桁架的结构形式及其应用

2023-09-15 09:01 陕西钢结构 华邦建设

　　桁架是指由直杆在端部互相铰接连接而组成的以抗弯为主的格构式结构。可以是平面的，也可以是空间的。

　　桁架主要承受横向荷载，在荷载作用下桁架整体受弯，有时还同时受拉或受压，但桁架中的杆件则大部分情况下只受轴心拉力或压力。桁架在钢结构中应用很广，常用桁架作为承重结构的主要构件。

　　屋架的外形主要有三角形、梯形和矩形。在确定屋架外形时，应考虑房屋用途、建筑造型和屋面材料的排水等要求。从受力角度出发，屋架外形应尽量与弯矩图相近，以使弦杆受力均匀，腹杆受力较小。腹杆的布置应使杆件受力合理、节点构造简单，尽量使长杆受拉、短杆受压，腹杆数量少而且总长度短，弦杆不产生局部弯矩。腹杆与弦杆的交角宜在35度至55度，最好在45度左右。上述种种要求彼此之间往往有矛盾，不能同时满足，应根据具体情况解决主要矛盾，全面考虑，合理设计。

　　三角形屋架用于屋面坡度较大的屋盖结构，例如当屋面材料为机平瓦或石棉瓦时，要求屋架的高跨比1/4至1/6。这种屋架与柱多做成铰接，因此房屋的横向刚度较小。屋架弦杆的内力变化较大，弦杆内力在支座处最大，在跨中最小，故弦杆截面不能充分发挥作用。一般宜用于中、小跨度的轻型屋面结构。荷载和跨度较大时，采用三角形屋架就不够经济。芬克式屋架的腹杆受力合理，且可分为两榀小屋架运输比较方便。梯形屋架的外形与弯矩图比较接近，受力情况较三角形好，腹杆较短，一般用于屋面坡度较小的屋盖结构。

　　梯形屋架与柱的连接可做成刚接，也可做成铰接，这种屋架已成为工业厂房屋盖结构的基本形式。梯形屋架如用压型钢板为屋面材料，就是有檩屋盖。如用大型屋面板为屋面材料，则为无檩屋盖。这时屋架上弦节间长度应与大型屋面板尺寸相配合，使大型屋面板的主肋正好搁支在屋架上弦节点上，上弦不产生局部弯矩。如节间长度过大，可用再分式腹杆形式。

　　矩形(平行弦)屋架的上、下弦平行，腹杆长度一致，杆件类型少，能符合标准化、工业化制造的要求。这种形式一般用于托架或支撑体系。

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