桁架结构分析与实例.ppt

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1、桁架结构12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3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。4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5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P

2、alladio）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6桁架的演变历史朗式桁架桥7桁架的演变历史豪式桁架拱桥8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9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10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，

3、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。11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12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。13桁架结构的特点受力性能比较简支梁在弯矩的作用下，

4、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。14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。15桁架结构的特点16桁架结构的特点17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18桁架结构计算假设组成桁架的所有杆件均为

5、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。19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20屋架的形式平行弦桁架（柏式）抛物线形桁架三角形桁架21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）22屋架的形式K式桁架再分式桁架23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

6、合组成）复杂桁架（不同于前两种的其它静定桁架）24屋架的形式联合桁架复杂桁架25屋架的形式26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）27屋架的形式伸臂梁式桁架悬臂梁式桁架拱式桁架28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29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3

7、0木屋架常用的木屋架是方木或原木齿接的豪式木屋架31木屋架32木屋架33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34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。35钢屋架36钢屋架拼装37钢屋架拼装38钢屋架拼装39钢屋架拼装40钢屋架拼装41钢屋架吊装42钢屋架吊装43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

8、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44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45轻型钢屋架棱形