结构选型桁架结构

TRUSS structures 桁架结构小组成员：￿￿戴维衍￿汪旸￿王宁宇￿王遂扬￿周俊CONTENTS目录￿￿￿￿￿3.￿￿优缺点分析优缺点分析（A Advantages￿and￿dvantages￿and￿d disadvantages￿isadvantages￿）￿￿￿￿4.￿￿案例详解案例详解（A Analyze￿case￿nalyze￿case￿）￿￿￿￿2.￿￿力学特点力学特点（Mechanics￿characteristic￿Mechanics￿characteristic￿）￿￿￿￿1.￿￿结构简介结构简介（￿Brief￿introduction￿of￿structure￿￿Brief￿introduction￿of￿structure￿）Brief introduction of structure结构简介一.￿定义￿￿￿￿￿￿￿主要承受轴向力的直杆在相应的节点上连接成几何不变的格构式承重结构简单的说，就是由直杆组成的一般具有三角形单元的平面或空间结构￿Brief introduction of structure结构简介二.￿简介￿￿￿￿￿￿￿在荷载作用下，桁架杆件主要承受轴向拉力或压力，从而能充分利用材料的强度，在跨度较大时可减轻自重和增大刚度，故适用于较大跨度的承重结构和高耸结构，如屋架、桥梁、输电线路塔、卫星发射塔、水工闸门、起重机架等。

Mechanics characteristic 力学特点一.￿芬克式￿￿￿￿￿￿￿常用的三角形轻型钢屋架为芬克式，其特点为长杆受拉，短杆受压，结构受力比较合理，制作亦方便，可以分为两个运输单元￿二.￿三铰拱屋架￿￿￿￿￿￿￿三铰拱屋架由两根斜梁和一根拉杆组成，斜梁有平面桁架式和空间桁架式两种，拉杆可用圆钢或角钢，这种屋架的特点是杆件受力合理，斜梁腹杆短，取材方便，经济效果好￿Mechanics characteristic 力学特点三.￿梭形屋架￿￿￿￿￿￿￿梭形屋架有平面桁架式和空间桁架式两种，适用于跨度为9～15m，间距为3～4.2m的屋盖体系屋架的高跨比为1/9～1/12四.￿分析￿￿￿￿￿￿￿由梁到桁架虽然其结构整体来说其内力情况与简支梁完全一致，但它已由受弯构件变为轴向受力构件，传力路线发生了根本变化，将材料的抵抗力集中在最外边缘的纤维上，此时力臂最大上弦受压、下弦受拉，由此形成力偶来平衡外荷载产生的弯矩，剪力则由斜腹杆中的竖向分量来承担￿￿ ￿Advantages and disadvantages优缺点分析优点：￿￿￿￿￿1.￿受力性能好（受力均匀，材料利用充分）￿￿￿￿￿2.￿扩大了梁式结构的适用跨度￿￿￿￿￿3.￿桁架可以用多种材料制造，包括木屋架、钢屋架、钢筋混凝土屋架、钢筋混凝土－钢组合结构￿￿￿￿￿4.￿桁架体型可以多样化（矩形、三角形、折线形）￿￿￿￿￿5.￿施工方便缺点：￿￿￿￿￿1.￿结构高度大￿￿￿￿￿2.￿平面桁架的侧向刚度小（需要设置支撑）￿￿￿￿￿3.￿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）。

￿ANALYZE CASE案例详解3.￿￿￿构筑物构筑物￿4.￿￿￿主席台主席台￿￿￿2.￿￿教四雨棚教四雨棚￿ ￿￿￿￿1.￿￿风雨操场风雨操场ANALYZE CASE案例详解——风雨操场一.￿桁架选型￿￿￿￿￿￿￿￿根据建筑平面形状和跨度大小，支承方式、荷载大小、屋面构造和材料、制作安装方法等因素￿《网架结构设计与施工规程》JGJ￿7-91Ø￿大跨度为60m以上Ø￿中跨度为30～60mØ￿小跨度为30m以下￿￿￿￿￿￿￿￿风雨操场的跨度远大于60m所以，根据规范，它属于大跨度￿ANALYZE CASE案例详解——风雨操场二.￿桁架结构的支承及其选型周边支承点支承ANALYZE CASE案例详解——风雨操场三.￿支承方式Ø周边支承Ø点支承Ø周边支承与点支承相结合Ø两边和三边支承等风雨操场属于周边支承ANALYZE CASE案例详解——风雨操场四.￿四角锥体系网架￿￿￿￿￿￿￿杆件受力较均匀，空间刚度比其它类型的四角锥网架及两向网架好适用于建筑平面接近正方形的周边支承及点支承情况正放四角锥网架ANALYZE CASE案例详解——教四雨棚￿￿￿￿￿￿￿￿该雨棚属于立体桁架结构，截面形式为正三角型。

由照片可看出，教四前的雨棚跨度并不是很大，故上弦截面不大，如果再一分为二，势必对受压不利，故宜把下弦一分为二，构成正三角形立体桁架￿一.￿简介ANALYZE CASE案例详解——教四雨棚￿二.￿立体桁架特点￿￿￿￿￿1.￿截面形式：矩形、正三角形、倒三角形，是由两榀平面桁架隔一定距设连接杆件将两榀平面桁架成90度或45度的夹角￿￿￿￿￿2.￿为减少连接杆件，可采用三角形截面的立体桁架正三角形适于小跨度，倒三角形适于大跨(跨度大、截面大，可分，反之不可分)￿￿￿￿￿3.￿立体桁架采用钢球节点，使各杆件中心汇交于球节点中心，受力明确均匀，施工方便截面形式矩形截面形式正三角截面形式倒三角ANALYZE CASE案例详解——构筑物一.￿简介￿￿￿￿￿￿￿1.￿此构筑物跨度大于60m，故为大跨度立体桁架结构￿￿￿￿￿2.￿截面形式为倒三角形构造￿￿￿￿￿3.￿以理四，理五延伸上来的的柱子在两端支撑￿ANALYZE CASE案例详解——构筑物二.￿分析￿￿￿￿￿￿￿倒三角形立体桁架有较大的平面外刚度，有利于吊装和利用，节省了用于支撑的钢材，因而具有较大的优越性￿￿￿￿￿￿￿但三角形截面的立体桁架杆长计算繁琐，杆件的空间角度非整数，节点构造复杂，焊缝要求高，制作复杂。

￿ANALYZE CASE案例详解——主席台一.￿简介￿￿￿￿￿￿￿总所周知，桁架的使用范围很广，在选择桁架形式时我们通常会考虑它的材料，施工条件，用途等等一般来说，桁架多应用于受弯构件，此处是一个较大的悬挑相对于其他构架来说，桁架的多种材料选择，方便的施工，适当扩大梁式结构的适用跨度这些优点都是我们选择它的原因ANALYZE CASE案例详解——主席台二.￿分析￿￿￿￿￿￿￿桁架更有利于防锈与清洁维护一般来说，钢管和大气接触表面积小，易于防护，在节点处各杆件直接焊接，没有难于清刷、油漆、积留湿气及大量灰尘的死角和凹槽，维护更为方便管形构件在全长和端部封闭后，其内部不易生锈从左图中也可以看出这一点￿ANALYZE CASE案例详解——主席台二.￿分析￿￿￿￿￿￿￿桁架结构一般会有以下几种形式——三角三角形桁架，梯形桁架，多边形桁架，空腹桁架，形桁架，梯形桁架，多边形桁架，空腹桁架，桁架桥桁架桥￿￿￿￿￿￿而此处所用的是四角锥形桁架四角锥形桁架，即多边形桁架上弦节点位于二次抛物线上，如上弦呈拱形可减少节间荷载产生的弯矩，但制造较为复杂在均布荷载作用下，桁架外形和简支梁的弯矩图形相似，因而上下弦轴力分布均匀，腹杆轴力较小，用料最省，是工程中常用的一种桁架形式。

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