桁架结构分析与实例演示文稿

桁架结构分析与实例演示文稿当前1页，总共62页。（优选）桁架结构分析与实例当前2页，总共62页。3当前3页，总共62页。概述桁架结构是由直杆在端部相互连接而成的以抗弯为主的格构式结构。上弦杆下弦杆斜腹杆桁架示意图竖杆4当前4页，总共62页。概述在房屋建筑中，桁架常用来作为屋盖承重结构，这时称为屋架。现今，桁架结构已经发展起多种多样的形式，不仅局限于屋架，在一些大跨度结构、高层建筑、桥梁中都有非常广泛的应用。桁架结构包括了平面桁架结构和空间桁架结构。5当前5页，总共62页。概述桁架结构的应用范围：工业与民用建筑的屋盖吊车梁桥梁起重机水工闸门海洋平台大跨度公共建筑结构6当前6页，总共62页。桁架的演变历史古罗马人曾用桁架修建横跨多瑙河的特雷江桥的上部结构（发现于罗马的浮雕中）。文艺复兴时期，意大利建筑师（拔拉雕Palladio）开始采用木桁架建桥，出现了朗式、汤式（斜交格栅）、豪式桁架。英国最早的金属桁架建于1845年，是和汤式木桁架相似的格构桁架，第二年又采用了三角形的华伦式桁架。现代桁架多由此衍生而来，如钢桁梁标准设计中的带竖杆华伦式桁架和带竖杆的菱形（双三角形）桁架7当前7页，总共62页。桁架的演变历史朗式桁架桥8当前8页，总共62页。桁架的演变历史豪式桁架拱桥9当前9页，总共62页。桁架的演变历史

带竖杆华伦式桁架华伦式桁架带竖杆菱形桁架10当前10页，总共62页。桁架的演变历史

E.Brandt1876年出版的著作《钢结构设计教程》中的桁架梁11当前11页，总共62页。桁架的演变历史

巴黎的万国博览会大厅，1867年建成。建筑师为LeopoldHardy，Jean－BaptisteKrantz成功使用了由CamillePolonceau发明的Polonceau桁架。它证实了建筑技术的飞跃源于新材料的运用：铁、玻璃、波纹金属薄片材料。12当前12页，总共62页。桁架的演变历史

巴黎的GalerdesMachines采用了当时非常先进的铰接支座采用了由Fife－Lille发明的预制桁架构件的连接装配方法13当前13页，总共62页。桁架结构的特点受力特点从结构整体来说，桁架多应用于受弯构件，在外荷载的作用下所产生的弯矩图和剪力图都与在简支梁的情况相似。但桁架结构具有与简支梁完全不同的受力性能。14当前14页，总共62页。桁架结构的特点受力性能比较

简支梁在弯矩的作用下，沿梁轴线的弯矩和剪力的分布和截面内的正应力和剪应力的分布极不均匀。中间部分材料不能充分发挥作用，一般以上下边缘处材料的强度作为控制。15当前15页，总共62页。桁架结构的特点受力性能比较

桁架的上弦受压，下弦受拉，由此形成力偶来平衡外荷载所产生的弯矩，外荷载所产生的剪力则由腹杆承受。材料得到充分的发挥。16当前16页，总共62页。桁架结构的特点17当前17页，总共62页。桁架结构的特点18当前18页，总共62页。桁架结构的特点桁架结构的优缺点缺点：结构高度大平面桁架的侧向刚度小（需要设置支撑）受压构件需要满足稳定性要求，故不能材尽其用(结构选型时尽量考虑）优点：受力合理计算简单施工方便适应性强

19当前19页，总共62页。桁架结构计算假设组成桁架的所有杆件均为直杆，所有杆件的中心线（轴线）都在同一平面内（中心平面）。桁架的杆件与杆件相连接的节点均为铰接节点。所有外力都作用在桁架的中心平面内，并集中作用于节点上。20当前20页，总共62页。屋架的形式按外形不同分类三角形屋架梯形屋架抛物线屋架折线形屋架平行弦屋架21当前21页，总共62页。屋架的形式平行弦桁架（柏式）抛物线形桁架三角形桁架22当前22页，总共62页。屋架的形式按腹杆布置不同分类三角形腹杆系（即华伦式桁架）带竖杆的三角形腹杆系半斜杆腹系（如K式桁架）组合腹系（亦称再分式桁架）23当前23页，总共62页。屋架的形式

K式桁架再分式桁架24当前24页，总共62页。屋架的形式按桁架几何组成方式分类简单桁架联合桁架（由几个简单桁架按几何不变体系的简单组成规则联合组成）复杂桁架（不同于前两种的其它静定桁架）25当前25页，总共62页。屋架的形式

联合桁架复杂桁架26当前26页，总共62页。屋架的形式27当前27页，总共62页。屋架的形式按所受水平推力分类无推力的梁式桁架（与相应的实体梁结构比较，掏空率大，上下弦杆联合抗弯，腹杆主要抗剪，受力合理，用材经济）有推力的拱式桁架（拱圈与拱上结构联为一体，整体性好，便于施工，跨越能力强，节省钢材料）28当前28页，总共62页。屋架的形式

伸臂梁式桁架悬臂梁式桁架拱式桁架29当前29页，总共62页。屋架的形式按结构受力特点分类桥式屋架无斜腹杆屋架刚接桁架立体桁架30当前30页，总共62页。屋架的形式按材料使用不同分类木屋架钢-木组合屋架钢屋架轻型钢屋架钢筋混凝土屋架预应力混凝土屋架钢-混凝土组合屋架31当前31页，总共62页。木屋架常用的木屋架是方木或原木齿接的豪式木屋架32当前32页，总共62页。木屋架33当前33页，总共62页。木屋架34当前34页，总共62页。钢-木组合屋架钢-木组合屋架的形式有豪式屋架、芬克式屋架、梯形屋架和下折式屋架采用钢拉杆作为屋架的下弦，提高屋架结构的刚度，消除了接头的非弹性变形35当前35页，总共62页。钢屋架由于钢屋架承载力高，自重轻，适用于跨度大的屋架。安装、施工方便。36当前36页，总共62页。钢屋架37当前37页，总共62页。钢屋架拼装38当前38页，总共62页。钢屋架拼装39当前39页，总共62页。钢屋架拼装40当前40页，总共62页。钢屋架拼装41当前41页，总共62页。钢屋架拼装42当前42页，总共62页。钢屋架吊装43当前43页，总共62页。钢屋架吊装44当前44页，总共62页。轻型钢屋架采用薄壁型钢、小型热轧型钢等轻型钢材的屋架主要有三角形屋架、三铰拱屋架、棱形屋架轻型屋架适用于小跨度、设置有起重量小于50t的中轻级工作制桥式吊车的工业厂房和小跨度的民用房屋的屋盖结构45当前45页，总共62页。轻型钢屋架三铰拱轻钢屋架

杆件受力合理斜梁腹杆短经济效果好拱拉杆比较细柔、不能承压整个屋盖结构的刚度较差三铰拱轻钢屋架46当前46页，总共62页。轻型钢屋架棱形屋架棱形屋架有平面桁架式和空间桁架式截面中心低空间刚度好棱形屋架47当前47页，总共62页。轻钢屋架48当前48页，总共62页。混凝土屋架混凝土屋架常见形式有梯形屋架、折线形屋架、拱形屋架、无斜腹杆屋架、桥式屋架

钢筋混凝土-钢组合桥式屋架49当前49页，总共62页。混凝土屋架50当前50页，总共62页。钢-钢筋混凝土组合屋架屋架上弦和压腹杆采用钢筋混凝土，下弦及受拉杆采用钢拉杆，充分发挥两种不同材料的力学性能。自重轻省材料技术经济指标较好51当前51页，总共62页。空间桁架（立体桁架）平面桁架结构虽然有很好的平面力学性能，但其平面外刚度很小。为保证结构的整体性，必须要设置各类支撑。支撑结构布置需要消耗很多材料，且常常以长细比等构造要求控制，材料强度得不到充分的发挥。空间桁架结构能很好地避免上述缺点。52当前52页，总共62页。空间桁架结构倒三角空间桁架曲线梁武昌火车站月台53当前53页，总共62页。刚接桁架刚接桁架没有斜腹杆，仅有竖腹杆，为了使结构构成几何不变体系，必须采用刚节点。54当前54页，总共62页。刚接桁架刚接月牙形屋架上海大剧院55当前55页，总共62页。刚接桁架上海大剧院56当前56页，总共62页。桁架结构的选型桁架结构的选型应考虑建筑的用途、建筑造型、屋面防水构造、屋架的跨度、结构材料的供应、施工技术各种桁架有其适用范围做到受力合理、技术先进、经济适用57当前57页，总共62页。排架结构排架结构一般指由屋架和柱组成的结构体系常用于单层工业厂房比起刚架结构，更适合于有大跨度要求的工业建筑单跨排架、多跨排架等高排架、不等高排架、锯齿形排架58当前58页，总共62页。工程实例香港中国银行大厦由贝聿铭设计，为巨型桁架体系，主体结构为八榀巨型桁架，其中四榀沿正方形平面的周边布置，另四榀沿对角线方向布置。平面为52m×52m，四角为型钢配筋的大型钢筋混凝土立柱，底部最大截面为4800mm×4100mm，直接落地深入基础，向上逐渐减小截面。正方形平面中心外的立柱由顶层向下通到第25层结束，支承在金字塔形的空间桁架中心。在巨型桁架平面内还设置若干吊杆，将楼层荷载通过巨型桁架斜杆传给角柱。使角柱承担几乎全部全力荷载，增强了巨型桁架的抗倾覆能力。59当前59页，总共62页。工程实例埃菲尔铁塔是1887年1月26日动工，1889年5月15日开放的，距今已有100多年的历史了。建筑师为GustaveEiffel。埃菲尔铁塔占地一公顷，耸立在巴黎市区赛纳河畔的战神广场上。除了四个脚是用钢筋