PPT《建筑结构选型》

建筑结构选型 第13章 桁架结构 13.

桁架结构 13.1 桁架结构的特点

一、定义:由杆件与铰节点组成的格子式结构(格构).

二、桁架结构的发展由来 掏空的梁----桁架可以看成是从梁衍化而来 13.1 桁架结构的特点

二、桁架结构的发展 13. 桁架结构 13.1 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、桁架结构的发展由来

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.注:主内力与次内力 理想桁架简图假设:理想光滑铰接;

直杆且过铰心;

力只作用在结点. 只受结点荷载作用的直杆铰接体系

三、桁架结构计算的假定

三、桁架结构计算的假定

四、桁架结构的优点 (1)扩大了梁式结构的适用跨度. (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,桁架体型可以多样化.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. 主内力:按计算简图计算出的内力次内力:实际内力与主内力的差值 梁和刚架以承受弯矩为主,因而截面应力分布不均匀,材料不能得到充分利用;

桁架杆承受轴力为主,可以克服梁和刚架的不足. 桁架结构的内力 在一定荷载作用下,桁架内力分布与桁架的形式有关.假设在满跨均载作用下 6a h P P P P P P P 1/ 平行弦桁架 P P P P P P P M0图 几种梁式桁架的受力比较: Q0图??斜杆内力: 下斜杆受拉 上斜杆受压 竖杆内力:符号与斜杆内力符号相反 分布规律:

1、弦杆内力由端点向中心递增

2、腹杆内力由端点向中心递减 弦杆内力: 竖杆受压 竖杆受拉 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. 平行弦桁架 2/ 三角形桁架 6a h P P P P P P P 弦杆内力: M0 按抛物线递增 由于hi 的增长比M0的增长快,所以弦内力由端点向中心递减 hi 按线性递增 斜杆内力和竖杆内力由端点向中心递增;

斜杆内力符号和竖杆内力符号相反;

下斜杆受压,上斜杆受拉 腹杆内力: 分布规律: 与平行弦桁架内力分布相反,符号规律相同 三角形桁架 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. 3/ 抛物线形桁架 P P P P P P P M0图6a h P P P P P P P 结点位于 腹杆内力为零,下弦杆内力相同.上弦杆受压,水平分量相等且等于下弦内力(因为合理拱轴) 弦杆内力: M0 按抛物线递增 Hi 按抛物线递增 折线形桁架 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. 基于上述受力性能分析,在使用上 ? 平行弦桁架内力分布不均,但构件规整,利于标准化,便于施工,宜用于跨度不大情况 ? 抛物线桁架内力分布均匀,腹杆轻,自重小,宜用于大跨结构,但抛物线弦杆施工复杂. ? 三角形桁架内力分布不均匀,支座处内力最大,端结点交锐角构造复杂,宜用于跨度小坡度大的屋盖. 斜腹杆的布置方向对腹杆受力的影响: End 13.2 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,以及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,所以不同材料制造的屋架,其型式也各不一样. 屋架结构的型式 按使用材料: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、钢筋混凝土-钢组合屋架等 按屋架外形:三角形屋架、梯形屋架、抛物线屋架、折线型屋架、平行弦屋架等 按受力特点:桥式屋架、无斜腹杆屋架(刚接桁架、空腹桁架)、立体桁架等 13.2.1 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,则杆件长度太长,受力不利;