第2章桁架〔屋架〕结构.pptVIP

2.1 屋架结构的型式及适用范围 用于房屋上的桁架常称屋架，桁架型式的选择一般与建筑物的使用要求，跨度和荷载大小，以及材料供应和施工技术水平等因素有关。选择桁架型式的一般原则是适用经济美观和制造简单。桁架可用木材、钢材、钢筋混凝土等材料制造，由于每种材料的力学性能各不相同，所以不同材料制造的屋架，其型式也各不一样。 这种屋架型式适用于木屋架。其特点是： (1)屋架的节间大小均匀，屋架的杆件内力不致突变太大。因为木材强度较低，这对采用木材作杆件提供有利条件。 (2) 木屋架的结点采用齿联结。这种屋架结点上相交的杆件不多，为齿联结提供可能性。 豪式木屋架的适用跨度为9～2l米，最经济跨度为9～l5米。 豪式木屋架的节间数目主要考虑节间长度要适中，如节间长度太长，则杆件长度太长，受力不利；如节间长度太短，则节点太多，制造麻烦。一般应控制节间长度在1.5～2.5米之间。所以设计上常常是： 跨度6～9米时，采用四节间 跨度9～12米时，采用六节间 跨度12～15米时，采用八节间 跨度在15米以上时，因考虑竖腹杆的拉力太大而采用钢－木组合豪式屋架。 三角形钢屋架也称为芬克式屋架，是钢屋架的典型型式，其特点是： (1)因钢材是一种柔性材料，虽然强度高，但抗弯性能差，而屋架上弦是压弯构件，为了适应钢材这个弱点，芬允式屋架把上弦分成左右两个小桁架，小桁架内的杆件长度就变得较短，由此来能适应钢材柔性的特点。 (2)这种屋架型式的下弦中段虽然长，但因下弦内力是受拉，钢材抗拉最适宜，所以，这段杆件虽长但无害处。 芬克式屋架为钢屋架，钢材成本较高，故主要用于大跨度情况，一般适用跨度为36米以上。 常用钢筋混凝土屋架的适用跨度 12～18m 屋架在荷或作用下上弦主要承受压力，有时还承受弯矩，下弦承受拉力。为了合理地发挥材料的作用，屋架的上弦和受压腹杆可采用钢筋混凝土杆件，下弦及受拉腹杆可采用钢拉杆，这种屋架称为钢筋混凝－钢组合屋架。 组合屋架的自重轻，节省材料，常用跨度为9～18米。常用的组合屋架有折线形屋架，下撑式五角形屋架以及三铰、两铰屋架等。三铰屋架受力明确，杆件短，施工用地小。两铰屋架杆件少，构造简单。下撑式五角形屋架的特点是重心低，因下撑而改善了屋架的受力性能，使内力分布比较均匀，但影响了房屋的净空，增加了柱子的高度。 折线形组合屋架 组合屋架已大量采用，由于制造简单、施工占地小、自重轻，不需要重型起重设备，因此特别适于山区中、小型建筑。 三铰组合屋架 屋架选型的一般原则（以材料而言） 屋架的选型必须综合考虑建筑的使用要求、跨度和荷载的大小、以及材料供应，施工条件等出素，并进行全面的技术经济分析。 1.建筑跨度在36米以上时宜选用钢屋架，但在有侵蚀介质(如酸、碱性物质)的厂房中则不宜采用钢结构。 2.为节约钢材，跨度在36米以下时宜选用预应力钢筋混凝土屋架。跨度在18至24米之间，又无预应力条件时，亦可选用普通钢筋混凝土屋架，但在有振动、侵蚀性介质或高温车间，最好选用预应力钢筋混凝土屋架，因为下弦施加预应力后，可以提高结构的抗裂性，防止钢筋受腐蚀。 3.建筑跨度在18米以下时，可选用钢筋混凝土－钢组合层架。这种屋架技术经济指标较好，也不需要较大的起重设备。由于它的下弦刚度较差，不宜用于振动较大(如吊车起重量超过10吨)的厂房。 4．房屋内部以及所在地区的相对湿度大于75％，通风不良者，或具有侵蚀性质介质的建筑，则不宜选用木屋架和钢屋架。 2.5.1张弦结构的特点 张弦结构作为一种新型的结构形式，近年来在实际工程中得到越来越广泛的应用。 （1）承载力高 预应力与撑杆联合作用相当于对刚性受压构件的弹性支座，并对此处产生负弯矩，降低其它地方的正弯矩，使整个构件受力均匀，承载力提高。 （2）结构刚度大 由于刚性受压构件与预应力索的原因，使整个构件刚度增大。 （3）结构稳定性强 由于刚性受压构件的原因，其稳定性比桁架要稳定得多。 （4）支座推力小 其属于自平衡受力体系，所以支座没有水平推力。 （5）建筑造型适应力强 （6）制作、运输、施工方便 平面张弦结构 1）形态定义 2）预应力特性 3）平面外稳定 4）抗风作用 1）上弦刚性受压构件 2）上弦失高和下弦垂度 3）撑杆数目 北京北站拱形平面张弦结构 主馆 *