桁架結(jié)構體系

桁架結(jié)構體系一、概述桁架結(jié)構是由直桿在端部相互連接而成的以抗彎為主的格構式結(jié)構。1桁架一般由上弦桿、腹桿（豎桿和斜腹桿）組成。桁架結(jié)構受力合理，計算簡單，施工方便，適應性強，對支座沒有橫向推力，因此在工程中得到廣泛的應用。在房屋建筑中，桁架常用作為屋蓋承重結(jié)構，稱為屋架。目前在工業(yè)廠房結(jié)構中常見的屋架就是典型的桁架。如今，桁架結(jié)構已經(jīng)有多種多樣的形式，不局限于屋架，在一些大跨度結(jié)構、高層建筑、橋梁中都有非常廣泛的應用。2桁架結(jié)構的應用排架結(jié)構一般指由屋架和柱組成的結(jié)構體系，常用于單層工業(yè)廠房，比起剛架結(jié)構，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)構主要承重構件的橋梁。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關西國際機場聯(lián)絡橋

78屋架的主要缺點是結(jié)構高度大。結(jié)構高度大，增加了屋面及圍護墻的用料，同時也增加了采暖，通風，采光等設備的負荷，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，都按構造（長細比）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)點均為鉸接節(jié)點；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)點上。桁架結(jié)構的內(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)點與彎矩圖重合，而在各節(jié)點之間取直線，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、預應力混凝土屋架、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)標準的上等木材，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。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應力，分為：鋼筋混凝土屋架和預應力混凝土屋架，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、折線懸形屋架外形腳較合辭理，屆結(jié)構河自重抗較輕艱，屋廢面坡趴度為1/3溪~1/丈4，適擾用于穩(wěn)非卷貢材防阻水屋樣面的溝中型運廠房卵或大孤中型閉廠房納。屋面坡灣度平緩電，適用爽于卷材掠防水屋雜面的中榜型廠房進，為改水善屋架岔端部的揭屋面坡忽度，減督少油氈山下滑，廢一般可孝在端部煮增加兩踩個桿件躲，使整見個屋面誓的坡度葡較為均店勻。213、拱形鐘屋架上弦謎為曲啄線形炭，采貸用拋扁物線平形，病為制屯作方褲便，構可采扮用折岸線形企，但域折線桑的節(jié)內(nèi)點應拌落在案拋物償線上威。屋架外歪形合理蜻，桿件序內(nèi)力均藝勻，自泰重輕，慌經(jīng)濟指者標良好嚼，但屋伏架端部聚屋面坡后度太陡蛙，可在桂上弦上叨不加設撐短柱，興矢高比傲為1/斬6~累1/起8。22三、暈屋架贈結(jié)構押的選趙型與恥布置（一）夜屋架結(jié)碑構的主理要尺寸1、矢域高矢高大痛，弦桿覽受力小拔，但腹煎桿長、鋒長細比弊大、易皆壓曲，音用料反貨而會增弊多。矢高小妥，弦桿風受力大駁，截面蔥大、且雹屋架剛決度小，妄變形大躲。因此井，矢盞高不愧宜過極大和陪過小趙，一犧般取1/1闖0~1先/5。2、坡度當采秩用瓦愚類屋止面時昂，屋積架上勾弦坡牲度應江大些老，一紡般不旱小于1/滴3；當采歷用大奏型屋秧面板姐并做曬卷材盜防水輕時，段屋面阻坡度允可平丘緩些南，一刮般為1/罰8~菠1/犬12。233、節(jié)間喚長度上弦受倉壓，節(jié)撞間長度保應小些稻，下弦修受拉，作節(jié)間長離度可大璃些。屋佩面荷載掠應直接汗作用在功節(jié)點上拉，以優(yōu)鈴化桿件歡的受力汪狀態(tài)。為減父少屋徒架制忌作工話作量萍，減也少桿開件與嗚節(jié)點津數(shù)目稠，節(jié)腦間長洽度可膚取大崗些，功一般拖為1.歌5~難4m。24（二）做屋架結(jié)矮構的選騙型1、屋架們結(jié)構的采受力拋物喪線狀滿的拱鏡式結(jié)班構：釋受力濱最為莊合理鉛，但飲施工霧復雜剪。折線形悶屋架：窮與彎矩攤圖最接貸近，力國學性能典良好。梯形癢屋架畏：力鹽學性促能較耕好，龍上下世弦均抓為直膀線施右工方濕便，堪在大軟中跨樹建筑陵中被餃廣泛鉛應用塵。三角形勿屋架：血力學性敬能較差笨，適用暴于中小標跨度。矩形徒屋架龍：力璃學性搬能較蒼差，造用作叔托架在或荷膏載較康特殊散情況響下使燥用。25（二屯）屋燥架結(jié)昌構的倆選型2、屋面手防水構住造三角果形、桃陡坡車梯形顛屋架非：屋浸面材吉料采柔用粘郊土瓦美、機械制平路瓦或戚水泥斬瓦。拱形、攔折線形障屋架：為采用卷監(jiān)材防水乎、金屬離薄板材竟料。3、材料宮耐久性木材環(huán)、鋼明材：失易腐傍蝕，異維修疏費用紹高，司不宜誤用于手有侵閉蝕性剩的工壓業(yè)廠屠房和壞通風額不良楚的建古筑。預應力內(nèi)混凝土議屋架：終提高屋爛架下弦麻的抗裂而性，防請止鋼筋托腐蝕。26（二智）屋潛架結(jié)艷構的粗選型4、跨度18m以下：效鋼筋混砌凝土——鋼組合典屋架，象構造簡聰單、施喂工方便沈、技術煙經(jīng)濟指勿標較好過。36廊m以下好：預峽應力頁混凝濫土屋拴架，獄節(jié)省臟鋼材鍵，有的效控過制裂勝縫寬杯度和烏撓度送。36m以上（純大跨度程或振動站荷載較抗大）：踐鋼屋架把，結(jié)構敢自重輕兩，提高吹結(jié)構的細耐久性參和可靠之性。27（三）傅屋架結(jié)渠構的布盒置1、屋亮架的假跨度一般朗以3m為模觸數(shù)。我國療制訂廊了相瞞應的鉤標準雪圖集去可拱意查用喬。2、屋架碧的間距等間半距平浴行排唯列，博與房門屋縱源向柱寬列的希間距捉一致秀，屋做架直換接擱線置在胳柱頂農(nóng)。常調(diào)見的災有：6m、7.鵝5m、9m、12m等。28（三）曉屋架結(jié)駝構的布喇置3、屋堂架的合支座支座賢標高佩由建疏筑外售形的翼要求究確定才，在佛同層敵中屋盼架的馬支座聾取同瓦一標地高。在力見學上仰可簡伶化為補鉸接右支座他。當跨度藏較小時跪，把屋悠架直接躁擱置在社墻、柱播或圈梁紫上；跨趁度較大振時，應備采取專抵門的構小造措施閥。29工程用瘦地面積21賞64扭4m2，占繩地面烤積115曾30日m2，總聚建筑項面積628座00糟m2，地偽下兩專層，敗地上6層，膏高度臂為40呀m。方案洗中最液引人液注目旅的是君呈反拱策的月只牙形他屋蓋，縱向暴長100答.4m，橫向游寬94抽m，縱向拖懸挑26m，橫向渴懸挑30份.9涼m，反斥拱圓猜弧半茅徑R=吵93判m，拱涼高11.帥5m。屋蓋羽體系湊采用僅交叉跪剛接買鋼桁蓋架結(jié)減構?？v向為歲兩榀主榴桁架和存兩榀次豎桁架，在每榀號主桁架招下各設葡三個由筆電梯井筒壁觸形成的靠薄壁柱術，作為免整個屋架結(jié)槍構的支沾座，次榆桁架僅埋起到保證休屋蓋漁整體疊性的撲作用震。30反拱政的月旋牙形貍屋蓋暮結(jié)構登復雜鐘，內(nèi)揉力較馬大，欲采用已剛接受桁架勉結(jié)構盯較為該合理公，