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工学钢结构基础桁架及屋盖第1页/共77页 第9章 桁架及屋盖9.1 桁架的外形、主要尺寸和腹杆体系柱屋架吊车梁天窗架柱间支撑第2页/共77页 第9章 桁架及屋盖桁架是指由直杆在端部相互连接而组成的格子式结构。桁架中的杆件大部分情况下只受轴线拉力或压力。应力在截面上均匀分布，桁架用料经济，结构 的自重小，易于构成各种外形以适应不同的用途 。在工业与民用房屋建筑中，当跨度比较大时用梁作屋盖的承重结构是不经济的，这时都要用桁架 。9.1.1 桁架的应用第3页/共77页 第9章 桁架及屋盖芬克式腹杆人字式腹杆豪式腹杆人字式腹杆再分式腹杆人字式腹杆交叉式腹杆三角形屋架梯形屋架平行弦屋架9.1.2 桁架的外形及腹杆形式第4页/共77页 第9章 桁架及屋盖 三角形屋架：适合于波形石棉瓦、瓦楞铁皮, 坡度一般在1/3～1/2 梯形屋架：压型钢板和大型钢筋混凝土屋面板，坡度一般在1/2～1/8 1.满足使用要求： 9.1.3 确定桁架形式的原则第5页/共77页 第9章 桁架及屋盖 2.受力合理： 1）弦杆：使各节间弦杆的内力相差不太大 。 简支屋架外形与均布荷载下的抛物线 形弯矩图接近时，各处弦杆内力才比 较接近。2）腹杆：应使长杆受拉短杆受压，且腹杆数 量宜少，腹杆总长度也应较小。第6页/共77页 第9章 桁架及屋盖 单向斜杆式： 斜腹杆受拉 竖腹杆受压 合理 斜腹杆受压竖腹杆受拉不合理 第7页/共77页 第9章 桁架及屋盖再分式腹杆∶减少受压上弦节间尺寸，避 免节间的附加弯矩也减少了上 弦杆在屋架平面内的长比 。交叉式腹杆∶主要用于可能从不同方向受力 的支撑体系。 再分式腹杆交叉式腹杆 第8页/共77页 第9章 桁架及屋盖 3 .制造简单及运输与安装方便 杆件数量少，节点少，杆件尺寸划一及节 点构造形式划一。平行弦桁架最容易符合 上述要求。 4. 综合技术经济效果好 第9页/共77页 第9章 桁架及屋盖 三角形屋架下弦下沉，弦杆交角增大，方便制造，屋架重心降低，提高了稳定性。 可有效降低屋架对支撑结构的推力。根据不同的条件桁架形式可以有很多变化第10页/共77页 第9章 桁架及屋盖 跨度 L—工艺及使用要求 高度 H—经济、刚度、运输、坡度等 各种屋架中部高度： 三角形屋架： 中部高度H≈(1/6～1/4)L 梯形屋架 ： 中部高度H≈(1/10～1/6)L 端部高度H0≈(1.8～2.1m) 9.1.3桁架主要尺寸的确定第11页/共77页 第9章 桁架及屋盖屋盖结构 ——有檩体系 无檩体系 ——由大型屋面板、屋架或屋面梁及屋盖支撑组成，有时还包括有天窗架和托架等构件 ——由小型屋面板、檩条、屋架及屋盖支撑所组成 屋盖结构9.2 屋盖的组成第12页/共77页 第9章 桁架及屋盖1、无檩体系 这是常用的一种做法。其做法是将大型屋面板直接放置在屋架或屋面梁上，屋架（屋面梁）放在柱子上。这种做法的整体性好，刚度大，可以保证厂房的稳定性，而且构件大、类别少，数量少，施工速度快，便于工业化施工，但要求施工吊装能力强。第13页/共77页 第9章 桁架及屋盖2、有檩体系这种做法是将各种小型屋面板或瓦直接放在檩条上，檩条可以采用钢筋混凝土或型钢做成。这种体系构件小、重量轻、吊装容易，但构件数量多，施工烦琐，工期长，多用在施工机械起吊能力较小的施工现场。 檩条支承在屋架或屋面梁上。有檩体系的整体刚度较差，适用于吊车吨位小的中小型 厂房。第14页/共77页 第9章 桁架及屋盖 （1）上弦横向水平支撑 屋盖支撑包括上弦横向水平支撑、下弦横向水平支撑、纵向水平支撑、垂直支撑、纵向水平系杆、天窗架支撑等。构成：沿厂房跨度方向用交叉角钢、直腹杆和屋架上弦杆构成的水平 桁架。 作用：保证屋架上弦的侧向稳定性；增强屋盖的整体刚度；作为山墙抗风柱的顶端水平支座，承受由山墙传来的风荷载和其他纵向水平荷载，并传至厂房纵向柱列。 布置：当屋盖为有檩体系，或屋盖为无檩体系，但屋面板与屋架的连接质量不能保证且抗风柱与屋架上弦连接，每一伸缩缝区段端部第一或第二柱间布置；当设有天窗，且天窗通过厂房端部的第二柱间或通过伸缩缝，应在第一或第二柱间的天窗范围内设置，并在天窗范围内沿纵向设置1～3道通长的受压系杆，将天窗范围内各榀屋架与上弦横向水平支撑连系起来。 9.3 屋盖的支撑系统第15页/共77