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(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(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、折線懸形屋架外形腳較合辭理，屆結(jié)構(gòu)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(jìn)，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(gòu)可采扮用折岸線形企，但域折線桑的節(jié)內(nèi)點應(yīng)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(jì)指者標(biāo)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(shè)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(gòu)押的選趙型與恥布置（一）夜屋架結(jié)碑構(gòu)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(xì)比弊大、易皆壓曲，音用料反貨而會增弊多。矢高小妥，弦桿風(fēng)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(dāng)采秩用瓦愚類屋止面時昂，屋積架上勾弦坡牲度應(yīng)江大些老，一紡般不旱小于1/滴3；當(dāng)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(yīng)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(yīng)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(gòu)的選騙型1、屋架們結(jié)構(gòu)的采受力拋物喪線狀滿的拱鏡式結(jié)班構(gòu)：釋受力濱最為莊合理鉛，但飲施工霧復(fù)雜剪。折線形悶屋架：窮與彎矩攤圖最接貸近，力國學(xué)性能典良好。梯形癢屋架畏：力鹽學(xué)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(yīng)用塵。三角形勿屋架：血力學(xué)性敬能較差笨，適用暴于中小標(biāo)跨度。矩形徒屋架龍：力璃學(xué)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(gòu)的倆選型2、屋面手防水構(gòu)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(jī)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(fēng)額不良楚的建古筑。預(yù)應(yīng)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(gòu)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(gòu)造簡聰單、施喂工方便沈、技術(shù)煙經(jīng)濟(jì)指勿標(biāo)較好過。36廊m以下好：預(yù)峽應(yīng)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(gòu)敢自重輕兩，提高吹結(jié)構(gòu)的細(xì)耐久性參和可靠之性。27（三）傅屋架結(jié)渠構(gòu)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(yīng)的鉤標(biāo)準(zhǔn)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(zāi)有：6m、7.鵝5m、9m、12m等。28（三）曉屋架結(jié)駝構(gòu)的布喇置3、屋堂架的合支座支座賢標(biāo)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(biāo)地高。在力見學(xué)上仰可簡伶化為補(bǔ)鉸接右支座他。當(dāng)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(yīng)備采取專抵門的構(gòu)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(gòu)?？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(shè)葡三個由筆電梯井筒壁觸形成的靠薄壁柱術(shù)，作為免整個屋架結(jié)槍構(gòu)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(gòu)登復(fù)雜鐘，內(nèi)揉力較馬大，欲采用已剛接受桁架勉結(jié)構(gòu)盯較為該合理公，