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1、第七章第七章 桁架构造桁架构造7.1 桁架构造的特点7.2 桁架外形与内力的关系7.3 屋架构造的方式与屋架资料7.4 屋架构造的选型7.5 屋架构造的工程实例 桁架构造：桁架构造是指由假设干直杆在其两端用铰链衔接而成的抗压构造。 在房屋建筑中，桁架构造常用来作为屋盖的承重构造，通常称为屋架桁构造实例桁构造实例7.1 7.1 桁架构造的特点桁架构造的特点 7.1.1 桁架构造的产生 从梁构造截面应力的分布情况可以得到启示，一根单跨简支梁受荷后的截面正应力分布为压区三角形和拉区三角形，中和轴处应力为零，离中和轴越近的应力越小。把截面上的中加部分削减成工字形截面，既可节省资料又可减轻构造自重。把截
2、面中间部分挖空构成空腹方式，倘假设大幅度挖空，中间剩下几根很小的连杆时，九开展成为所谓的“桁架。由此可见，桁架式从梁构造开展产生出来的。 7.1.2 桁构造的特点 特点：受力合理、计算简单、施工方便、 顺应性强，对支座没有横向推力。 桁架构造比梁构造具有的优点：扩展了梁构造的适用跨度。桁架可以用各种资料制造。桁架是由杆件组成的，桁架体型可以多样化。施工方便。7.2 7.2 桁架构造外形与内力的关系桁架构造外形与内力的关系按屋架外形的分类：三角形屋架梯形屋架抛物线形屋架折线形屋架平行弦屋架7.2.1 桁架构造计算的假定桁架构造计算的假定1、组成桁架的一切各杆都是直杆，一切各杆的中、组成桁架的一切
3、各杆都是直杆，一切各杆的中心线轴线都在同一平面内，这一平面称为桁心线轴线都在同一平面内，这一平面称为桁架的中心平面；架的中心平面；2、桁架的杆件与杆件相衔接的节点均为铰接节点；、桁架的杆件与杆件相衔接的节点均为铰接节点；3、一切外力荷载和支座反力都作用在桁架的、一切外力荷载和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。中心平面内，并集中作用于节点上。 虽然桁架构造中以轴力为主，其构件的受力形状比梁的构造合理，但在桁架构造各杆件单元中，内力的分布是不均匀的。屋架的几何外形有平行弦桁架、三角形桁架、梯形桁架、折线形桁架等等，它们的内力分布随外形的不同而变化。1、弦杆的内力、弦杆的内力上弦
4、杆受压，下弦杆受拉，其轴力由力矩平衡方程上弦杆受压，下弦杆受拉，其轴力由力矩平衡方程式得出式得出(矩心取在屋架节点矩心取在屋架节点) (负值表示上弦杆受压，正值表示下弦负值表示上弦杆受压，正值表示下弦杆受拉杆受拉)式中式中 简支梁相应于屋架各节点处的截面弯矩；简支梁相应于屋架各节点处的截面弯矩； 屋架高度。屋架高度。2、腹杆的内力、腹杆的内力 屋架内部的杆件称为腹杆，包括竖腹杆与斜腹屋架内部的杆件称为腹杆，包括竖腹杆与斜腹杆。腹杆的内力可以根据脱离体的平衡法那么，杆。腹杆的内力可以根据脱离体的平衡法那么，由力的竖向投影方程求得：由力的竖向投影方程求得： 式中式中 斜腹杆的竖向分力和竖腹杆的轴力
5、；斜腹杆的竖向分力和竖腹杆的轴力； 简支梁相应于屋架节间的剪力。简支梁相应于屋架节间的剪力。桁架杆件内力与桁架方式的关系如下：桁架杆件内力与桁架方式的关系如下：平行弦桁架的杆件内力是不均匀的，弦杆内力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，腹杆内力由中间向是两端小而向中间逐渐增大，腹杆内力由中间向两端增大；两端增大；三角形桁架的杆件内力分布也是不均匀的，弦三角形桁架的杆件内力分布也是不均匀的，弦杆的内力是由中间向两端逐渐增大，腹杆内力由杆的内力是由中间向两端逐渐增大，腹杆内力由两端向中间逐渐增大；两端向中间逐渐增大；折线形桁架的杆件内力分布大致均匀，从力学折线形桁架的
6、杆件内力分布大致均匀，从力学角度看，它是比较好的屋架方式，由于它的外形角度看，它是比较好的屋架方式，由于它的外形与同跨度同荷载的简支梁的弯矩图形类似，其外与同跨度同荷载的简支梁的弯矩图形类似，其外形符合内力变化的规律，比较经济。形符合内力变化的规律，比较经济。7.3 7.3 屋架构造的型式与屋架屋架构造的型式与屋架资资料料按屋架外形的不同，有三角形屋架、梯形屋架、按屋架外形的不同，有三角形屋架、梯形屋架、抛物线形屋架、折线形屋架、平行弦屋架等。抛物线形屋架、折线形屋架、平行弦屋架等。 根据资料的不同，可分为木屋架、钢屋架、钢根据资料的不同，可分为木屋架、钢屋架、钢一木组合屋架、轻型钢屋架、钢筋
7、混凝土屋架、一木组合屋架、轻型钢屋架、钢筋混凝土屋架、预应力混凝土屋架、钢筋混凝土预应力混凝土屋架、钢筋混凝土- -钢组合屋架等。钢组合屋架等。 7.3.1 7.3.1 木屋架木屋架木屋架的典型型式是豪式屋架。这种屋架型式适用于木木屋架的典型型式是豪式屋架。这种屋架型式适用于木屋架的缘由是：屋架的缘由是：1 1、屋架的节间大小均匀，屋架的杆件内力突变不大，比、屋架的节间大小均匀，屋架的杆件内力突变不大，比较均匀。较均匀。2 2、这种型式屋架的腹杆长度与杆件内力的变化相一致，、这种型式屋架的腹杆长度与杆件内力的变化相一致，两者协调而不矛盾。两者协调而不矛盾。 3 3、木屋架的节点采用齿结合。这种
8、屋架节点上相交的杆、木屋架的节点采用齿结合。这种屋架节点上相交的杆件不多，为齿结合提供了能够性。件不多，为齿结合提供了能够性。 豪式木屋架的适用跨度为921m，最经济跨度为915m。豪式木屋架的节间数目主要思索节间长度要适中。假设节间长度太长，那么杆件长度太长，受力不利；假设节间长度太短，那么节点太多，制造费事。普通应控制节间长度在1.52.5m。 设计上通常的规定是：跨度69m时，采用四节间；跨度912m时，采用六节间；跨度1215m时，采用八节间。三角形屋架的内力分布不均匀，支座处大而跨中小。普通适用于跨度在18m以内的建筑中。三角形屋架的上弦坡度大，有利于屋面排水。当屋面资料为粘土瓦、水
9、泥瓦、小青瓦及石棉瓦等时，排水坡度普通为I=1213，屋架的高跨比普通为1416。 当房屋跨度较大时，选用梯形屋架较为适宜。梯形屋架受力性能比三角形屋架合理，当采用波形石棉瓦、铁皮或卷材作屋面防水资料时，屋面坡度可取I=15。梯形屋架适用跨度为1218m。 跨度在15m以上时，因思索竖腹杆的拉力较大，常采用竖杆为钢杆、其他杆件为木材的钢木组合豪式屋架。7.3.2 7.3.2 钢钢屋架屋架钢屋架的型式主要有三角形屋架、梯形屋架、平行弦屋钢屋架的型式主要有三角形屋架、梯形屋架、平行弦屋架。有时为改善上弦杆的受力情况，可采用再分式腹杆架。有时为改善上弦杆的受力情况，可采用再分式腹杆的方式。的方式。三
10、角形屋架用于陡坡屋面的屋盖构造中。三角形屋架用于陡坡屋面的屋盖构造中。芬克式屋架，是钢屋架的典型型式，其特点是：芬克式屋架，是钢屋架的典型型式，其特点是：1 1、钢材是一种柔性资料，强度高，但抗弯性能差。屋架、钢材是一种柔性资料，强度高，但抗弯性能差。屋架上弦是压弯构件，为了顺应钢材这个弱点，芬克式屋架上弦是压弯构件，为了顺应钢材这个弱点，芬克式屋架把上弦分成左右两个小桁架，小桁架内的杆件长度就变把上弦分成左右两个小桁架，小桁架内的杆件长度就变得较短。得较短。2 2、屋架下弦中段虽较长，但因下弦内力是受拉，钢材抗、屋架下弦中段虽较长，但因下弦内力是受拉，钢材抗拉最适宜。拉最适宜。梯形屋架是由双
11、梯形合并而成，它的外形和荷载引起的梯形屋架是由双梯形合并而成，它的外形和荷载引起的弯矩图形比较接近，因此弦杆内力沿跨度分布比较均匀，弯矩图形比较接近，因此弦杆内力沿跨度分布比较均匀，资料比较经济。这种屋架在支座处有一定的高度，既可资料比较经济。这种屋架在支座处有一定的高度，既可与钢筋混凝土柱铰接，也可与钢柱做成固接，因此是目与钢筋混凝土柱铰接，也可与钢柱做成固接，因此是目前采用无檩设计的工业厂房屋盖中运用最广泛的一种屋前采用无檩设计的工业厂房屋盖中运用最广泛的一种屋架方式。架方式。梯形屋架的上弦坡度较小，对炎热地域和高温车间可以梯形屋架的上弦坡度较小，对炎热地域和高温车间可以防止或减少油毡下滑
12、和油膏的流淌景象，同时屋面的施防止或减少油毡下滑和油膏的流淌景象，同时屋面的施工、修缮、清灰等均较方便。另外，屋架之间构成较大工、修缮、清灰等均较方便。另外，屋架之间构成较大的空间，便于管道和人穿行，因此影剧院的舞台和观众的空间，便于管道和人穿行，因此影剧院的舞台和观众厅的屋顶也常采用梯形屋架。厅的屋顶也常采用梯形屋架。平行弦屋架的特点是杆件规格化，节点的构造也一致，平行弦屋架的特点是杆件规格化，节点的构造也一致，因此便于制造，在均布荷载作用下，弦杆内力分布不均因此便于制造，在均布荷载作用下，弦杆内力分布不均匀。倾斜式平行弦屋架常用于单坡屋面的屋盖中，而程匀。倾斜式平行弦屋架常用于单坡屋面的屋
13、盖中，而程度式平行弦屋架多用做托架。平行弦屋架不宜用于杆件度式平行弦屋架多用做托架。平行弦屋架不宜用于杆件内力相差悬殊的大跨度建筑中。内力相差悬殊的大跨度建筑中。 7.3.3 7.3.3 钢钢- -木木组组合屋架合屋架钢钢- -木组合屋架的型式有豪式屋架、芬克式屋架、梯形屋木组合屋架的型式有豪式屋架、芬克式屋架、梯形屋架和下折式屋架。木屋架的跨度普通为架和下折式屋架。木屋架的跨度普通为6 615m15m，大于，大于15m15m时下弦通常采用钢拉杆，就构成了钢时下弦通常采用钢拉杆，就构成了钢- -木组合屋架。每平木组合屋架。每平方米建筑面积的用钢量仅添加方米建筑面积的用钢量仅添加2 24kg4k
14、g，但却显著地提高，但却显著地提高了构造的可靠性。同时由于钢材的弹性模量高于木材，了构造的可靠性。同时由于钢材的弹性模量高于木材，且还消除了接头的非弹性变形，从而提高了屋架的刚度。且还消除了接头的非弹性变形，从而提高了屋架的刚度。钢钢- -木组合屋架的跨度根据屋架的外形而不同。三角形屋木组合屋架的跨度根据屋架的外形而不同。三角形屋架跨度普通为架跨度普通为121218m18m；梯形、折线形等多边形屋架的跨；梯形、折线形等多边形屋架的跨度普通为度普通为181824m24m。7.3.4 7.3.4 轻轻型型钢钢屋架屋架当屋盖采用轻屋面时，屋架的杆力不大，可以采用小角当屋盖采用轻屋面时，屋架的杆力不大
15、，可以采用小角钢、圆钢、薄壁型钢或钢管组成，称为轻型钢屋架。钢、圆钢、薄壁型钢或钢管组成，称为轻型钢屋架。最常用的型式有芬克式和三铰拱式。两者均适用于屋面最常用的型式有芬克式和三铰拱式。两者均适用于屋面较陡时，与钢筋混凝土构造相比，用钢量目的接近，不较陡时，与钢筋混凝土构造相比，用钢量目的接近，不但节约了木材和水泥，还可减轻自重但节约了木材和水泥，还可减轻自重70708080，给运，给运输、安装及缩短工期等提供了有利条件。输、安装及缩短工期等提供了有利条件。它的缺陷是：由于杆件截面小，组成的屋盖刚度较差，它的缺陷是：由于杆件截面小，组成的屋盖刚度较差，因此运用范围有一定限制，只宜用于跨度因此运
16、用范围有一定限制，只宜用于跨度18m18m、吊车起、吊车起分量不大于分量不大于5t5t的轻中级任务制桥式吊车的房屋和仓库建的轻中级任务制桥式吊车的房屋和仓库建筑和跨度筑和跨度18m18m的民用房屋的屋盖构造中，并宜采用瓦楞的民用房屋的屋盖构造中，并宜采用瓦楞铁、压型钢板或波形石棉瓦等轻屋面资料。铁、压型钢板或波形石棉瓦等轻屋面资料。芬克式轻钢屋架的特点是长杆受拉，短杆受压，受力比芬克式轻钢屋架的特点是长杆受拉，短杆受压，受力比较合理，制造也方便。内力分析方法与普通钢屋架类似。较合理，制造也方便。内力分析方法与普通钢屋架类似。三铰拱式屋架由两根斜梁和一根程度拉杆组成，斜梁为三铰拱式屋架由两根斜梁
17、和一根程度拉杆组成，斜梁为压弯杆件，普通采用刚度较好的桁架式，可以是平面桁压弯杆件，普通采用刚度较好的桁架式，可以是平面桁架式，也可以是空间桁架式。这种屋架的特点是杆件受架式，也可以是空间桁架式。这种屋架的特点是杆件受力合理、斜梁腹杆短、取材方便，不论选用小角钢或圆力合理、斜梁腹杆短、取材方便，不论选用小角钢或圆钢都可获得好的经济效果。钢都可获得好的经济效果。斜梁为平面桁架的三铰拱屋架，杆件较少，构造较简单，斜梁为平面桁架的三铰拱屋架，杆件较少，构造较简单，受力明确，用料较省，制造较方便。但其侧向刚度较差，受力明确，用料较省，制造较方便。但其侧向刚度较差，宜用于小跨度和小檩距的屋盖中。宜用于小
18、跨度和小檩距的屋盖中。斜梁为空间桁架的三铰拱屋架，杆件较多，构造较复杂，斜梁为空间桁架的三铰拱屋架，杆件较多，构造较复杂，制造不便。但其侧向刚度较好，宜用于跨度较大、檩距制造不便。但其侧向刚度较好，宜用于跨度较大、檩距较大的屋盖中。斜梁截面普通为倒三角形，为了保证整较大的屋盖中。斜梁截面普通为倒三角形，为了保证整体稳定性的要求，其截面高度与斜梁长度的比值普通取体稳定性的要求，其截面高度与斜梁长度的比值普通取为为l l12121 11818，不得小于，不得小于1 11818；截面宽度与截面高度；截面宽度与截面高度的比值普通取为的比值普通取为1 11.61.61 12.02.0，不得小于，不得小于
19、1 12.52.5。7.3.5 7.3.5 钢钢筋混凝土屋架筋混凝土屋架混凝土屋架的常见型式有梯形屋架、折线形屋架、拱形混凝土屋架的常见型式有梯形屋架、折线形屋架、拱形屋架、无斜腹杆屋架等。屋架、无斜腹杆屋架等。 混凝土屋架的常见型式有梯形屋架、折线形屋架、拱形混凝土屋架的常见型式有梯形屋架、折线形屋架、拱形屋架、无斜腹杆屋架等。根据能否对屋架下弦施加预应屋架、无斜腹杆屋架等。根据能否对屋架下弦施加预应力，可分为钢筋混凝土屋架和预应力混凝土屋架。钢筋力，可分为钢筋混凝土屋架和预应力混凝土屋架。钢筋混凝土屋架的适用跨度为混凝土屋架的适用跨度为151524m24m，预应力混凝土屋架的，预应力混凝土
20、屋架的适用跨度为适用跨度为181836m36m或更大。或更大。折线形屋架外形较合理，构造自重较轻，屋面坡度为折线形屋架外形较合理，构造自重较轻，屋面坡度为1 13 31 14 4，适用于非卷材防水屋面的中型厂房或大中型厂，适用于非卷材防水屋面的中型厂房或大中型厂房。房。 折线形屋架屋面坡度平缓，适用于卷材防水屋面的中型折线形屋架屋面坡度平缓，适用于卷材防水屋面的中型厂房。厂房。梯形屋架上弦为直线，屋面坡度为梯形屋架上弦为直线，屋面坡度为1 110101 11212，适用，适用于卷材防水屋面。普通上弦节间为于卷材防水屋面。普通上弦节间为3m3m，下弦节间为，下弦节间为6m6m，高跨比普通为高跨比
21、普通为l l6 61 18 8，屋架端部高度为，屋架端部高度为1.81.82.2m2.2m。梯形屋架自重较大，刚度好，适用于重型、高温及采用梯形屋架自重较大，刚度好，适用于重型、高温及采用井式或横向天窗的厂房。井式或横向天窗的厂房。拱形屋架上弦为曲线形，普通采用抛物线形，为制造方拱形屋架上弦为曲线形，普通采用抛物线形，为制造方便，也可采用折线形，但应使折线的节点落在抛物线上。便，也可采用折线形，但应使折线的节点落在抛物线上。拱形屋架外形合理，杆件内力均匀，自重轻，经济目的拱形屋架外形合理，杆件内力均匀，自重轻，经济目的较好。但屋架端部屋面坡度太陡，这时可在上弦上部加较好。但屋架端部屋面坡度太陡
22、，这时可在上弦上部加设短柱而不改动屋面坡度，使之适宜于卷材防水。拱形设短柱而不改动屋面坡度，使之适宜于卷材防水。拱形屋架高跨比普通为屋架高跨比普通为1 16 61 18 8。7.3.6 7.3.6 钢钢筋混凝土筋混凝土- -钢组钢组合屋架合屋架为了合理地发扬资料的作用，屋架的上弦和受压腹杆可为了合理地发扬资料的作用，屋架的上弦和受压腹杆可采用钢筋混凝土杆件，下弦及受拉腹杆可采用钢拉杆，采用钢筋混凝土杆件，下弦及受拉腹杆可采用钢拉杆，这种屋架称为钢筋混凝土这种屋架称为钢筋混凝土- -钢组合屋架。钢组合屋架。常用的组合屋架有折线形组合屋架、下撑式五角形组合常用的组合屋架有折线形组合屋架、下撑式五角
23、形组合屋架以及三铰组合屋架、两铰组合屋架等。屋架以及三铰组合屋架、两铰组合屋架等。 7.3.7 7.3.7 板状屋架板状屋架板状屋架是将屋面板与屋架合二为一的构造体系。屋架板状屋架是将屋面板与屋架合二为一的构造体系。屋架的上弦采用钢筋混凝土屋面板，下弦和腹杆可采用钢筋，的上弦采用钢筋混凝土屋面板，下弦和腹杆可采用钢筋，也可采用型钢制造。屋面板可选用普通混凝土，也可选也可采用型钢制造。屋面板可选用普通混凝土，也可选用加气或陶粒等轻质混凝土制造。屋面板与屋架共同任用加气或陶粒等轻质混凝土制造。屋面板与屋架共同任务，屋盖构造传力简捷、整体性好，减少了屋盖构件，务，屋盖构造传力简捷、整体性好，减少了屋
24、盖构件，节省钢材和水泥，构造自重轻，经济目的较好。节省钢材和水泥，构造自重轻，经济目的较好。7.3.8 7.3.8 桁架构造的其他型式桁架构造的其他型式1、立体桁架、立体桁架 平面屋架构造虽然有很好的平面内受力性能，但其在平平面屋架构造虽然有很好的平面内受力性能，但其在平面外的刚度很小。为保证构造的整体性，必需求设置各面外的刚度很小。为保证构造的整体性，必需求设置各类支撑。支撑构造的布置要耗费很多资料，且经常以长类支撑。支撑构造的布置要耗费很多资料，且经常以长细比等构造要求控制，资料强度得不到充分发扬。采用细比等构造要求控制，资料强度得不到充分发扬。采用立体桁架可以防止上述缺陷。立体桁架可以防
25、止上述缺陷。立体桁架的截面方式有矩形、正三角形、倒角形。立体桁架的截面方式有矩形、正三角形、倒角形。当跨度较大时，因上弦压力较大，截面大，可把上弦一当跨度较大时，因上弦压力较大，截面大，可把上弦一分为二，构成倒三角形立体桁架。分为二，构成倒三角形立体桁架。立体桁架由于具有较大的平面外刚度，有利于吊装和运立体桁架由于具有较大的平面外刚度，有利于吊装和运用，节省用于支撑的钢材，因此具有较大的优越性。但用，节省用于支撑的钢材，因此具有较大的优越性。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，制造复杂。非整数，节点
26、构造复杂，焊缝要求高，制造复杂。2、无斜腹杆屋架、无斜腹杆屋架无斜腹杆屋架的特点是没有斜腹杆，构造外型简单，便无斜腹杆屋架的特点是没有斜腹杆，构造外型简单，便于制造。这种屋架的综合技术经济目的较好。但对于无于制造。这种屋架的综合技术经济目的较好。但对于无斜腹杆屋架，没有斜腹杆，仅有竖腹杆。这时假设再把斜腹杆屋架，没有斜腹杆，仅有竖腹杆。这时假设再把桁架节点简化为铰节点，那么整个构培育成为一个几何桁架节点简化为铰节点，那么整个构培育成为一个几何可变的机构，所以必需采用刚节点的桁架，可按多次超可变的机构，所以必需采用刚节点的桁架，可按多次超静定构造计算，也可按拱构造计算，按拱构造计算时，静定构造计
27、算，也可按拱构造计算，按拱构造计算时，上弦为拱，下弦为拱的拉杆。上弦为拱，下弦为拱的拉杆。 7.4 7.4 屋架构造的屋架构造的选选型型 7.4.1 7.4.1屋架构造的几何尺寸屋架构造的几何尺寸屋架构造的几何尺寸主要包括屋架的跨度、高度、坡度、屋架构造的几何尺寸主要包括屋架的跨度、高度、坡度、节间长度。节间长度。1 1、跨度、跨度 柱网纵向轴线的间距就是屋架的标志跨度，以柱网纵向轴线的间距就是屋架的标志跨度，以3m3m为模数。为模数。屋架的计算跨度是屋架两端支反力之间的间隔。屋架的计算跨度是屋架两端支反力之间的间隔。通常情况取支座所在柱列轴线间的间隔作为名义跨度。在通常情况取支座所在柱列轴线
28、间的间隔作为名义跨度。在屋架简支于钢筋混凝土柱的房屋中，规定各柱列轴线普通屋架简支于钢筋混凝土柱的房屋中，规定各柱列轴线普通取：对边列柱取柱的外边线，对中列柱取柱的中线。取：对边列柱取柱的外边线，对中列柱取柱的中线。因此，当屋架简支于钢筋混凝土柱或砖柱上且柱网采用封因此，当屋架简支于钢筋混凝土柱或砖柱上且柱网采用封锁结合时，思索屋架支座处的构造尺寸，屋架的计算跨度锁结合时，思索屋架支座处的构造尺寸，屋架的计算跨度普通可取普通可取-(300-(300400mm)400mm)；当屋架支承在钢筋混凝土柱上而柱网采用非封锁结合时，当屋架支承在钢筋混凝土柱上而柱网采用非封锁结合时，计算跨度取标志跨度计算
29、跨度取标志跨度。 2、高度、高度屋架的高度直接影响构造的刚度与经济目的。高度大、屋架的高度直接影响构造的刚度与经济目的。高度大、弦杆受力小，但腹杆长，长细比大、压杆易压曲，用料弦杆受力小，但腹杆长，长细比大、压杆易压曲，用料反而会增多。高度小，那么弦杆受力大、截面大，且屋反而会增多。高度小，那么弦杆受力大、截面大，且屋架刚度小、变形大。因此，屋架的高度不宜过大也不宜架刚度小、变形大。因此，屋架的高度不宜过大也不宜过小。过小。屋架的高度普通可取跨度的屋架的高度普通可取跨度的l1015。设计屋架时，首先根据屋架方式和设计阅历先确定屋架设计屋架时，首先根据屋架方式和设计阅历先确定屋架的端部高度的端部
30、高度h0，再按照屋面坡度计算跨中高度。跨中屋，再按照屋面坡度计算跨中高度。跨中屋架高度为架高度为h=h0+i/h0,式中式中I是屋架上弦杆的坡度。是屋架上弦杆的坡度。屋架上弦坡度确实定应与屋面防水构造相顺应。当采用屋架上弦坡度确实定应与屋面防水构造相顺应。当采用瓦类屋面时，屋架上弦坡度应大些，普通不小于瓦类屋面时，屋架上弦坡度应大些，普通不小于13，以利于排水。当采用大型屋面板并做卷材防水时，屋面以利于排水。当采用大型屋面板并做卷材防水时，屋面坡度可平缓些，普通为坡度可平缓些，普通为l8112。3、节间长度、节间长度屋架节间长度的大小与屋架的构外型式、资料及荷载情屋架节间长度的大小与屋架的构外
31、型式、资料及荷载情况有关。况有关。普通上弦受压，节间长度应小些，下弦受拉，节问长度普通上弦受压，节间长度应小些，下弦受拉，节问长度可大些。屋面荷载应直接作用在节点上，以优化杆件的可大些。屋面荷载应直接作用在节点上，以优化杆件的受力形状。如当屋架上铺预制钢筋混凝土大型屋面板时，受力形状。如当屋架上铺预制钢筋混凝土大型屋面板时，因屋面板宽度为因屋面板宽度为1.5m，故屋架上弦节间长度常取，故屋架上弦节间长度常取1.5m。当屋盖采用有檩体系时，那么屋架上弦节问长度应与檩当屋盖采用有檩体系时，那么屋架上弦节问长度应与檩条间距一致。为减少屋架制造任务量，减少杆件与节点条间距一致。为减少屋架制造任务量，减
32、少杆件与节点数目，节间长度可取大些。但节间杆长也；不宜过大，数目，节间长度可取大些。但节间杆长也；不宜过大，普通为普通为1.54m。7.4.2 7.4.2 屋架构造的屋架构造的选选型型屋架构造的选型应思索房屋的用途、建筑外型、屋架构造的选型应思索房屋的用途、建筑外型、屋面防水构造、屋架的跨度、构造资料的供应、屋面防水构造、屋架的跨度、构造资料的供应、施工技术条件等要素，并进展全面的技术经济分施工技术条件等要素，并进展全面的技术经济分析，做到受力合理、技术先进、经济适用。析，做到受力合理、技术先进、经济适用。1、屋架构造的受力、屋架构造的受力从构造受力来看，抛物线外形的拱式构造受力最从构造受力来
33、看，抛物线外形的拱式构造受力最为合理。但拱式构造上弦为曲线，施工复杂。折为合理。但拱式构造上弦为曲线，施工复杂。折线形屋架，与抛物线外形的弯矩图最为接近，故线形屋架，与抛物线外形的弯矩图最为接近，故力学性能较好。梯形屋架，既具有较好的力学性力学性能较好。梯形屋架，既具有较好的力学性能，上下弦又均为直线，因此施工方便，故在大能，上下弦又均为直线，因此施工方便，故在大中跨建筑中被广泛运用。三角形屋架与矩形屋架中跨建筑中被广泛运用。三角形屋架与矩形屋架因与抛物线外形的弯矩图相差较大，其力学性能因与抛物线外形的弯矩图相差较大，其力学性能较差。因此，三角形屋架普通仅适用于中小跨度，较差。因此，三角形屋架
34、普通仅适用于中小跨度，矩形屋架常用做托架或荷载较特殊情况下运用。矩形屋架常用做托架或荷载较特殊情况下运用。 2、屋面防水构造、屋面防水构造 屋面防水构造决议了屋面排水坡度，进而决议屋屋面防水构造决议了屋面排水坡度，进而决议屋盖的建筑外型。普通来说，当屋面防水资料采用盖的建筑外型。普通来说，当屋面防水资料采用粘土瓦、机制平瓦或水泥瓦时，屋架上弦坡度应粘土瓦、机制平瓦或水泥瓦时，屋架上弦坡度应大些，以利于排水，所以普通应选用三角形屋架、大些，以利于排水，所以普通应选用三角形屋架、陡坡梯形屋架。当屋面防水采用大型屋面板并做陡坡梯形屋架。当屋面防水采用大型屋面板并做卷材有组织排水的屋面时，应选用拱形屋
35、架、折卷材有组织排水的屋面时，应选用拱形屋架、折线形屋架和缓坡梯形屋架。线形屋架和缓坡梯形屋架。3、资料的耐久性及运用环境、资料的耐久性及运用环境木材及钢材均易腐蚀，维修费用较高。因此，对木材及钢材均易腐蚀，维修费用较高。因此，对于相对湿度较大而又通风不良的建筑，或有侵蚀于相对湿度较大而又通风不良的建筑，或有侵蚀性介质的工业厂房，不宜选用木屋架和钢屋架，性介质的工业厂房，不宜选用木屋架和钢屋架，宜选用预应力混凝土屋架，可提高屋架下弦的抗宜选用预应力混凝土屋架，可提高屋架下弦的抗裂性，防止钢筋腐蚀。裂性，防止钢筋腐蚀。4、屋架构造的跨度、屋架构造的跨度跨度在跨度在18m以下时，可选用钢筋混凝土一
36、钢组合以下时，可选用钢筋混凝土一钢组合屋架。这种屋架构造简单，施工吊装方便，技术屋架。这种屋架构造简单，施工吊装方便，技术经济目的较好。跨度在经济目的较好。跨度在36m以下时，宜选用预应以下时，宜选用预应力钢筋混凝土屋架，既可节省钢材，又可有效地力钢筋混凝土屋架，既可节省钢材，又可有效地控制裂痕宽度和挠度。对于跨度在控制裂痕宽度和挠度。对于跨度在36m以上的大以上的大跨度建筑或遭到较大振动荷载作用的屋架，宜选跨度建筑或遭到较大振动荷载作用的屋架，宜选用钢屋架，以减轻构造自重，提高构造的耐久性用钢屋架，以减轻构造自重，提高构造的耐久性与可靠性。与可靠性。7.4.3 7.4.3 屋架构造的布置屋架
37、构造的布置屋架构造的布置，包括屋架构造的跨度、间距、屋架构造的布置，包括屋架构造的跨度、间距、标高等，主要思索建筑外观外型及建筑运用功能标高等，主要思索建筑外观外型及建筑运用功能方面的要求来决议。对于矩形的建筑平面，普通方面的要求来决议。对于矩形的建筑平面，普通采用等跨度、等间距、等标高布置同一类型的屋采用等跨度、等间距、等标高布置同一类型的屋架，以简化构造构造，方便构造施工。架，以简化构造构造，方便构造施工。1、屋架的跨度、屋架的跨度屋架的跨度，普通以屋架的跨度，普通以3m为模数。对于常用屋架为模数。对于常用屋架型式的常用跨度，我国都制定了相应的规范图集型式的常用跨度，我国都制定了相应的规范
38、图集可供查用，从而可加快设计及施工的进度。对于可供查用，从而可加快设计及施工的进度。对于矩形平面的建筑，普通可选用同一种类型的屋架，矩形平面的建筑，普通可选用同一种类型的屋架，仅端部或变形缝两侧屋桑中的预埋件稍有不同。仅端部或变形缝两侧屋桑中的预埋件稍有不同。对于非矩形平面的建筑，各榀屋架或桁架的跨度对于非矩形平面的建筑，各榀屋架或桁架的跨度就不能够一样，这时应尽量减少其类型以方便施就不能够一样，这时应尽量减少其类型以方便施工。工。2、屋架的间距、屋架的间距屋架的间距由经济条件确定，也即屋架间距的大小除思屋架的间距由经济条件确定，也即屋架间距的大小除思索建筑平面柱网布置的要求外，还要思索屋面构
39、造及吊索建筑平面柱网布置的要求外，还要思索屋面构造及吊顶构造的经济合理性，应使屋架和檩条、屋面板的总造顶构造的经济合理性，应使屋架和檩条、屋面板的总造价最低。当屋架上直接铺放屋面板时那么还需与屋面板价最低。当屋架上直接铺放屋面板时那么还需与屋面板的长度规格相配合。的长度规格相配合。通常间距为通常间距为46m，常用，常用0.3m的模数。最常用的间距是的模数。最常用的间距是6m，小跨度轻屋面屋架中可减小到，小跨度轻屋面屋架中可减小到3m，大跨度屋架中，大跨度屋架中那么可添加到那么可添加到912m。屋架普通宜等间距平行陈列，与。屋架普通宜等间距平行陈列，与房屋纵向柱列的间距一致，屋架直接搁置在柱顶。
40、屋架房屋纵向柱列的间距一致，屋架直接搁置在柱顶。屋架的间距同时即为屋面板或檩条、吊顶龙骨的跨度，最常的间距同时即为屋面板或檩条、吊顶龙骨的跨度，最常见的为见的为6m，有时也有，有时也有7.5m、9m、12m等。等。3、屋架的支座、屋架的支座屋架支座的标高由建筑外形的要求确定，普通为屋架支座的标高由建筑外形的要求确定，普通为在同层中屋架的支座取同一标高。当一榀屋架两在同层中屋架的支座取同一标高。当一榀屋架两端支座的标高不一致时，要留意能够会对支座产端支座的标高不一致时，要留意能够会对支座产生程度推力。屋架的支座方式，在力学上可简化生程度推力。屋架的支座方式，在力学上可简化为铰接支座。实践工程中，
41、当跨度较小时，普通为铰接支座。实践工程中，当跨度较小时，普通把屋架直接搁置在墙体、墙垛、柱或圈梁上。当把屋架直接搁置在墙体、墙垛、柱或圈梁上。当跨度较大时，那么应采取专门的构造措施，以满跨度较大时，那么应采取专门的构造措施，以满足屋架端部发生转动的要求。足屋架端部发生转动的要求。 7.4.4 7.4.4 屋架构造的支撑屋架构造的支撑当采用平面桁架作为屋盖、吊车梁、桥梁、起重机桥架当采用平面桁架作为屋盖、吊车梁、桥梁、起重机桥架等构造的主要承重构件时，桁架在其本身平面内为几何等构造的主要承重构件时，桁架在其本身平面内为几何外形不可变体系并具有较大的剐度，能接受桁架平面内外形不可变体系并具有较大的
42、剐度，能接受桁架平面内的各种荷载。的各种荷载。但是，平面桁架本身在垂直于桁架平面的侧向但是，平面桁架本身在垂直于桁架平面的侧向( (称为桁架称为桁架平面外平面外) )刚度和稳定性那么很差，不能接受程度荷载。因刚度和稳定性那么很差，不能接受程度荷载。因此，为使桁架构造具有足够的空间刚度和稳定性，必需此，为使桁架构造具有足够的空间刚度和稳定性，必需在桁架间设置支撑系统。在桁架间设置支撑系统。桁架支撑通常可分为程度支撑桁架支撑通常可分为程度支撑( (上弦和下弦平面、上弦和下弦平面、横向和纵向横向和纵向) )、垂直支撑、垂直支撑( (桁架两端和中间桁架两端和中间) )和系和系杆等几种类型。杆等几种类型。桁架支撑的作用主要是：桁架支撑的作用主要是：1 1、保证桁架构造的空间几何稳定性，即几何外、保证桁架构造的空间几何稳定性，即几何外形不变。形不变。2 2、保证桁架构造的空间刚度和空间整体性。、保证桁架构造的空间刚度和空间整体性。3 3、为桁架弦杆提供必要的侧向支承点。、为桁架弦杆提供必要的侧向支承点。4 4、接受并传送程度荷载。、接受并传送程度荷载。5 5、便于构造安装施工，保证构造安装时的稳定。、便于构造安装施工，保证构造安装时的稳定。7.5 7.5 屋架构造的工程屋架构造的工程实实例例
