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第八章 桁架结构 桁架：由直杆在端部相互连接而组成的格构体系，是由梁式结构发展产生的。 第一节 结构特点 一、结构计算假定 a.组成桁架各杆为直杆，其中心线都在同一平面——中心平面上（保证为平面受力体系）。 b.杆件之间连接的节点均为铰接点（节点不传递弯矩）。 c.所有外力都作用在桁架的中心平面内，集中作用于节点上（保证屋面板宽等于桁架节点宽）。 第一节 结构特点 二、受力与变形 1、受力 简支梁在外力作用下，产生弯矩和剪力，在其截面上产生正应力和剪应力，但其分布极不均匀，若以下边缘处材料强度作为控制值，中间部分材料不能充分发挥作用。且分布在上下边缘处材料剪力为0不能充分发挥其抗剪作用。因此，将中间部分挖空可减轻自重、节省材料，纵截面与横截面都可以进行这种改变，当大幅度挖空后，中间只剩几根截面很小的连杆时，形成桁架。 第一节 结构特点 二、受力与变形 1、受力 由梁到桁架虽然其结构整体来说其内力情况与简支梁完全一致，但它已由受弯构件变为轴向受力构件，传力路线发生了根本变化，将材料的抵抗力集中在最外边缘的纤维上，此时力臂最大上弦受压、下弦受拉，由此形成力偶来平衡外荷载产生的弯矩，剪力则由斜腹杆中的竖向分量来承担（如下图）。 第一节 结构特点 二、受力与变形 1、受力 第一节 结构特点 二、受力与变形 1、受力 第一节 结构特点 二、受力与变形 2、桁架结构内力与外形的关系 桁架各杆件单元中内力的分布是不均匀的。 （1）平行弦桁架 上下弦各节间内力随外荷载所产生的总弯矩而变化，跨中节间轴力大，支座处轴力较小。 第一节 结构特点 二、受力与变形 2、桁架结构内力与外形的关系 （2）三角形桁架 跨中节间轴力小 靠近支座处最大 第一节 结构特点 二、受力与变形 2、桁架结构内力与外形的关系 （3）抛物线形桁架 形状与简支梁弯矩图形相似，符合受荷后的内力变化规律，内力分布均匀。 第一节 结构特点 二、受力与变形 2、桁架结构内力与外形的关系 （4）折线形桁架 便于施工制作，将上弦各节点与弯矩图重合，在之间取直线，上下弦杆内各节间轴力基本相等。 第一节 结构特点 二、受力与变形 2、桁架结构内力与外形的关系 （5）梯形桁架 介于矩形和三角形之间 有缓坡(接近矩形)与陡坡(接近三角形)之分。 腹杆受力与弦杆受力情况类似：矩形和三角形屋架腹杆内力相反，抛物线和折线内力为零。 其间受力最为合理的为3和4。 第一节 结构特点 三、优点 受力性能好（受力均匀，材料利用充分） 扩大了梁式结构的适用跨度 桁架可以用多种材料制造 桁架体型可以多样化 施工方便 第二节 屋架结构的型式 一、按材料 1、木屋架 （1）木屋架的典型型式是豪式屋架，因其适于木屋架表现在： a.屋架节间均匀杆件内力突变不致太大。 b.腹杆长度与杆件内力变化相一致。 c.屋架结点上相交的结点不多，适于木屋架的齿联结。 (2)豪式屋架可有：三角形、梯形。 三角形适于18m以内跨度。 (3)节间长度应控制在2-3m，适用跨度为12-18m，高跨比宜在1/5-1/4之间。 第二节 屋架结构的型式 一、按材料 1、木屋架 第二节 屋架结构的型式 一、按材料 2、钢——木组合屋架 将屋架下弦或腹杆等承受拉力较大的杆件采用钢材，提高屋架结构刚度和强度。 对于三角形屋架适用跨度为12-18m，梯形为18-24m。 第二节 屋架结构的型式 一、按材料 3、钢屋架 （1）典型型式是芬克式屋架，因其： a.杆件长度较短 b.下弦受拉 c.施工方便 （2）形式主要有三角形、梯形、矩形等。 （3）主要用于大跨度建筑中，适用跨度为12-60m。 三角形 芬克式12-18m，高跨比1/6-1/4之间； 梯 形 豪式12-30m 高跨比1/6-1/10 ； 第二节 屋架结构的型式 一、按材料 4.轻型钢屋架： 轻型钢采用高强钢材，截面小、质量轻。 三角形、三角拱、梭形屋架三种。 三角形相似于普通钢屋架；三角拱由两腰斜梁一根拉杆组成梭形。可不设支撑。 由于腹杆不能受压，不设置水平支撑和垂直支撑，因此侧向刚度小，适用跨度为18米以下，高跨比为1/9-1/12。 第二节 屋架结构的型式 一、按材料 5.砼屋架 屋架形式多样，各项受力强度高，防腐蚀性能好。 屋架适用跨度为15-24m，预应力砼屋架适用跨度为18-36m。 第二节 屋架结构的型式 一、按材料 6.钢筋混凝土一钢组合屋架 上弦和受压腹杆为砼构件，下弦和受拉腹杆为柔性钢筋，对材料的利用颇为充分。 常见有：折线型组合等。 第二节 屋架结