排架結(jié)構(gòu)體系課件

1、2 排架結(jié)構(gòu)體系2.1 概述2.2 薄腹梁結(jié)構(gòu)2.3 桁架結(jié)構(gòu)2.1概述排架結(jié)構(gòu)承重體系一般由多個排架組成，在排架之間通過支撐或連梁連接。2.1概述組成屋頂承重結(jié)構(gòu)，屋面大梁或屋面桁架排架柱，基礎(chǔ)。02 排架結(jié)構(gòu)體系基本特點屋面承重結(jié)構(gòu)在柱頂與排架柱鉸接，而柱與基礎(chǔ)則為剛接，即在柱底形成一固定端，形成一個平面結(jié)構(gòu)體系?？臻g受力體系。實際受力中，一種荷載的作用常對本身所在的排架起主要作用，而對鄰近排架的影響較小，可以忽略不計，簡化為平面排架體系。用途排架結(jié)構(gòu)一般可用于單層工業(yè)廠房、空曠建筑物如倉庫、車庫、飛機庫、食堂、劇院等2.1概述分類按荷載傳遞分為：橫向排架結(jié)構(gòu)體系縱向排架結(jié)構(gòu)體系排架按材料

2、分類（根據(jù)建筑功能、經(jīng)濟條件、施工條件及材料供應(yīng)等選用不同材料）鋼筋混凝土排架鋼排架鋼與鋼筋混凝土組成的排架磚排架2.1.1排架結(jié)構(gòu)傳力途徑屋面荷載屋頂承重結(jié)構(gòu)排架柱基礎(chǔ)；2.1.1排架結(jié)構(gòu)傳力途徑作用于圍護(hù)墻的風(fēng)荷載一部分直接傳于柱子；另一部分則由墻體先傳至墻梁，再由墻梁傳至柱子；2.1.1排架結(jié)構(gòu)傳力途徑水平地震作用通過屋頂承重結(jié)構(gòu)傳至柱子2.1.1排架結(jié)構(gòu)傳力途徑吊車制動力經(jīng)由吊車梁等構(gòu)件直接傳至柱子2.1.1排架結(jié)構(gòu)傳力途徑作用于排架平面內(nèi)的任何荷載均通過排架傳至地基，均使柱子產(chǎn)生彎矩、剪力、軸力等，使柱與基礎(chǔ)均為偏心受力構(gòu)件。2.1.2 排架結(jié)構(gòu)類型鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)鋼排架結(jié)構(gòu)混合排

3、架結(jié)構(gòu)磚排架結(jié)構(gòu)1 鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)柱矩形、工字形、雙肢柱、管型預(yù)制柱。屋頂承重結(jié)構(gòu)薄腹大梁、桁架、帶拉桿拱形屋架特點：剛度較大，耐火等級高（300），材料來源方便、制作及施工較簡單，跨度較大（36 60米），柱高可達(dá)20多米，吊車載重量可達(dá)100200噸，可單跨或多跨布置，各跨可以等高或不等高鋼筋混凝土排架柱類型常用柱的選型（自重，剛度，施工，構(gòu)造，運輸、吊裝）矩形：外形簡單整齊，制作方便工字形柱：受力形態(tài)比矩形柱合理平腹桿雙肢柱斜腹桿雙肢柱管柱鋼筋混凝土排架柱選型原則力求合理、模板簡單、維護(hù)方便，要考慮有無吊車、柱高和柱距等因素；同時要因地制宜，考慮制作、運輸、吊裝及材料供應(yīng)等條件；在同

4、一工程中，柱型、規(guī)格不宜過多，為施工工廠化、機械化創(chuàng)造條件。預(yù)制柱根據(jù)截面高度確定截面形式：h600mm時，宜采用矩形截面；h=600800mm時，采用工字型或矩形；h=9001400mm時，宜采用工字型；h1400mm時，宜采用雙肢柱；管柱及其它柱型可根據(jù)經(jīng)驗和工程具體情況選用。鋼筋混凝土排架柱選型根據(jù)柱的總長度和所受內(nèi)力選擇不同的形式。對于設(shè)有懸臂吊車的柱宜采用矩形；對于易受撞擊及設(shè)有壁行吊車的柱宜采用矩形或腹板厚度 120 mm、翼緣高度 150mm 的工字型柱，采用雙肢柱時，安裝壁行吊車的局部宜作成實腹形；高溫車間和有侵蝕性氣體的車間，不宜采用薄壁工字型柱、管柱及雙肢柱等，以保證結(jié)構(gòu)安

5、全和耐久性。8度或9度區(qū)，宜采用矩形、斜腹桿雙肢柱或工字型柱。不宜采用薄壁開孔或預(yù)制腹板的工字型柱；柱底至室內(nèi)地坪以上500內(nèi)及上柱宜采用矩形截面。屋頂承重結(jié)構(gòu)跨度小于18米可用屋面大梁（薄腹梁）跨度大于18米可用裝配式鋼筋混凝土屋架屋架可以采用三角形屋架、梯形屋架或折線型屋架等多種形式。屋架形式的選用,應(yīng)考慮廠房的生產(chǎn)要求、跨度大小、有無吊車及吊車起吊質(zhì)量和吊車工作制、建筑構(gòu)造、現(xiàn)場條件及當(dāng)?shù)厥褂媒?jīng)驗等因素。2 鋼排架及混合排架鋼排架屋頂承重結(jié)構(gòu)采用鋼桁架，鉸接于鋼柱柱頂；混合排架屋頂承重結(jié)構(gòu)采用鋼結(jié)構(gòu)而柱子采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。優(yōu)點鋼桁架自重輕，制作與吊裝均比鋼筋混凝土桁架有利（不產(chǎn)生裂縫）

6、，對具有較大振動的建筑物具有韌性，在地震作用下，鋼結(jié)構(gòu)具有很好的延性。在跨度30m時，優(yōu)點更突出。有防爆要求的建筑中，為減輕屋頂重量，減少災(zāi)害常采用鋼結(jié)構(gòu)屋頂。2 鋼排架及混合排架缺點：高溫環(huán)境，鋼材的強度將受到影響；一般在300oC以下影響不大，而超過300oC以后，鋼材的屈服點及極限強度均開始下降，當(dāng)達(dá)到600oC時，強度幾乎為零。防火等級不能滿足二級要求（屋頂承重結(jié)構(gòu)為非燃燒體，耐火極限0.5小時)；不能耐受酸氣腐蝕；不宜用于濕度較大的環(huán)境；易失穩(wěn)，應(yīng)注意設(shè)置支撐系統(tǒng)。鋼、混合排架用途及構(gòu)件種類大跨度的食堂、影劇院、體育館、飛機庫和重型工業(yè)車間；鋼桁架作為屋面承重結(jié)構(gòu)，屋面板可以采用有檁

7、體系和無檁體系有檁體系檁條可以為型鋼檁條、薄壁型鋼檁條、輕型鋼桁架檁條等，屋面材料可以采用瓦楞鐵、壓軋型鋼板、石棉瓦、預(yù)制鋼筋混凝土槽型瓦，波形瓦或粘土瓦等。無檁體系一般屋面可以采用預(yù)應(yīng)力大型屋面板，或加筋加氣混凝土屋面板，采用加筋灌縫提高剛度和防潮。鋼、混合排架用途及構(gòu)件種類鋼、混合排架用途及構(gòu)件種類排架柱鋼排架柱一般可以選擇工字型或H型鋼柱；荷載較大時，可用型鋼及鋼板組合成大型實腹工字型柱；荷載更大時，則可以采用帶斜腹桿的雙肢柱為了滿足防火要求，鋼結(jié)構(gòu)外部應(yīng)另加防火保護(hù)層；混合排架柱與鋼筋混凝土排架相同2.2 薄腹梁結(jié)構(gòu)薄腹梁實質(zhì)就是梁結(jié)構(gòu)，屬受彎構(gòu)件，用于屋蓋。由于跨度比較大，為了減輕結(jié)

8、構(gòu)自重，截面常用工字型或T型，因而梁腹明顯地薄，故稱“薄腹梁”。2.2.1 薄腹梁的優(yōu)缺點和運用范圍制作、構(gòu)造、吊裝及設(shè)計等都較簡單，同時由于梁的高度比桁架小，側(cè)向剛度較大，可以降低廠房的高度且不需設(shè)置屋面支撐。自重大。所以適用跨度僅是618m范圍。普通鋼筋混凝土薄腹梁跨度為612m，預(yù)應(yīng)力時，跨度為1218m。薄腹梁可分為單坡式和雙坡式兩種，根據(jù)排水方式及跨度大小選用。單坡式的梁高不變；雙坡式的梁高由兩邊向中間逐漸增加，因梁高的變化與受力情況相符，故較省材料和更加經(jīng)濟。2.2.2 薄腹梁的構(gòu)造尺寸由施工條件、鋼筋布置、構(gòu)造及剛度等因素決定。梁端部高度：一般不小于600。雙坡式的屋面坡度：1/

9、81/12。梁高主要由剛度控制，以梁的造價最經(jīng)濟為原則單坡梁高h(yuǎn)=（1/181/12）l，普通鋼筋混凝土?xí)r；雙坡梁的中間高h(yuǎn)=（1/141/16）l，預(yù)應(yīng)力時；梁腹厚度：一般60100。上翼緣寬度：取決于屋面板的支承穩(wěn)定，通常250400。下翼緣寬度：取決于鋼筋布置的需要，通常200300。薄腹梁尺寸圖薄腹梁選用1預(yù)應(yīng)力混凝土單坡屋面梁（G414）2預(yù)應(yīng)力混凝土雙坡屋面梁（G414）高度小，重心低，側(cè)向剛度好，施工方便，但自重大，經(jīng)濟指標(biāo)較差；適用與有較大震動和腐蝕介質(zhì)的廠房。屋面坡度為1/81/122.3 桁架結(jié)構(gòu)桁架應(yīng)用廣，適用跨度范圍（660m）非常大。以受力特點可分為平面桁架、立體桁架

10、、空腹桁架。通常所指的桁架全是平面桁架，旨在強調(diào)其立體桁架或空腹桁架有所區(qū)別時，才稱之為平面桁架。文藝復(fù)興時期，改進(jìn)完善了木桁架，解決了空間屋頂結(jié)構(gòu)的問題；19世紀(jì)工業(yè)大發(fā)展，因工業(yè)、交通建設(shè)需要，進(jìn)一步加大跨度。出現(xiàn)了各種鋼屋架采用桁架房屋建筑中，桁架常用來作為屋蓋承重結(jié)構(gòu)，這時常稱為屋架。2.3 桁架結(jié)構(gòu)桁架結(jié)構(gòu)的優(yōu)點受力合理；計算簡單；施工方便；適應(yīng)性強；對支座沒有橫向推力。擴大了梁式結(jié)構(gòu)的適用跨度。2.3 桁架結(jié)構(gòu)桁架結(jié)構(gòu)的缺點結(jié)構(gòu)高度大，側(cè)向剛度小。其中側(cè)向剛度小對于鋼屋架特別明顯，桁架結(jié)構(gòu)受壓的上弦平面外穩(wěn)定性差，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，

11、但支撐很多，都按構(gòu)造（長細(xì)比）要求確定截面，故耗鋼量不少卻未能材盡其用。2.3.1 桁架結(jié)構(gòu)的受力特點1 桁架的形成2 桁架結(jié)構(gòu)計算的假定3 桁架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力1桁架的形成從梁結(jié)構(gòu)截面應(yīng)力的分布情況來看，單跨簡支梁受荷后的截面應(yīng)力分布為壓區(qū)三角形和拉區(qū)三角形，中和軸處應(yīng)力為零，離中和軸越近應(yīng)力越小利用這一特點，把橫截面上的中間部分削減形成工字型截面，即可以節(jié)省材料又可以減輕結(jié)構(gòu)自重。1桁架的形成把縱截面上的中間部分挖空形成空腹式，可收到節(jié)省材料和減輕自重的效果，挖空程度越大，材料越省，自重越輕；大幅度挖空，中間剩下幾根截面很小的連桿時，就發(fā)展成為所謂的“桁架”。1桁架的形成桁架的組成上弦，下弦，豎

12、腹桿，斜腹桿，桁架的實質(zhì)利用梁的截面幾何特征的有利因素，即利用了構(gòu)件截面的慣性矩和抵抗矩增大的同時，截面面積反而可以減小?！凹匆宰钚〗孛婷娣e作最大限度的擴展”。1桁架的形成桁架的受力特點各桿件單元均為軸向受壓（受拉）構(gòu)件。外荷載所產(chǎn)生的彎矩由上弦下弦形成的力偶來平衡；上弦受壓，下弦受拉；桁架的上下弦之間的距離拉開越遠(yuǎn)越有利，適用跨度越大。外荷載所產(chǎn)生的剪力由豎腹桿的軸力和斜腹桿軸力的豎向分量來平衡。截面正應(yīng)力分布均勻；材料強度可以得到充分發(fā)揮。2桁架結(jié)構(gòu)計算的假定基本假定1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桁架結(jié)構(gòu)計算的假定基本假

13、定2桁架的桿間與桿件相連接的節(jié)點均為鉸接節(jié)點。是桁架結(jié)構(gòu)簡化計算模型的關(guān)鍵。在實際房屋建筑工程中，真正采用鉸接節(jié)點的桁架是極少的。木材常采用榫接，與鉸接的力學(xué)要求較為接近；鋼材常用鉚接或焊接，節(jié)點可傳遞一定的彎矩；鋼筋混凝土的節(jié)點構(gòu)造則往往采用剛性連接。2桁架結(jié)構(gòu)計算的假定基本假定2桁架的桿間與桿件相連接的節(jié)點均為鉸接節(jié)點。嚴(yán)格說，鋼桁架和鋼筋混凝土桁架都應(yīng)按剛架結(jié)構(gòu)計算，各桿件除承受軸力外，還承受彎矩的作用。彎矩產(chǎn)生的應(yīng)力很小，在節(jié)點構(gòu)造上采取適當(dāng)?shù)拇胧鋺?yīng)力對結(jié)構(gòu)或構(gòu)件不會造成危害，故一般計算中均將桁架結(jié)構(gòu)節(jié)點取為鉸接。2桁架結(jié)構(gòu)計算的假定基本假定3所有外力（包括荷載及支座反力）都作用在

14、桁架的中心平面內(nèi)，并集中作用于節(jié)點上。 2桁架結(jié)構(gòu)計算的假定基本假定3所有外力（包括荷載及支座反力）都作用在桁架的中心平面內(nèi)，并集中于節(jié)點上。 非節(jié)點荷載的處理木桁架或鋼筋混凝土桁架加大截面鋼桁架再分式2桁架結(jié)構(gòu)計算的假定桁架的基本特點平面外荷與支座反力都作用在全部桁架桿件軸線所在的平面內(nèi)；幾何不變桁架的桿件按三角形法則構(gòu)成;鉸接桿件相交的節(jié)點，按鉸接考慮;軸向受力各桿件（弦桿、豎桿、斜桿）只受軸向力，這是材盡其用的有效途徑。3桁架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力桁架的內(nèi)力的不均勻性整體上，桁架的受力比梁式結(jié)構(gòu)合理；各桿件單元，內(nèi)力分布是不均勻的；桿件的截面尺寸由同一類構(gòu)件中內(nèi)力最大者決定；其余桿件的材料強度仍未得

15、到充分發(fā)揮。桁架的內(nèi)力與桁架外形有著密切的關(guān)系。3桁架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力平行弦桁架桿件內(nèi)力是不均勻的，弦桿內(nèi)力是兩端小而向中間逐漸增大，腹桿內(nèi)力是兩端大而想中間逐漸減小。3桁架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力三角形桁架桿件內(nèi)力是不均勻的弦桿內(nèi)力是兩端大而中間逐漸減小，腹桿內(nèi)力是兩端小而向中間逐漸增大。3桁架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力弧形桁架桿件內(nèi)力大致均勻，從力學(xué)角度看，它的形狀與簡支梁的彎矩圖形相似，其形狀符合受荷后的內(nèi)力變化規(guī)律，所以是結(jié)構(gòu)上較好的形式。3桁架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力桁架的內(nèi)力與桁架外形的關(guān)系3桁架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力桁架的內(nèi)力與桁架外形的關(guān)系3桁架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力在其他條件相同的情況下，受力最合理，結(jié)點構(gòu)造最簡單，用料最經(jīng)濟，自重最輕巧，施工也可

16、行的是多邊形或弧形桁架，因其上弦非直線，制作較復(fù)雜，僅適用于較大跨度的情況。一般為便于構(gòu)造與制作，上下弦各采用等截面桿件，其截面按最大內(nèi)力決定，故內(nèi)力較小的節(jié)間，材料未盡其用；為充分發(fā)揮材力，應(yīng)盡量使弦桿各節(jié)點內(nèi)力值接近。3桁架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力進(jìn)一步改進(jìn)多邊形桁架，使其上弦制作方便些，可作成折線形上弦的桁架，其高度變化接近于拋物線，適用于中、大跨（l18m），但其制作仍比三角形或梯形桁架復(fù)雜，三角形桁架的最大特點是上弦為兩根直料，構(gòu)造與制作最簡單，但受力極不均勻，僅適用于小、中跨( l18m )的桁架情況。2.3.2 屋架結(jié)構(gòu)的型式按材料分類木屋架鋼-木組合屋架鋼屋架輕型鋼屋架鋼筋混凝土屋架預(yù)應(yīng)力鋼

17、筋混凝土屋架鋼筋混凝土-鋼組合屋架2.3.2 屋架結(jié)構(gòu)的型式按屋架外形分類三角形屋架梯形屋架拋物線屋架折線型屋架平行弦屋架按結(jié)構(gòu)受力特點橋式屋架無斜腹桿屋架剛接桁架立體桁架1木屋架材料常用方木或原木齒連接的豪式木屋架。形式一般分為三角形和梯形兩種，工地制作。1木屋架豪式木屋架主要尺寸節(jié)間長度以控制在23m的范圍內(nèi)為宜，一般為48節(jié)間；適用跨度為1218m；當(dāng)屋架跨度不大時，上弦可用整根木料。當(dāng)屋架跨度較大上弦需做節(jié)頭時，四節(jié)間屋架的接頭以設(shè)在中間節(jié)點處為宜；六節(jié)間以上的屋架，接頭不應(yīng)設(shè)在脊節(jié)點的兩側(cè)。接頭位置應(yīng)盡量靠近節(jié)點，避免承受較大的彎矩。木屋架的高跨比宜在1/51/4之間。1木屋架三角形

18、屋架內(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)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。1木屋架梯形屋架受力性能比三角形屋架合理。適用于房屋跨度較大時，適用跨度1218m。當(dāng)采用波形石棉瓦、鐵皮或卷材作屋面防水材料時，屋面坡度需取il/5。2鋼-木組合屋架豪式、芬克式、梯形和下折式選型考慮因素不易取得符合下弦材質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的上等木材；原木和方木干燥較慢，干裂縫對采用齒連接和螺栓連接的下弦十分不利；采用鋼拉桿作為屋架的下弦，每m2建筑面積的用鋼量僅增加24kg，但卻顯著地提高了結(jié)構(gòu)的可靠性，由于鋼材的彈性模量高于木材，且還消除了接頭的非彈性變形，從而提高

19、了屋架結(jié)構(gòu)的剛度。適用跨度視屋架結(jié)構(gòu)的外形而定三角形屋架，跨度一般為1218m，梯形、折線形等多邊形屋架，其跨度可達(dá)1824m。3鋼屋架 屋架形式三角形屋架梯形屋架矩形（平行弦）屋架3鋼屋架三角形屋架一般用于屋面坡度較大的屋蓋結(jié)構(gòu)中。當(dāng)屋面材料為粘土瓦、機制平瓦時，要求屋架的高跨比為1/41/6。屋架弦桿內(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。一般宜用于中小跨度的輕屋蓋結(jié)構(gòu)。當(dāng)荷載和跨度較大時，三角形屋架不經(jīng)濟。常用形式是芬克式屋架，它的腹桿受力合理，長桿受拉，短桿受壓，且可分為兩根小屋架制作，運至現(xiàn)場進(jìn)行安裝、施工方便。3鋼屋架三角形屋架（a）構(gòu)造簡單，高跨

20、比H/L=1/61/4，均布垂直荷載作用下，上弦及斜腹桿均為受壓桿件，斜腹桿截面較大，不經(jīng)濟。3鋼屋架三角形屋架（b，再分式屋架）構(gòu)造較復(fù)雜，但腹桿中的受壓桿較短，受拉桿則為長桿，材料強度得以發(fā)揮，節(jié)省鋼材。一般用于18m以下。3鋼屋架三鉸拱屋架由兩片斜桁架將其屋脊處頂點鉸接并將兩個支座用下弦桿拉結(jié)而成的靜定結(jié)構(gòu)。上弦高度h/l=1/181/12；上弦寬度b/h=1/2.51/1.5；H/L=1/61/4。3鋼屋架三鉸拱屋架斜桁架由若干短桿組成，材料強度得以充分利用；斜桁架腹桿的桿件較短，可以用小角鋼、圓管甚至用圓鋼制作；斜桁架可以為平面桁架或空間桁架；平面桁架桿件數(shù)量少制作簡單，用料少，但側(cè)

21、向剛度差，用于跨度小檁條間距近的屋頂；空間桁架后者桿件數(shù)目多，構(gòu)造復(fù)雜，用料多，剛度好，安裝檁條方便，跨度大檁條間距遠(yuǎn)的屋頂；3鋼屋架梯形屋架是工業(yè)廠房和空曠建筑的最常用形式。梯形屋架具有坡形上弦，坡度一般為/121/10桁架H/L=1/121/10；3鋼屋架梯形屋架屋面荷載一般應(yīng)作為集中荷載作用于上弦節(jié)點處，這樣可以使上弦桿只有軸力而無彎矩，故節(jié)點間距一般取為檁條的間距或大型屋面板的間距，當(dāng)跨度較大時，為了使上弦節(jié)點間距減小，可以采用復(fù)式分支腹桿(b)；2.3.6鋼屋架形式梯形屋架屋架用直線桿件，形狀及構(gòu)造較簡單，制作容易；坡度平緩，適合油氈屋面；屋架跨中較高兩端較低，應(yīng)力比三角形屋架均勻；

22、屋架高度較小，使室內(nèi)結(jié)構(gòu)占用空間小，建筑方面易于處理；存在大量長度較大的受壓腹桿，在材料用量方面不經(jīng)濟。3鋼屋架弓弦式屋架：把屋架上弦作成圓弧線或拋物線形狀3鋼屋架弓弦式屋架屋架的輪廓與將屋架作為簡支梁承受均布荷載時的彎矩圖形相似，故屋架上弦與下弦的內(nèi)力均勻；當(dāng)上弦為拋物線時，受力狀態(tài)最為合理，但制作費工，屋架各節(jié)點的豎坐標(biāo)高度與簡支梁彎矩圖形的豎坐標(biāo)成正比。2.3.6鋼屋架形式弓弦式屋架屋架上弦各節(jié)點間內(nèi)力均為壓應(yīng)力，且在各節(jié)間內(nèi)數(shù)值均為一定值；下弦桿在全跨度內(nèi)也均為相等的拉應(yīng)力；腹桿內(nèi)力則均為零，其作用僅用于維持屋架的平面內(nèi)剛度，并減少上弦的平面內(nèi)節(jié)間長度，利于平面內(nèi)穩(wěn)定按圓弧線放樣，上弦

23、各點的豎坐標(biāo)接近拋物線，上下弦內(nèi)力比較均勻，腹桿各桿件的內(nèi)力則不為零，但很小，對受壓桿按允許的長細(xì)比的構(gòu)造來設(shè)計。3鋼屋架弓弦式屋架屋架兩端的上弦坡度較陡，跨中則比較平坦：不適用于石棉瓦瓦楞鐵等屋面材料；兩端對鋪設(shè)屋面油氈也頗為不利。此類屋架在室內(nèi)占用的空間體積較少；結(jié)構(gòu)表面的暴露面積較小，屋面散熱面積也較小，對節(jié)約能源有利；屋架的曲線形象可使建筑立面比較活潑。3鋼屋架梯型屋架一般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、適用于較大跨度或較大荷載的工業(yè)廠房。當(dāng)上弦坡度為1/81/12時，梯形屋架的高度可取1/61/8l，多用于無檁體系屋蓋，屋面大多用大型屋面板。上弦節(jié)間長度應(yīng)與大型屋

24、面板尺寸相配合，使大型屋面板的主肋正好擱置在屋架上弦的節(jié)點上，上弦中不產(chǎn)生局部彎矩。當(dāng)節(jié)間過長時，可采用再分式腹桿的形式。當(dāng)采用有檁體系屋蓋時，則上弦節(jié)間長度可根據(jù)檁條的間距而定，一般為0.83m。3鋼屋架矩形（平行弦）屋架上、下弦平行，腹桿長度一致，桿件類型少，易于滿足標(biāo)準(zhǔn)化、工業(yè)化生產(chǎn)的要求。矩形屋架在均布荷載作用下，桿件內(nèi)力分布極不均勻，故材料強度得不到充分利用，不宜用于大跨度建筑中，一般常用于托架或支撐系統(tǒng)。當(dāng)跨度較大時為節(jié)約材料，也可采用不同的桿件截面尺寸。4輕型鋼屋架結(jié)構(gòu)型式三角形屋架，常用。三鉸拱屋架，適用于斜坡屋面，坡度通常取1/21/3。梭形屋架，屋面坡度較平坦，通常取1/1

25、21/8。構(gòu)件選用屋架的上弦一般用小角鋼；下弦和腹桿可用小角鋼或圓鋼。適用范圍跨度18m、柱距46m、設(shè)有起重量50kN的中、輕級工作制橋式吊車的工業(yè)建筑?？缍?8m的民用房屋的屋蓋結(jié)構(gòu)。4輕型鋼屋架三角形輕鋼屋架常用的有芬克式和豪式兩種。構(gòu)件布置和受力特點與普通鋼屋架相似。三鉸拱輕鋼屋架由兩根斜梁和一根拉桿組成，拉桿可用圓鋼或角鋼，斜梁有平面桁架式和空間桁架式兩種。桿件受力合理，斜梁腹桿短、取材方便，經(jīng)濟效果好。三鉸拱屋架由于拱拉桿比較細(xì)柔，不能承壓，并且無法設(shè)置垂直支撐和下弦水平文撐，整個屋盂結(jié)構(gòu)的剛度較差，故不宜用于有振動荷載及屋架跨度超過18m的工業(yè)廠房。為滿足整體穩(wěn)定性要求，斜梁高跨

26、比取1/121/18。斜梁截面的寬度與高度之比取1/1.51/2。4輕型鋼屋架梭形屋架形式平面桁架式和空間桁架式。一般是上弦桿為角鋼、其余則采用圓鋼。取材方便、截面重心低、空間剛度好、可不設(shè)支撐，采用空間形式時，制作放樣復(fù)雜，可以應(yīng)用較短的桿件。4輕型鋼屋架梭形屋架適用范圍跨度為915m，間距為34.2m的屋蓋體系。截面形式正三角形和倒三角形。4輕型鋼屋架梭形屋架屋架高度HA+B，A=B較為合理A由屋面坡度確定，B愈大，則弦桿內(nèi)力愈小，但腹桿長度增加。屋架的高跨比為1/81/12。5混凝土屋架屋架形式三角形屋架、三鉸拱屋架、兩鉸拱屋架梯形屋架、折線形屋架、拱形屋架無斜腹桿屋架鋼筋混凝土屋架和預(yù)

27、應(yīng)力混凝土屋架。適用跨度鋼筋混凝土屋架的適用跨度為1524m，預(yù)應(yīng)力砼屋架的適用跨度為1836m或更大。5混凝土屋架鋼筋混凝土三角形屋架屋架上設(shè)檁條或掛瓦板。自重較大。適用于有檁體系中的中、小型廠房。屋面坡度1/21/35混凝土屋架鋼筋混凝土三鉸拱屋架頂節(jié)點為鉸接；上弦為鋼筋混凝土，下弦為角鋼，自重較輕，適用于中、小型廠房，應(yīng)防止下弦受壓，屋面坡度：卷材防水1/5，非卷材防水1/4，較兩鉸拱混凝土用量少，鋼材用量多。5混凝土屋架鋼筋混凝土兩鉸拱屋架上弦為鋼筋混凝土，下弦為角鋼，自重較輕，適用于中、小型廠房，應(yīng)防止下弦受壓；屋面坡度：卷材防水1/5，非卷材防水1/4。5混凝土屋架梯形屋架上弦為直

28、線，屋面坡度為1/10l/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l/61/8，屋架端部高度為1.82.2m5混凝土屋架梯形屋架屋架自重較大，剛度好。適用于重型、高溫及采用井式或橫向天窗的廠房。5混凝土屋架折線形屋架A外形較合理，結(jié)構(gòu)自重較輕，屋面坡度為1/31/4，適用于非卷材防水屋面的中型或大中型廠房。5混凝土屋架折線形屋架B屋面坡度平緩，適用于卷材防水屋面的中型廠房。為改善屋架端部的屋面坡度，減少油氈下滑和油膏流淌，一般可在端部增加兩個桿件，以使整個屋面的坡度較為均勻。5混凝土屋架鋼筋混凝土組合式屋架上弦及受壓腹桿為鋼筋混凝土，下弦及受拉腹桿為角鋼。自重

29、較輕，適用于中、輕型廠房。屋面坡度1/4。5混凝土屋架拱型屋架上弦為曲線形，一般采用拋物線形，也可采用折線形，但應(yīng)使折線的節(jié)點落在拋物線上。外形合理，桿件內(nèi)力均勻，自重輕、經(jīng)濟指標(biāo)良好。屋架端部屋面坡度太陡，需加設(shè)短柱使之適合于卷材防水。拱形屋架矢高比一般為1/61/8。5混凝土屋架無斜腹桿屋架上弦一般為拋物線拱。無斜旗桿，結(jié)構(gòu)構(gòu)造簡單，便于制作。屋面板可以支承在上弦桿或下弦桿上，較適用于采用井式或橫向天窗的廠房。技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)較好，采用預(yù)應(yīng)力時，跨度可達(dá)36m。管道穿行和檢修方便，屋架高度的空間充分利用。5混凝土屋架無斜腹桿屋架屋架節(jié)點不能簡化為鉸。按剛架或拱式結(jié)構(gòu)計算按剛架結(jié)構(gòu)計算時，上弦桿

30、為壓彎構(gòu)件，下弦桿和豎腹桿為拉彎構(gòu)件。按拱式結(jié)構(gòu)計算時，上弦為拱身承受壓力，下弦為拱的拉桿，當(dāng)荷載作用在下弦桿時，豎腹桿受拉，當(dāng)荷載作用于上弦桿時，則豎腹桿內(nèi)力為零。2.3.3 屋架結(jié)構(gòu)的選型與布置選擇桁架形式的出發(fā)點是受力合理，能充分發(fā)揮材力，以取得良好的經(jīng)濟效益。桁架桿件雖然是軸向受力，但桁架總體仍擺脫不了彎曲的控制，在節(jié)點豎向荷載作用下，其上弦受壓、下弦受拉，主要抵抗彎矩，而腹桿則主要抵抗剪力。屋架結(jié)構(gòu)的主要尺寸1矢高屋架的矢高直接影響結(jié)構(gòu)的剛度與經(jīng)濟指標(biāo)。矢高大，弦桿受力小，但腹桿長，長細(xì)比大，易壓曲，用料反而會增多。欠高小，弦桿受力大，截面大，屋架剛度小，變形大。根據(jù)屋架的結(jié)構(gòu)型式、

31、一般矢高可取跨度的1/101/5。屋架結(jié)構(gòu)的主要尺寸2坡度屋架上弦坡度應(yīng)與屋面防水構(gòu)造相適應(yīng)。當(dāng)采用瓦類屋面時，屋架上弦坡度應(yīng)大些，一般不小于l/3，以利于排水。當(dāng)采用大型屋面板并做卷材防水時，屋面坡度可平緩些，一般為1/81/12。 屋架結(jié)構(gòu)的主要尺寸3節(jié)間長度屋架節(jié)間長度的大小與屋架的結(jié)構(gòu)型式、材料及受荷條件有關(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)點上，以優(yōu)化桿件的受力狀態(tài)。為減少屋架制作工作量，減少桿件與節(jié)點數(shù)目，節(jié)間長度可取大些。但節(jié)間桿長也不宜過大，一般為1.54m。屋架結(jié)構(gòu)的選型原則房屋的用途；建筑造型與美觀；屋面防水構(gòu)造；屋架的跨度；結(jié)

32、構(gòu)材料的供應(yīng)；施工技術(shù)條件；受力合理、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟適用。屋架結(jié)構(gòu)的選型1屋架結(jié)構(gòu)的受力拋物線狀的拱式結(jié)構(gòu)受力最為合理。但拱式結(jié)構(gòu)上弦為曲線，施工復(fù)雜；折線型屋架，與拋物線彎矩圖最為接近，力學(xué)性能良好；梯形屋架，因其具有較好的力學(xué)性能，且上、下弦均為直線，施工方便，故在大中路建筑中被廣泛應(yīng)用；三角形屋架力學(xué)性能較差，一般僅適用于中小跨度；矩形屋架力學(xué)性能較差，常用作托架或荷載較特殊情況下使用。 屋架結(jié)構(gòu)的選型2屋面防水構(gòu)造屋面防水構(gòu)造決定了屋面排水坡度。3材料的耐久性及使用環(huán)境木材及鋼材均易腐蝕，維修費用較高。因此，對于相對濕度較大而又通風(fēng)不良的建筑，或有侵蝕性介質(zhì)的工業(yè)廠房，不宜選用木屋架和

33、鋼屋架，宜選用預(yù)應(yīng)力混凝土屋架，可提高屋架下弦的抗裂性，防止鋼筋腐蝕。 屋架結(jié)構(gòu)的選型4屋架結(jié)構(gòu)的跨度跨度在18m以下時，可選用鋼筋混凝土鋼組合屋架；這種屋架構(gòu)造簡單、施工吊裝方便，技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)較好；跨度在36m以下時，宜選用預(yù)應(yīng)力混凝土屋架既可節(jié)省鋼材，又可有效地控制裂縫寬度和撓度。跨度在36m以上的大跨度建筑以及受到較大振動荷載作用的屋架、宜選用鋼屋架、以減輕結(jié)構(gòu)自重，提高結(jié)構(gòu)的耐久性與可靠性。屋架結(jié)構(gòu)的布置屋架結(jié)構(gòu)的跨度、間距、標(biāo)高主要考慮建筑外觀造型及建筑使用功能方面的要求來決定。對于矩形的建筑平面，一般采用等跨度、等間距、等標(biāo)高布置的同一種類的屋架，以簡化結(jié)構(gòu)構(gòu)造，方便結(jié)構(gòu)施工。屋架

34、結(jié)構(gòu)的布置1屋架的跨度屋架的跨度，一般以3m為模數(shù)。對于矩形平面的建筑，一般可選用同一種型號的屋架，僅端部或變形縫兩側(cè)屋架小的預(yù)埋件稍有不同。對于非矩形平而的建筑，各榀屋架或桁架的跨度就不可能一樣，這時應(yīng)盡量減少其類型以方便施工。屋架結(jié)構(gòu)的布置2屋架的間距屋架一般宜等間距平行排列。間距的大小除考慮建筑平面柱網(wǎng)布置的要求外，還要考慮屋頂結(jié)構(gòu)及吊頂構(gòu)造的經(jīng)濟合理性。屋架的間距即為屋面板或檁條、吊頂龍骨的跨度，最常見的為6m，7.5m、9m、l 2m等。屋架結(jié)構(gòu)的布置3屋架的支座屋架支座的標(biāo)高由建筑要求確定，一般為在同層中屋架的支座取同一標(biāo)高。當(dāng)一榀屋架兩端支座的標(biāo)高不一致時、要注意可能會對支座產(chǎn)生水平推力。屋架的支座形式，在力學(xué)計算上可簡化為鉸支座。實際工程中，當(dāng)跨度較小時，一般把屋架直接擱置在墻、垛、柱或曲梁上；當(dāng)跨度較大時，則應(yīng)采取專門的構(gòu)造措施，以滿足屋架端部發(fā)生轉(zhuǎn)動的要求。屋架結(jié)