《建筑结构选型》（第二版）课件第七章1

1、第七章 桁架结构第一节 桁架的结构特点和优点第二节 桁架的外形与内力的关系第三节 屋架型式与屋架材料的关系第四节 几种屋架的基本尺寸及其适用范围第五节 屋架的选型第六节 桁架结构的建筑实例第一节 桁架的结构特点和优点*桁架是如何以梁式结构发展而来的？1）梁的中和轴处应力为零。2）把梁中间部分削减成工字型截面。3) 中间剩下几根截面很小的连杆。*与梁式结构相比，桁架结构有哪些优点1）桁架杆件受轴力，材料强度得以充分利用2）扩大了梁式结构的适用跨度。3）桁架可用各种材料制造（钢筋混凝土、钢、木）。4）桁架体型可多样化,如平行弦桁架、三角形桁架、梯形桁架、弧形桁架等。5) 桁架制造后吊装，施工方便。

2、*.为何桁架可跨更大的跨度?在截面积不变的情况下,采用桁架结构,其抗弯截面系数W增大,所以在桁架所承担应力不变的情况下,桁架可承担更大的弯矩,也就是其跨度可更大第二节 桁架的外形与内力的关系内力不均匀内力均均*。为什么拱形桁架在结构上是较好的形式？ 其形状与简支梁的弯矩图相似，其形状符合受荷后的内力变化规律，所以其杆件内力大致均匀。第三节 屋架型式与屋架材料的关系*。屋架选择的原则是什么？ 适用、经济、美观和制造简单。*。屋架所用的材料是什么？ 木材、钢材、钢筋混凝土*按材料分，屋架可分为哪三类，适用跨度分别是多少？1）木屋架，如豪式屋架，适用跨度为921m，最经济跨度为915m。2）钢筋混凝

3、土屋架，适用跨度为1236m。3）钢屋架，如芬克式屋架，适用跨度为36m以上。*.什么是钢-木组合豪式屋架？ 跨度在15米以上的，因考虑竖腹杆的拉力较大，常采用竖杆为钢拉杆，其余杆为木的屋架。*。芬克式屋架的特点是什么？上弦为压弯构件-两个小桁架下弦受拉-钢材*。钢筋混凝土屋架制作时的要求是什么？要求每个结点上相关的杆件数目不多于五根腹杆与弦杆的交角不小于30度*。钢筋混凝土屋架的跨度第四节 几种屋架的基本尺寸及其适用范围*按形状和结构型式分，屋架可分为哪几种？1）三角形屋架；2）梯形屋架3）弧形屋架4）平行弦屋架5）无斜腹杆屋架6）钢筋混凝土-钢组合屋架7）板状屋架*。屋架设计的基本要求1。

4、屋架的跨度，一般以3米为模数。2。弦杆通常设计成等截面，以便于设计和施工。3。确定屋架形式时，应尽量使弦杆沿全长的内力分布基本相同。4。当钢筋混凝土屋架用于大型屋面板时，上弦宽度要满足屋面板的支撑要求，一般不小于20cm。5。屋架的高度应根据刚度条件满足一定的跨高比。三角形屋架造型美观有利于排水梯型屋架具有较大的空间便于管道的通过和人的通行*。钢筋混凝土梯形屋架的特点1.端部高度:1.8-2.2m2.节间长度:上弦为3m下弦为6m3.坡度:1/124.高跨比:1/6-1/8*。梯形钢屋架的特点跨度36米以上采用再分式上弦,避免上弦过度受弯.*。弧形屋架的特点便于铺设大型屋面板多用钢筋混凝土制造

5、.高跨比:1/6-1/8*。平行弦屋架的特点优点是腹杆长短和结点构造统一,制作方便.缺点是杆件内力分布不均匀,造成很大浪费.*。无斜腹杆屋架的特点特点是没有斜腹杆，结构造型简单，便于制作。屋面板可以支承在上弦杆上也可以支承在下弦杆上，省去天窗架等构件，降低了厂房的高度。上弦为拱，下弦为拉杆，竖腹杆承受拉力。*。钢筋混凝土组合屋架的特点及常用跨度是什么？上弦承受弯矩-钢筋混凝土杆件下弦及受拉腹杆-钢拉杆。常用跨度为9-18米。*。不同屋架的优缺点是什么？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。下撑式五角形屋面的特点是重心低，内力分布比较均匀。但影响了房屋的净空。折线型屋架

6、杆件的内力分布均匀。*。板状屋架的概念*。板状屋架的优缺点是什么？屋面板与屋架合二为一，传力简捷，减少了屋盖构件，节省钢材和水泥，结构自重轻。制作比较复杂。单坡和双坡板状屋架*。拱形板状屋架。上下弦均由槽形板组成第五节 屋架的选型*。屋架选型的一般原则1。建筑跨度在36米以上时，宜选用钢屋架，但在有侵蚀介质的厂房中，不宜采用钢结构。2。有节约钢材，跨度在36米以下时，宜选用预应力钢筋混凝土屋架。跨度在18-24米之间，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。3。在18米以下时，可选用钢筋混凝土组合屋架。4。房屋内部以及所在地区的相对湿度大于75

7、%，通风不良者，或有侵蚀性介质的建筑，不宜选用木屋架。第六节 桁架结构的建筑实例首都速滑馆组合式梭形空间桁架体系为了避免应力集中，采用了两榀双拼整桁架。国家奥林匹克体育中心整个屋架体系由球节点弧形平面钢桁架、箱形钢梁、斜拉平行钢丝索及双层斜向支撑组成的空间组合屋盖屋脊处设有箱形钢梁，球节点桁架上端支承在箱形钢梁上，桁架下端支承在钢筋混凝土框架的顶部。箱形钢梁用24道斜拉索锚固在东、西两座塔筒上斜拉索两端分别锚固在塔筒内壁钢筋混凝土墙上和箱形钢梁的腹板上。上海大剧院上海浦东国际机场一期侯机楼(张弦梁)办票大厅R2（跨度82.6m）单榀张弦梁上海浦东国际机场一期侯机楼张弦梁张弦梁结构最早是由日本大

8、学M.Saitoh教授提出，是一种区别于传统结构的新型杂交屋盖体系。张弦梁结构是一种由刚性构件上弦、柔性拉索、中间连以撑杆形成的混合结构体系，其结构组成是一种新上海浦东机场自平衡体系，是一种大跨度预应力空间结构体系，也是混合结构体系发展中的一个比较成功的创造。张弦梁结构体系简单、受力明确、结构形式多样、充分发挥了刚柔两种材料的优势，并且制造、运输、施工简捷方便，因此具有良好的应用前景。张弦梁结构的受力机理为通过在下弦拉索中施加预应力使上弦压弯构件产生反挠度，结构在荷载作用下的最终挠度得以减少，而撑杆对上弦的压弯构件提供弹性支撑，改善结构的受力性能。一般上弦的压弯构件采用拱梁或桁架拱，在荷载作用

9、下拱的水平推力由下弦的抗拉构件承受，减轻拱对支座产生的负担，减少滑动支座的水平位移。张弦梁结构可充分发挥高强索的强抗拉性能改善整体结构受力性能，使压弯构件和抗拉构件取长补短，协同工作，达到自平衡，充分发挥了每种结构材料的作用。 张弦梁结构按受力特点可以分为平面张弦梁结构和空间张弦梁结构。 平面张弦梁结构是指其结构构件位于同一平面内，且以平面内受力为主的张弦梁结构。平面张弦梁结构根据上弦构件的形状可以分为三种基本形式：直线型张弦梁、拱形张弦梁、人字型张弦梁结构。 空间张弦梁结构是以平面张弦梁结构为基本组成单元，通过不同形式的空间布置所形成的张弦梁结构。平面张弦梁的基本类型 平面张弦梁上弦拱梁根据刚度需要可以用实腹组合截面或三角立体桁架, 后者刚度更大, 在大跨度结构中也更常用。拉索与拉杆 广州国际会展中心广