文档介绍：优点:
把整体受弯转化为局部构件的受压或受拉,桁架结构中的杆件只承受轴向力,不承受弯矩、剪力和扭矩,从而有效地发挥出材料的潜力并增大结构的跨度。
桁架结构受力合理、计算简单、施工方便、适应性强,对支座没有横向推力。
缺点:
结构高度大,侧向刚度小,需要设置支撑。
结构高度大,增加了屋面及维护墙的用料,加大了采暖、采光、通风等设备的负荷,并给音响控制带了困难。
桁架的分类:
平面桁架
空间桁架
屋架:在房屋建筑中,用于屋盖承重结构的桁架。
屋架的分类:钢屋架、木屋架、钢木屋架、钢筋混凝土屋架和预应力钢筋混凝土屋架。
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一、桁架结构的形式与受力特点
1. 桁架的常见形式
2. 杆件的内力分析
一般情况下,屋架的主要荷载类型:均匀分布的节点荷载。
(1)弦杆轴力
M0—简支梁相应于屋架各结点处的截面弯矩;
h—屋架高度。
(2)腹杆内力
Y—腹杆的竖向分力;
V0 —简支梁相应于屋架节间的剪力。
3. 不同形式桁架的内力分布
简支梁的内力图
平行弦屋架的内力图
弦杆内力由两端向跨度中间增大;
腹杆内力由中间向两端增大。
三角形屋架的内力图
弦杆内力由中间向两端增大;
腹杆内力由两端向中间增大。
抛物线屋架的内力图
内力分布比较均匀;
因为它的形状与同跨度同荷载简支梁的弯矩图形相似;
折线型屋架和梯形屋架,其内力分布也比较均匀,
因为它的形状与同跨度同荷载简支梁的弯矩图形相似,
也就是说,其形状符合内力变化的规律。
折线形屋架的内力图
梯形屋架的内力图
屋架结构的受力
从结构受力来看,抛物线状的拱式结构受力最为合理。但拱式结构上弦为曲线,施工复杂。折线型屋架,与抛物线弯矩图最为接近,故力学性能良好。梯形屋架,因其既具有较好的力学性能,上下弦均为直线施工方便,故在大中跨建筑中被广泛应用。
屋面防水构造
屋面防水构造决定了屋面排水坡度,进而决定屋盖的建筑造型。一般来说,当屋面防水材料采用粘土瓦、机制平瓦或水泥瓦时,应选用三角形屋架、陡坡梯形屋架;当屋面防水采用卷材防水、金属薄板防水时,应选用拱形屋架、折线形屋架和缓坡梯形屋架。
二、屋架结构的选型、基本尺寸及布置
1. 屋架结构的选型
总的原则:适用、经济、美观和制作简单。
屋面防水构造
木材及钢材均易腐蚀,维修费用较高。因此,对于相对湿度较大而又通风不良的建筑,或有侵蚀性介质的工业厂房,不宜选用木屋架和钢屋架,宜选用预应力混凝土屋架,可提高屋架下弦的抗裂性,防止钢筋腐蚀。
屋架结构的跨度
跨度在18m以下时,可选用钢筋混凝土—钢组合屋架,它构造简单、吊装方便;
跨度在36m以下时,宜选用预应力混凝土屋架,节约钢材、有效控制挠度和裂缝宽度;
对于跨度在36m以上的大跨度建筑或受到较大振动荷载作用的屋架,宜选用钢屋架,可减轻结构自重、提高结构的耐久性与可靠性。
1. 屋架结构的选型(续)
矢高
矢高大、弦杆受力小,但腹杆长、长细比大、易压曲,用料反而会增多;
矢高小,则弦杆受力大、截面大、且屋架刚度小、变形大;
矢高一般可取跨度的1/10~1/5。
坡度
屋架上弦坡度的确定应与屋面防水构造相适应。
当采用瓦类屋面时,一般不小于1/3;当采用大型屋面板并做卷材防水时,屋面坡度可平缓些,一般为 1/8~1/12。
节间长度
屋架节间长度的大小与屋架的结构型式,材料及受荷条件有关;
一般上弦受压,节间长度应小些,下弦受拉,节间长度可大些;
~4m。
2. 屋架结构的基本尺寸