桁架結(jié)構(gòu)體系

桁架結(jié)構(gòu)體系一、概述桁架結(jié)構(gòu)是由直桿在端部相互連接而成的以抗彎為主的格構(gòu)式結(jié)構(gòu)。1桁架一般由上弦桿、腹桿（豎桿和斜腹桿）組成。桁架結(jié)構(gòu)受力合理，計算簡單，施工方便，適應(yīng)性強(qiáng)，對支座沒有橫向推力，因此在工程中得到廣泛的應(yīng)用。在房屋建筑中，桁架常用作為屋蓋承重結(jié)構(gòu)，稱為屋架。目前在工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)中常見的屋架就是典型的桁架。如今，桁架結(jié)構(gòu)已經(jīng)有多種多樣的形式，不局限于屋架，在一些大跨度結(jié)構(gòu)、高層建筑、橋梁中都有非常廣泛的應(yīng)用。2桁架結(jié)構(gòu)的應(yīng)用排架結(jié)構(gòu)一般指由屋架和柱組成的結(jié)構(gòu)體系，常用于單層工業(yè)廠房，比起剛架結(jié)構(gòu)，更適合于有大跨度要求的工業(yè)建筑。34桁架橋桁架橋指的是以桁架作為上部結(jié)構(gòu)主要承重構(gòu)件的橋梁。桁架橋一般由主橋梁、上下水平縱向聯(lián)結(jié)系、橋門架和中間橫撐架以及橋面系組成。在桁架中，弦桿是組成桁架外圍的桿件，包括上弦桿和下弦桿，連接上、下弦桿的桿件叫腹桿，按腹桿方向的不同又區(qū)分為斜桿和豎桿。弦桿與腹桿所在的平面就叫主桁平面。5大跨度橋架的高度沿跨徑方向變化，形成曲弦桁架；中、小跨度采用不變的桁高，即所謂平弦桁架或直弦桁架。蘇格蘭福斯海灣橋6關(guān)西國際機(jī)場聯(lián)絡(luò)橋

78屋架的主要缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)高度大。結(jié)構(gòu)高度大，增加了屋面及圍護(hù)墻的用料，同時也增加了采暖，通風(fēng)，采光等設(shè)備的負(fù)荷，并給音響控制帶來困難。側(cè)向剛度小，對于鋼屋架特別明顯，受壓的上弦平面外穩(wěn)定性差，也難以抵抗房屋縱向的側(cè)向力，需要設(shè)置支撐。一般房屋縱向的側(cè)向力并不大，但支撐很多，都按構(gòu)造（長細(xì)比）要求確定截面，故耗鋼量不少但未能材盡其用。91、組成桁架的所有各桿都是直桿，所有各桿的中心線（軸線）都在同一平面內(nèi)，這一平面稱為桁架的中心平面；2、桁架的桿件與桿件相連接的節(jié)點(diǎn)均為鉸接節(jié)點(diǎn)；3、所有外力（荷載和支座反力）都作用在桁架的中心平面內(nèi)，并集中作用于節(jié)點(diǎn)上。桁架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計算的假定10分析矩形桁架、三角形桁架和折線形桁架內(nèi)力1、矩形桁架1)弦桿：矩形桁架高度相等，下弦各節(jié)間的內(nèi)力隨外荷載產(chǎn)生的總彎矩而變化，跨中節(jié)間軸力大、靠近支座處軸力較小或為零，下弦內(nèi)力變化較大。2)腹桿：沿跨度方向各腹桿的軸力變化與剪力圖一致，跨中小而支座處大，其值變化較大。112、三角形桁架上、下弦桿內(nèi)力在跨中節(jié)間最小，在靠近支座處最大。因高度變化速度大于剪力變化速度，故斜腹桿和豎腹桿的受力都是跨中大，支座處小。12

3、折線形桁架高度呈拋物線型的桁架是最理想的桁架形式。上弦曲線做成圓形使屋架外形與拋物線彎矩圖接近，為便于制作，常將桁架上弦各節(jié)點(diǎn)與彎矩圖重合，而在各節(jié)點(diǎn)之間取直線，成為折線形桁架。這時，上、下弦桿內(nèi)各節(jié)間軸力基本相等。(斜)腹桿內(nèi)力全部為零。13二、屋架結(jié)構(gòu)的型式按材料分：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)力混凝土屋架、鋼筋混凝土—鋼組合屋架等。按屋架外形分：三角形、梯形、拋物線、折線形、平行弦等。14（一）木屋架常用的木屋架是方木或原木齒連接的豪式木屋架。分為三角形和梯形（如上圖）。大都在工地手工制作。豪式木屋架的節(jié)間長度2~3m，一般為4~8節(jié)間，適用跨度為12~18m，高跨比宜在1/5~1/4之間。當(dāng)屋架跨度不大時，上弦可用整根木料。15三角形屋架適用于跨度在18m以內(nèi)(取12m)的建筑。坡度大，適用于屋面材料為粘土瓦，水泥瓦及小青瓦等要求排水坡度較大的情況。梯形屋架受力性能比三角形屋架合理，可用于跨度較大房屋適用跨度為12~18m。16（二）鋼-木組合屋架形式：（1）豪式（2）芬克式（3）梯形（4）下折式。由于不易取得符合下弦材質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的上等木材，特別是原木和方木干燥較慢，干裂縫對下弦不利，采用鋼拉桿作為屋架的下弦，每平方米建筑面積的用鋼量增加2~4kg，但顯著提高了結(jié)構(gòu)的可靠性和屋架剛度。17（三）鋼屋架

三角形屋架：

用于屋面坡度較大的屋蓋結(jié)構(gòu)中。內(nèi)力變化較大，弦桿內(nèi)力在支座處最大，在跨中最小，材料強(qiáng)度不能充分發(fā)揮作用。一般用于中小跨度的輕屋蓋結(jié)構(gòu)。芬克式屋架，腹桿受力合理，長桿受拉，短桿受壓，可分為兩榀小屋架制作，現(xiàn)場安裝，施工方便。18梯形屋架用于屋面坡度較小的屋蓋中，受力性能比三角形屋架優(yōu)越，適用于較大跨度或荷載的工業(yè)廠房。用于無檁體系屋蓋，屋面材料大多用大型屋面板。19（四）混凝土屋架1、梯形屋架

常見形式有：梯形、折線形、拱形、無斜腹桿屋架等。根據(jù)是否對屋架下弦施加預(yù)應(yīng)力，分為：鋼筋混凝土屋架和預(yù)應(yīng)力混凝土屋架，前者適用跨度為15~24m，后者適用跨度為18~36m或更大。

上弦為直線，屋面坡度為1/10~1/12，適用于卷材防水屋面。上弦節(jié)間為3m，下弦節(jié)間為6m，矢高與跨度之比為1/6~1/8，屋架端部高度為1.8~2.2m。梯形屋架自重較大，剛度好。適用于重型、高溫及采用井式或橫向天窗的廠房。

202、折繩線形店屋架外形嚷較合譽(yù)理，疑結(jié)構(gòu)孫自重楊較輕劍，屋被面坡舞度為1/3砌~1/錄4，適用越于非卷瓣材防水形屋面的御中型廠矩房或大雄中型廠勉房。屋面坡蒸度平緩韻，適用票于卷材鮮防水屋課面的中遮型廠房游，為改即善屋架輔端部的必屋面坡廢度，減被少油氈桶下滑，吩一般可惹在端部故增加兩叼個桿件貫，使整握個屋面耀的坡度新較為均籍勻。213、拱取形屋遇架上弦理為曲擱線形這，采雞用拋猾物線基形，用為制施作方申便，乒可采謹(jǐn)用折熟線形給，但灑折線荒的節(jié)便點(diǎn)應(yīng)接落在狀拋物顯線上予。屋架悶外形嚇合理木，桿樣件內(nèi)限力均扮勻，觸自重族輕，澇經(jīng)濟(jì)把指標(biāo)宵良好跑，但孔屋架特端部椅屋面截坡度敞太陡排，可宜在上逃弦上賴不加節(jié)設(shè)短豎柱，乳矢高廊比為1/6魄~1/覽8。22三、吹屋架喜結(jié)構(gòu)循的選連型與祖布置（一）溉屋架結(jié)爛構(gòu)的主哪要尺寸1、矢高矢高大框，弦桿柔受力小螞，但腹勸桿長、瞇長細(xì)比身大、易賞壓曲，立用料反充而會增板多。矢高龜小，傾弦桿連受力郊大，照截面蹈大、否且屋遣架剛俯度小是，變堪形大溝。因此，趙矢高不蒙宜過大戰(zhàn)和過小偉，一般富取1/證10娃~1奶/5。2、坡術(shù)度當(dāng)采稱用瓦界類屋警面時光，屋參架上棄弦坡廢度應(yīng)獨(dú)大些業(yè)，一荷般不夫小于1/3；當(dāng)采飾用大括型屋錄面板補(bǔ)并做號卷材位防水懸時，矮屋面呈坡度貿(mào)可平鑼緩些察，一吊般為1/汁8~覽1/沉12。233、節(jié)間掙長度上弦受持壓，節(jié)桑間長度黃應(yīng)小些蚊，下弦魄受拉，票節(jié)間長狀度可大妥些。屋兇面荷載陳應(yīng)直接婚作用在舅節(jié)點(diǎn)上悉，以優(yōu)翠化桿件凈的受力享狀態(tài)。為減少南屋架制腰作工作蟲量，減趁少桿件舉與節(jié)點(diǎn)漢數(shù)目，婆節(jié)間長南度可取失大些，媽一般為1.5跑~4m。24（二）輛屋架結(jié)猛構(gòu)的選瞇型1、屋厭架結(jié)險構(gòu)的今受力拋物線后狀的拱沫式結(jié)構(gòu)磨：受力沈最為合遍理，但谷施工復(fù)拜雜。折線形頃屋架：哲與彎矩觸圖最接蜜近，力依學(xué)性能丑良好。梯形千屋架方：力前學(xué)性扶能較臭好，承上下豬弦均傭為直慶線施裙工方談便，蝴在大漂中跨迅建筑縱中被勒廣泛具應(yīng)用嘩。三角形池屋架：暮力學(xué)性頃能較差稼，適用川于中小斧跨度。矩形鞋屋架勇：力系學(xué)性杯能較惜差，具用作繡托架宰或荷濃載較頁特殊嘗情況床下使腥用。25（二古）屋斤架結(jié)酒構(gòu)的藥選型2、屋面讓防水構(gòu)博造三角形償、陡坡雁梯形屋主架：屋定面材料隆采用粘售土瓦、咬機(jī)制平陜瓦或水賣泥瓦。拱形、享折線形吹屋架：泊采用卷狗材防水輩、金屬騙薄板材狗料。3、材料貧耐久性木材肆、鋼驗材：湖易腐剖蝕，盼維修潔費(fèi)用濁高，離不宜彩用于蠻有侵喉蝕性姐的工方業(yè)廠名房和觀通風(fēng)呆不良償?shù)慕◤U筑。預(yù)應(yīng)驅(qū)力混望凝土泡屋架泄：提炮高屋平架下目弦的資抗裂賊性，膨防止葉鋼筋限腐蝕紫。26（二乒）屋掉架結(jié)熔構(gòu)的哭選型4、跨嚷度18m以下井：鋼捆筋混鉆凝土——鋼組尸合屋退架，擺構(gòu)造槐簡單兆、施俱工方泥便、仗技術(shù)窯經(jīng)濟(jì)劑指標(biāo)辣較好糖。36m以下：哈預(yù)應(yīng)力嫂混凝土籃屋架，漢節(jié)省鋼介材，有愈效控制院裂縫寬舅度和撓趕度。36m以上（油大跨度舅或振動講荷載較王大）：已鋼屋架駛，結(jié)構(gòu)息自重輕況，提高美結(jié)構(gòu)的悅耐久性而和可靠沿性。27（三旺）屋概架結(jié)焦構(gòu)的各布置1、屋乖架的拘跨度一般以3m為模釋數(shù)。我國與制訂眼了相魯應(yīng)的費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)邁圖集素可拱鉆查用屬。2、屋粱架的任間距等間能距平康行排享列，朝與房漢屋縱裕向柱序列的麗間距家一致竹，屋舌架直陪接擱側(cè)置在軟柱頂粥。常求見的令有：6m、7.5奏m、9m、12擴(kuò)m等。28（三繞）屋雁架結(jié)府構(gòu)的軌布置3、屋架我的支座支座錫標(biāo)高杏由建嫌筑外溝形的煩要求咐確定則，在冰同層稱中屋慮架的暮支座俊取同段一標(biāo)萄高。在力學(xué)完上可簡曠化為鉸遭接支座咽。當(dāng)跨重度較脊小時玩，把姐屋架吐直接卷擱置貪在墻匹、柱午或圈更梁上掙；跨輸度較遵大時猴，應(yīng)悉采取王專門橫的構(gòu)炎造措煮施。29工程喂用地壞面積21徹64朱4m2，占地挎面積11晌53割0光m2，總建巡壽筑面積628織00度m2，地供下兩涌層，振地上6層，高均度為40m。方案中陶最引人胃注目的記是呈反拱穿的月鬼牙形并屋蓋，縱突向長100瘡.4m，橫享向?qū)?4m，縱向近懸挑26蜘m，橫向醬懸挑30.嗽9m，反拱叢圓弧半端徑R=沒93雁m，拱高11禽.5壟m。屋蓋誦體系救采用尤交叉雄剛接防鋼桁矮架結(jié)似構(gòu)?？v向圾為兩欣榀主餃桁架幣和兩稅榀次已桁架攪，在每榀致主桁架落下各設(shè)懂三個由詞電梯井筒寒壁形巧成的及薄壁促柱，糠作為嚷整個屋架結(jié)椒構(gòu)的支濤座，次鍋桁架僅此起到保證屋程蓋整體再性的作份用。30反拱步的月恨牙形賤屋蓋嫂結(jié)構(gòu)悼復(fù)雜考，內(nèi)見力較鉆大，忽采用疫剛接旅桁架片結(jié)構(gòu)橫較為沖合理曬，