第七章桁架结构.pptVIP

混凝土屋架的常见型式有梯形屋架、折线形屋架、拱形屋架、无斜腹杆屋架等。 混凝土屋架的常见型式有梯形屋架、折线形屋架、拱形屋架、无斜腹杆屋架等。根据是否对屋架下弦施加预应力，可分为钢筋混凝土屋架和预应力混凝土屋架。钢筋混凝土屋架的适用跨度为15～24m，预应力混凝土屋架的适用跨度为18～36m或更大。 折线形屋架外形较合理，结构自重较轻，屋面坡度为1／3～1／4，适用于非卷材防水屋面的中型厂房或大中型厂房。 折线形屋架屋面坡度平缓，适用于卷材防水屋面的中型厂房。 梯形屋架上弦为直线，屋面坡度为1／10～1／12，适用于卷材防水屋面。一般上弦节间为3m，下弦节间为6m，高跨比一般为l／6～1／8，屋架端部高度为1.8～2.2m。梯形屋架自重较大，刚度好，适用于重型、高温及采用井式或横向天窗的厂房。 拱形屋架上弦为曲线形，一般采用抛物线形，为制作方便，也可采用折线形，但应使折线的节点落在抛物线上。拱形屋架外形合理，杆件内力均匀，自重轻，经济指标较好。但屋架端部屋面坡度太陡，这时可在上弦上部加设短柱而不改变屋面坡度，使之适合于卷材防水。拱形屋架高跨比一般为1／6～1／8。 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土-钢组合屋架。 常用的组合屋架有折线形组合屋架、下撑式五角形组合屋架以及三铰组合屋架、两铰组合屋架等。 板状屋架是将屋面板与屋架合二为一的结构体系。屋架的上弦采用钢筋混凝土屋面板，下弦和腹杆可采用钢筋，也可采用型钢制作。屋面板可选用普通混凝土，也可选用加气或陶粒等轻质混凝土制作。屋面板与屋架共同工作，屋盖结构传力简捷、整体性好，减少了屋盖构件，节省钢材和水泥，结构自重轻，经济指标较好。 1、立体桁架 平面屋架结构虽然有很好的平面内受力性能，但其在平面外的刚度很小。为保证结构的整体性，必须要设置各类支撑。支撑结构的布置要消耗很多材料，且常常以长细比等构造要求控制，材料强度得不到充分发挥。采用立体桁架可以避免上述缺点。 立体桁架的截面形式有矩形、正三角形、倒角形。 当跨度较大时，因上弦压力较大，截面大，可把上弦一分为二，构成倒三角形立体桁架。 立体桁架由于具有较大的平面外刚度，有利于吊装和使用，节省用于支撑的钢材，因而具有较大的优越性。但三角形截面的立体桁架杆长计算繁琐，杆件的空间角度非整数，节点构造复杂，焊缝要求高，制作复杂。 2、无斜腹杆屋架 无斜腹杆屋架的特点是没有斜腹杆，结构造型简单，便于制作。这种屋架的综合技术经济指标较好。但对于无斜腹杆屋架，没有斜腹杆，仅有竖腹杆。这时若再把桁架节点简化为铰节点，则整个结构就成为一个几何可变的机构，所以必须采用刚节点的桁架，可按多次超静定结构计算，也可按拱结构计算，按拱结构计算时，上弦为拱，下弦为拱的拉杆。 屋架结构的几何尺寸主要包括屋架的跨度、高度、坡度、节间长度。1、跨度 柱网纵向轴线的间距就是屋架的标志跨度，以3m为模数。屋架的计算跨度是屋架两端支反力之间的距离。 通常情况取支座所在柱列轴线间的距离作为名义跨度。在屋架简支于钢筋混凝土柱的房屋中，规定各柱列轴线一般取：对边列柱取柱的外边线，对中列柱取柱的中线。 因此，当屋架简支于钢筋混凝土柱或砖柱上且柱网采用封闭结合时，考虑屋架支座处的构造尺寸，屋架的计算跨度一般可取 -(300～400mm)； 当屋架支承在钢筋混凝土柱上而柱网采用非封闭结合时，计算跨度取标志跨度 。 2、高度 屋架的高度直接影响结构的刚度与经济指标。高度大、弦杆受力小，但腹杆长，长细比大、压杆易压曲，用料反而会增多。高度小，则弦杆受力大、截面大，且屋架刚度小、变形大。因此，屋架的高度不宜过大也不宜过小。 屋架的高度一般可取跨度的l／10～1／5。 设计屋架时，首先根据屋架形式和设计经验先确定屋架的端部高度h0，再按照屋面坡度计算跨中高度。跨中屋架高度为h=h0+i/h0,式中I是屋架上弦杆的坡度。 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，屋架上弦坡度应大些，一般不小于1／3，以利于排水。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l／8～1／12。 3、节间长度 屋架节间长度的大小与屋架的结构型式、材料及荷载情况有关。 一般上弦受压，节间长度应小些，下弦受拉，节问长度可大些。屋面荷载应直接作用在节点上，以优化杆件的受力状态。如当屋架上铺预制钢筋混凝土大型屋面板时，因屋面板宽度为1.5m，故屋架上弦节间长度常取1.5m。当屋盖采用有檩体系时，则屋架上弦节问长度应与檩条间距一致。为减少屋架制作工作量，减少杆件与节点数目，节间长度可取大些。但节间杆长也；不宜过大，一般为1.5～