薄腹梁和桁架结构

1第一知识单元梁第一节梁的型式第二节梁的受力与变形第三节钢筋砼梁的构造教学要求了解梁的不同型式及钢筋混凝土梁的构造，了解梁的受力情况，掌握梁的支承方式及按位置情况分类。2梁(beam)主要承受垂直于梁轴线方向的荷载作用板梁柱拱4123

人们居住和工作的建筑物均是由各个单一空间构成，而每一个空间又是由基本构件组成。建筑物的基本结构形式可分为31.1梁的型式石梁材料截面支承方式静定梁超静定梁焊接工字型梁矩形梁异形梁木梁钢梁钢筋混凝土梁预应力混凝土梁钢-钢筋混凝土梁4主梁布置方式支承方式简支梁悬臂梁次梁过梁圈梁连梁连续梁51.1梁的型式石梁石材抗压强度高，抗拉强度低。高度大，而跨度较小帕特农神庙6太和殿，俗称金銮殿，殿高35米，面积2381平方米，是中国最大的一座木结构宫殿。面阔11间，进深5间，为中国古代殿宇最高等级的重檐庑殿顶。1.1梁的型式71.1梁的型式8木梁木材自重轻，抗压抗拉、强度高。截面小，跨度大，使用方便。木材防腐、防火、防蛀性能差，且资源有限，现代建筑逐步淘汰。胶合木

用胶粘方法将木料或木料与胶合板拼接成尺寸与形状符合要求而又具有整体木材效能的构件和结构。胶合木结构于1907年首先在德国问世，至40年代中期已发展成为现代木结构的一个重要分支。广泛应用于各种工程上。1.1梁的型式9南京长江大桥1.1梁的型式10钢梁钢梁强度高，施工方便。钢梁自重比相同跨度混凝土梁轻。维护费用较高，房屋建筑较少使用，但在厂房、桥梁中应用较广泛。1.1梁的型式11某单层工业厂房1.1梁的型式12砼梁砼梁由砼和钢筋共同工作，砼受压，钢筋受拉，受力明确，构造简单，但其自重较大，跨度一般不超过12米。预应力砼梁预应力砼梁在受拉区施加预应力，可有效控制裂缝和挠度。钢-钢筋砼梁下部钢材受拉，上部钢筋砼受压，充分利用其材料特性。1.1梁的型式131.1梁的型式141.1梁的型式钢筋砼梁截面型式钢梁截面型式15悬臂梁梁的一端固定在支座上，使该端不能转动，也不能产生水平和垂直移动。.梁的两端搁置在支座上，但支座仅使梁不产生垂直移动，可自由转动。为使整个梁不产生水平移动，加设铰支座和滚动支座。...支承方式简支梁连续梁具有两个以上支座的梁。..1.1梁的型式16简支梁玻璃走廊鸟瞰美国大峡谷悬臂梁`1.1梁的型式17连续梁1.1梁的型式181.1梁的型式超静定梁静定梁静定多跨梁连续梁单跨梁多跨梁19次梁次梁直接承受板传来的荷载。主梁主梁除承受板直接传来的荷载外，还承受次梁传来的荷载。连梁连梁主要用于连接两榀框架，使其成为一个整体。圈梁圈梁一般用于砖混结构，将整个建筑围成一体，增强结构的抗震性能。过梁过梁一般用于门窗洞口的上部，用以承受洞口上部结构的荷载。在结构中的位置1.1梁的型式20建筑剖视图1.1梁的型式21钢结构建筑主梁，次梁次梁次梁主梁主梁1.1梁的型式22屋面板混合结构－竖向荷载通过砖墙传到基础上圈梁的设置1.1梁的型式231.2梁的受力与变形单跨梁在竖向均布荷载作用下的弯矩图梁主要承受垂直于梁轴线方向的荷载的作用,其内力主要为弯矩和剪力。

梁的变形主要是挠曲变形。梁的受力与变形主要与梁的约束条件有关。241.2梁的受力与变形

简支梁是静定结构,构造简单，施工方便。但内力及变形较大。常用于中小跨度建筑。

当建筑物的地基较差时采用简支梁结构较为有利。简支梁也常被用来作为沉降缝之间的连接构件。251.2梁的受力与变形

悬臂梁悬臂端无支承构件，视野开阔,空间布置灵活。其缺点是在结构的固定端有较大的倾覆力矩。设计时除了考虑结构的强度和变形外,还要注意结构的抗倾覆稳定性。261.2梁的受力与变形

当梁柱结构中柱刚度比梁刚度大很多且梁柱节点构造为刚接时,可按两端固定梁分析梁在竖向荷载作用下的内力与变形对于一般情况下梁柱刚度相差不多的情况,则柱对梁的约束作用应视作弹性支承,这时梁在竖向荷载作用下的内力和变形介于两端固定梁和两端简支梁之间。271.3钢筋砼梁的构造梁高可取梁跨度的1/14～1/8,梁宽可梁高度的1/3～1/2。

当梁截面高度受限制时，可适当采用扁梁。简支梁可比连续梁截面稍大些，采用预应力混凝土梁的截面可稍小些。

钢筋砼梁截面尺寸应根据梁的跨度、荷载、支承及建筑使用要求确定。28

第二知识单元桁架结构第一节桁架结构的受力特点第二节屋架结构的型式第三节屋架结构的选型与布置教学要求了解桁架结构的受力特点及其型式，掌握屋架结构选型与布置29桁架（truss）:由直杆组成的一般具有三角形单元的平面或空间结构。在房屋建筑中,桁架常用来作为屋盖承重结构,又称为屋架。30桁架（truss）:由直杆组成的一般具有三角形单元的平面或空间结构。在房屋建筑中,桁架常用来作为屋盖承重结构,又称为屋架。31

2.1桁架结构的受力特点32

2.1桁架结构的受力特点组成桁架的所有各杆都是直杆，所有各杆的中心线(轴线)都在同一平面内。桁架结构计算的假定33

2.1桁架结构的受力特点桁架结构计算的假定桁架的杆件与杆件相连接的节点均为铰接节点。34

2.1桁架结构的受力特点鲁班锁35

2.1桁架结构的受力特点桁架结构计算的假定所有外力(包括荷载及支座反力)都作用在桁架的中心平面内,并集中作用于节点上。36

2.1桁架结构的受力特点桁架结构的内力

矩形桁架为等高度,沿跨度方向各腹杆的轴力变化与剪力图一致,跨中小而支座处大,其值变化较大。弦杆跨中节间轴力大、靠近支座处轴力较小或为零37

2.1桁架结构的受力特点桁架结构的内力三角形桁架的高度自跨中最大处向支座节点最小处呈线性变化,而弯矩的变化自跨中向支座呈抛物线变化,弯矩的减小速度比桁架高度的减小速度慢,故上、下弦杆内力在跨中节间最小,而在靠近支座处最大。38

2.1桁架结构的受力特点桁架结构的内力高度呈抛物线型的桁架是最理想的桁架形式。因桁架高度的变化与外荷载所产生的弯矩图完全一致,使上、下弦杆各节间轴力也完全相等。39

2.1桁架结构的受力特点桁架结构的内力斜腹杆的布置方向对腹杆受力的符号(拉或压)有直接的关系。对于矩形桁架,斜腹杆外倾受拉,内倾受压,竖腹杆受力方向与斜腹杆相反。40

2.1桁架结构的受力特点桁架结构的内力斜腹杆的布置方向对腹杆受力的符号(拉或压)有直接的关系。对于矩形桁架,对于三角形桁架,斜腹杆外倾受压,内倾受拉,而竖腹杆则总是受拉。41

2.2屋架结构的型式桁架结构的内力斜腹杆的布置方向对腹杆受力的符号(拉或压)有直接的关系。对于矩形桁架,对于三角形桁架,斜腹杆外倾受压,内倾受拉,而竖腹杆则总是受拉。42三角形桁架三角形屋架一般用于屋面坡度较大的屋盖结构中。一般宜用于中小跨度的轻屋盖结构。

2.2屋架结构的型式43梯形桁架梯型屋架一般用于屋面坡度较小的屋盖中。其受力性能比三角形屋架优越,适用于较大跨度或荷载的工业厂房。

2.2屋架结构的型式44梯形桁架矩形桁架矩形屋架也称为平行弦屋架。其上下弦平行,腹杆长度一致,杆件类型少,易于满足标准化、工业化生产的要求。常用于托架或支撑系统。

2.2屋架结构的型式45梯形桁架屋架结构的主要尺寸屋架的矢高直接影响结构的刚度与经济指标。矢高大、弦杆受力小,但腹杆长、长细比大、易压曲,用料反而会增多。矢高小,则弦杆受力大、截面大、且屋架刚度小、变形大。一般矢高可取跨度的1/10~1/5。

2.3屋架结构的选型及布置矢高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1/8~l/12。坡度46梯形桁架屋架结构的主要尺寸屋架节间长度的大小与屋架的结构型式,材料及荷载有关。一般上弦受压,节间长度应小些,下弦受拉,节间长度可大些。屋架上弦节间长度常取3m。当屋盖采用有檩体系时,则屋架上弦节间长度应与檩条间距一致。

2.3屋架结构的选型及布置节间47梯形桁架屋架结构的选型

2.3屋架结构的选型及布置屋架结构的选型应考虑房屋的用途、建筑造型、屋面防水构造、屋架的跨度、结构材料的供应、施工技术条件等因素,做到受力合理、技术先进、经济适用。48梯形桁架屋架结构的选型从结构受力来看,抛物线状的拱式结构受力最为合理。但拱式结构上弦为曲线,施工复杂。折线型屋架,与抛物线弯矩图最为接近,故力学性能良好。梯形屋架,因其既具有较好的力学性能,上下弦均为直线施工方便,故在大中跨建筑中被广泛应用。三角形屋架与矩形屋架力学性能较差。三角形屋架一般仅适用于中小跨度,矩形屋架常用作托架或荷载较特殊情况下使用。

2.3屋架结构的选型及布置受力49梯形桁架屋架结构的选型屋面防水构造决定了屋面排水坡度,进而决定屋盖的建筑造型。

一般来说,当屋面防水材料采用粘土瓦、机制平瓦或水泥瓦时,应选用三角形屋架、陡坡梯形屋架。当屋面防水采用卷材防水、金属薄板防水时,应选用拱形屋架、折线形屋架和缓坡梯形屋架。

2.3屋架结构的选型及布置防水50