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桁架（屋架）结构

国家大剧院，壳体外形是半个超级椭球体，其长轴长度为212.20m，短轴长度为

143.64m，高度为46.285m。其内部主要布置有一个容纳2416人的戏剧厅、一个

容纳2017人的音乐厅、一个容纳1040人的剧场。

国家大剧院壳体钢结构主要由148榀沿椭球面均匀垂直布置的平面桁架、11840

根水平布置的环向系杆、对称布置的四块平面斜撑及顶部结构组成，也就是说国

家大剧院是以众多桁架组成的壳体结构。壳体总用钢量约6760t，主要钢材材质

为Q345D钢。

九江长江大桥，为钢桁架桥，铁路桥长7675m，公路桥长4460m，江中有桥墩

10个，共架设11孔钢梁，最大跨度216m，居全国桥梁之首。整个大桥设计新

颖，造型优美，工艺独特，雄伟壮观。

我国第一次试验的15锰钡氮新钢种在这座桥上首先使用。大桥墩顶到基础最低

底面，相距64米，相当于一座22层高的楼房。从钢梁拱顶到基础最低底面，高

达132m，相当于一座45层的高楼。

芜湖长江大桥，钢桁架梁斜拉桥

各种材料屋架示例

第一节桁架结构的特点与优点

一、定义：由杆件与铰节点组成的格子式结构（格构）。

二、桁架结构的由来。

三、桁架结构的计算假定与特点：

（1）桁架的节点都是光滑的铰节点；

（2）各杆的轴线都是直线并通过铰的中心；

（3）荷载和支座反力都作用在节点上。

四、桁架结构的优点：

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（1）扩大了粱式结构的适用跨度。

（2）桁架可用各种材料制造，如钢筋混凝土、钢材、木材均可。

（3）桁架是由杆件组成的，桁架体型可以多样的，如平行弦桁架、三角形桁架、

梯形桁架、弧形桁架等型式。

（4）施工方便，桁架可以整体制造吊装，也可以在施工现场高空进行杆件拼装。

五、桁架结构的外形与内力的关系：

桁架是由杆件组成的格构体系，其节点一般假定为铰结点，当荷载作用在结点

上时，桁架的杆件内力与桁架的外形有着密切的关系。

平行弦桁架的杆件内力是不均匀的，弦杆内力是两端小而向中间逐渐增大，腹

杆内力是两端大而向中间逐渐减小。

三角形桁架的杆件内力也是不均匀的，弦杆内力是两端大而向中间逐渐减小，腹

杆内力是两端小而向中间逐渐增大。

折线形桁架的杆件内力大致均匀，从力学角度看，它的形状与同跨度、同荷载的

简支梁的弯矩图形相似，其形状符合受荷后的内力变化规律，所以它是结构上的

较好形式。

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第二节

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，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，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。

一、木屋架

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