或用作托架屋架結(jié)構(gòu)的受力：第47頁/共85頁2021年10月16日星期六492）腹桿：應(yīng)使長桿受拉短桿受壓，且腹桿數(shù) 量宜少，腹桿總長度也應(yīng)較小。第48頁/共85頁2021年10月16日星期六50q 單向斜桿式：斜腹桿受壓豎腹桿受拉不合理 斜腹桿受拉 豎腹桿受壓 合理 第49頁/共85頁3.材料耐久性和使用環(huán)境：木材、鋼材：易腐蝕，維修費(fèi)用高。不宜用于相對濕度較大、通風(fēng)不良、及有腐蝕性介質(zhì)的工業(yè)廠房。4.屋架結(jié)構(gòu)的跨度：18m以下時：可選用鋼筋混凝土鋼組合屋架36m以下時：宜選用預(yù)

13、應(yīng)力混凝土屋架36m以上時：宜選用鋼屋架第50頁/共85頁2021年10月16日星期六525 .制造簡單及運(yùn)輸與安裝方便 桿件數(shù)量少，節(jié)點(diǎn)少，桿件尺寸劃一及節(jié) 點(diǎn)構(gòu)造形式劃一。平行弦桁架最容易符合 上述要求。 6. 綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果好 第51頁/共85頁2021年10月16日星期六53q 三角形屋架下弦下沉，弦桿交角增大，方便制造，屋架重心降低，提高了穩(wěn)定性。q 可有效降低屋架對支撐結(jié)構(gòu)的推力。注：根據(jù)不同的條件桁架形式可以有很多變化第52頁/共85頁屋架結(jié)構(gòu)的主要尺寸屋架結(jié)構(gòu)的主要尺寸包括：矢高、坡度、節(jié)間長度1.矢高：矢高大：弦桿受力小；但腹桿長、易壓曲，用料增多矢高?。合覘U受力大、截面大

14、，且屋架剛度小、變形大矢跨比：屋架的矢高要根據(jù)屋架的結(jié)構(gòu)型式確定， 矢跨比一般為：1/101/52.坡度：上弦坡度應(yīng)與屋面防水構(gòu)造相適應(yīng)瓦類屋面：坡度取大些，一般不小于1/3 ，以方便排水大型屋面板及卷材防水：坡度可平緩些，一般為 1/81/123.節(jié)間長度：與屋架的結(jié)構(gòu)型式、材料、受荷條件有關(guān)一般上弦受壓：節(jié)間長度應(yīng)小些；下弦受拉：節(jié)間長度可大些屋面荷載應(yīng)直接作用在節(jié)點(diǎn)上，以優(yōu)化桿件的受力狀態(tài)第53頁/共85頁2021年10月16日星期六55端部高度端部高度H0(1.82.1m)第54頁/共85頁屋架支撐包括： 屋架之間的垂直支撐、水平桿系、上下弦平面內(nèi)的橫向支撐、設(shè)在下弦平面內(nèi)的縱向水平支

15、撐第55頁/共85頁無支撐的單層廠房排架結(jié)構(gòu)第56頁/共85頁屋架支撐包括： 屋架之間的垂直支撐、水平桿系、上下弦平面內(nèi)的橫向支撐、設(shè)在下弦平面內(nèi)的縱向水平支撐屋架之間的垂直支撐和下弦水平桿系：保證側(cè)向穩(wěn)定性上弦水平桿系：保證無支撐開間處上弦或屋面梁受壓翼緣側(cè)向穩(wěn)定性屋架上弦橫向支撐：增加屋蓋整體剛度屋架下弦縱向水平支撐：增強(qiáng)屋蓋空間剛度第57頁/共85頁2021年10月16日星期六59屋蓋支撐作用示意圖 1.作用（1）保證屋蓋結(jié)構(gòu)的幾何穩(wěn)定性。幾何可變體系屋架側(cè)傾幾何不變體系屋架穩(wěn)定第58頁/共85頁2021年10月16日星期六60第59頁/共85頁2021年10月16日星期六61第60頁/

16、共85頁2021年10月16日星期六62（1）上弦橫向水平支撐布置原則:在有檁條或只采用大型屋面板的屋蓋中都應(yīng)設(shè)置屋架上弦橫向水平支撐，當(dāng)有天窗架時，天窗架上弦也應(yīng)設(shè)置橫向水平支撐。 設(shè)置在房屋的兩端 ,一般設(shè)在第一個柱間或設(shè)在第二個柱間,間距L060m。第61頁/共85頁2021年10月16日星期六63上弦橫向水平支撐布置圖第62頁/共85頁2021年10月16日星期六64（2）下弦橫向水平支撐布置原則 ：當(dāng)跨度L18m；設(shè)有懸掛式吊車起重量大于5噸；廠房內(nèi)設(shè)有較大的振動設(shè)備。與上弦橫向水平支撐布置在同一柱間。（3）縱向水平支撐布置原則 ：廠房內(nèi)設(shè)有托架，或有較大噸位的重級、中級工作制的橋式

17、吊車；或有壁行吊車，或有鍛錘等大型振動設(shè)備；以及當(dāng)房屋較高，跨度較大，空間剛度要求高時 。第63頁/共85頁2021年10月16日星期六65下弦水平支撐布置圖第64頁/共85頁2021年10月16日星期六66第65頁/共85頁2021年10月16日星期六67屋蓋支撐布置圖第66頁/共85頁2021年10月16日星期六68第67頁/共85頁2021年10月16日星期六69（？）第68頁/共85頁2021年10月16日星期六70第69頁/共85頁2021年10月16日星期六71第70頁/共85頁2021年10月16日星期六72第71頁/共85頁2021年10月16日星期六73第72頁/共85頁2021年10月16日星期六74第73頁/共85頁2021年10月16日星期六75第74頁/共85頁2021年10月16日星期六76第75頁/共85頁2021年10月16日星期六77第76頁/共85頁2021年10月16日星期六78第77頁/共85頁2021年10月