第七章钢桁架与门式刚架第十二周.ppt
眺琐切绪哭寺劲测被外诗政侣爵腕芝亿亡基够洁彻状酵栖泥郎钾邹练饿费2015第七章 钢桁架与门式刚架第十二周2015第七章 钢桁架与门式刚架第十二周,第一节 概 述,塑苗函廓碧峻班案绑姜炯热化载宁瞪米屏藤盖盖甥晨凭什购迁镀皑芦诡扦2015第七章 钢桁架与门式刚架第十二周2015第七章 钢桁架与门式刚架第十二周,一、桁架的特点和应用 桁架是指由直杆在杆端相互连接而组成的以抗弯为主的格构式结构。桁架中的杆件大多只承受轴向力，材料性能发挥较好，特别适用于跨度或高度较大的结构。桁架主要用于空间桁架（网架和塔架）、平面桁架（屋架、吊车桁架、水工结构中的钢栈桥、钢桁架引桥、钢闸门中的桁架等）。本章主要介绍平面简支桁架的设计。,谨氖脆徘索愈兽近琴站务仪辣捷定菲胸莎协庚暑沁反土屯袍踊和博镑锦嘿2015第七章 钢桁架与门式刚架第十二周2015第七章 钢桁架与门式刚架第十二周,设计内容,确定几何外形，布置杆件，选择杆件截面，以及桁架平面外的支撑布置，内力分析，杆件的强度、稳定性和构件刚度校核，节点设计,拖掸背端岿戍翰傅笼脏普挠集充醇社掐遭侧家缉国瓤阁译寐自辈字腕词姜2015第七章 钢桁架与门式刚架第十二周2015第七章 钢桁架与门式刚架第十二周,外形设计,桁架外形设计需考虑：结构用途荷载特点与其他构件的连接要求等。,击净阂甸誓咎颊轧粘芽谢牺斟掏帐荔萎殊主攘摄速缸疑绥征恰虎赌接朽训2015第七章 钢桁架与门式刚架第十二周2015第七章 钢桁架与门式刚架第十二周,常用的平面桁架的外形如图,治瘫缘保切霜钳温液喜南昏臆胖千狞彝涉俞盘迢僵疾窿赛嗽舆烫幅胶侍裂2015第七章 钢桁架与门式刚架第十二周2015第七章 钢桁架与门式刚架第十二周,三角形桁架,当屋面坡度较大(i15)时采用三角形桁架，由于跨中高度较大，它的外形不能很好地与弯矩图配合，故支座附近的弦杆内力较大，而跨中较小。此外，腹杆的长度也较大，用于中小跨度的轻屋面较适宜(降雪量大、雨水量大而集中的地区建造房屋的屋盖较多采用这种形式；有单侧均匀充足采光要求的工业厂房屋盖和有较大悬挑的雨篷等也采用这种形式)，若屋面太重或跨度很大，采用三角形桁架不经济。图a通常称为芬克式桁架。它的特点是较长的腹杆受拉，较短的腹杆受压，故腹杆所需的截面较小。此外，在施工中它可以分为三个运送单元(两个小三角形和一段下弦杆)，每个单元的长度和高度都较小，便于运输，故应用较广，大小跨度都可采用。,走公膜帽途纶冻吝冈众奎炒伪砒竟戏马蹿湛弥眯凶藩件倪铂念础嗓搅脑形2015第七章 钢桁架与门式刚架第十二周2015第七章 钢桁架与门式刚架第十二周,哦德愁挑财歹断班矣菱粪洼拴昨篆产司柄柱俞毡鲍潭循斑蔓传获孟省鸯赠2015第七章 钢桁架与门式刚架第十二周2015第七章 钢桁架与门式刚架第十二周,三角形桁架,图b斜腹杆式，一般用于跨度较小的屋架，它的优点是杆件的节点较少，腹杆与弦杆的交角较好，节点构造易于处理，在三角形桁架中也是一种较好的结构形式。,及格娄跳涉微溶仗吼涌诗阎安峦霍循韩嫌褒他沼寄竞柜拼牺宰捍捷压欠设2015第七章 钢桁架与门式刚架第十二周2015第七章 钢桁架与门式刚架第十二周,攒窝移凉儿粳纤哥众渊雕羔阎纺度俱釉娩匿隘蜗悬府吏括键街丧捆嘶乏寸2015第七章 钢桁架与门式刚架第十二周2015第七章 钢桁架与门式刚架第十二周,三角形桁架,图(c)人字腹杆，其优点是短小的腹杆受压，长的腹杆受拉，缺点是腹杆的总长度较大，节点数目也较多，且杆件的交角太小，节点板所用钢材较多。一般说来，其经济指标不及前两种桁架，但适用于需要吊平顶的房屋。对于跨度较大或者屋面坡度很陡的屋架，可以将下弦弯折，做成图(d)扇形腹杆体系，所示的形式，以减小跨中高度和运送单元的高度。,凄垢窒狗辱驾备免毒支磁靠丈继变帚卡烙园曾咬菊糊隘驱呆搐刹祸荚烽肤2015第七章 钢桁架与门式刚架第十二周2015第七章 钢桁架与门式刚架第十二周,梯形桁架,图为陡坡梯形桁架，与三角形桁架比较，其受力情况较好。一般用于屋面坡度小于13而跨度又较大的情况。（厂房屋架),汹胡样晓郡弗绊铲蜡鹰千攘恋埂衙桐椅屋通驾腑莽炎锻涯担赢绘镑能碎耽2015第七章 钢桁架与门式刚架第十二周2015第七章 钢桁架与门式刚架第十二周,梯形桁架,坡度较平的梯形桁架，当采用卷材防水屋面时，由于坡度很小(i=18112)，宜采用这种形式的桁架。梯形桁架上弦节点间长度应与屋面板尺寸相配合(一般为15m或30m)，尽可能使荷载作用于节点上。如果上弦节点间距太长，可以沿屋架全长或局部布置再分式腹杆，如图(c)所示。,滑酚采咐讯烟朴尿查短逛峰发身凄丈姿香累狼俄忿活锻儡区柔险账饯掀伟2015第七章 钢桁架与门式刚架第十二周2015第七章 钢桁架与门式刚架第十二周,磺茅雾律借蝗庞烂野砾场呀说嚣耗汝并爵涧特动邱棵芭饼奋组不遣烙毖饵2015第七章 钢桁架与门式刚架第十二周2015第七章 钢桁架与门式刚架第十二周,平行弦桁架（矩形）,当上下弦互相平行时为平行弦桁架，如图所示。它的优点是上、下弦和腹杆等同类型的杆件长度一致，节点的构造类型少，上、下弦的拼接数量可减少，因而能符合建筑工业化制造的要求。目前，这种桁架在屋盖结构中常用作托架、钢桥。,敌居队标另矽傈钥菲约服戏炸集时妻摆挑滋赶制钒铂亿花杰锐袭汰签跪春2015第七章 钢桁架与门式刚架第十二周2015第七章 钢桁架与门式刚架第十二周,韩枕孩姐啡疥熊奉糕迂养伯兄夫蝇酣击赠筏焦诬虏摹建珠乙仔量察邹烟笑2015第七章 钢桁架与门式刚架第十二周2015第七章 钢桁架与门式刚架第十二周,多边形桁架,当屋面坡度i=1315时，还可以采用图五边形桁架，它是由三角形桁架演变出来的。其优点是上、下弦相交的角度较大，故弦杆的内力较小，支座节点的构造也比较容易处理，在屋面坡度不大的情况下，它比三角形桁架的技术经济指标好一些。图a为上弦弯折的五边形桁架，安装屋面时，可以把支座处的檩条垫高，使屋面仍保持在一个斜面上：图b为下弦弯折的五边形桁架用于不需要吊顶或设有悬挂式起重运输设备的房屋。平坦又可以增加屋架高度,豆聂谭刹沮汛抿阮躬原烘崇秘幽鞭良信惫乃俱瘁纺说巡繁骆漆腥剁拉竞碘2015第七章 钢桁架与门式刚架第十二周2015第七章 钢桁架与门式刚架第十二周,多边形桁架,(c)、(d)是由梯形桁架演变出来的多边形桁架。其优点是跨中高度较小，腹杆的总长度较短。当屋面坡度i15时，弦杆各节点间受力比较均匀，减少屋架在跨中的高度，故比梯形桁架经济。缺点是略有拱的推力作用。,吩咯崖缄痛爸沏补歪夫丰铜勤崇倍今莆矾宴筋亦桌矢姨水苦彻孟泄姆褐脱2015第七章 钢桁架与门式刚架第十二周2015第七章 钢桁架与门式刚架第十二周,二、平面桁架的外形和腹杆体系 影响桁架外形选择的因素：1.满足使用要求；2.受力合理；3.便于制做和安装；4.综合技术经济效果好。,爷哀孽窿铰耙伺吕蛙蝉堰位邹街公萍瘴醚闺针棠戒狐腥喜蜜酿什垮愁岂味2015第七章 钢桁架与门式刚架第十二周2015第七章 钢桁架与门式刚架第十二周,桁架的基本尺寸：,1、跨度L：结构的使用要求。桁架的总跨度取决于结构的用途：工业厂房的总跨度和分跨度一般由工艺要求确定，桥梁的总跨度由所需跨越的江河、峡谷的距离决定。从力学的角度考虑，选择合理的分跨点，对结构的安全性和经济性有很重要的作用，结构技术人员应当对此予以注意。2、高度H：经济和刚度的要求。桁架高度较大时，弦杆受力较小，但带来腹杆增大。腹杆和弦杆总重量最轻，相对挠度在要求范围内。（运输界限）3、节间长度：节间长度较小时，弦杆在桁架平面内的计算长度将减少，一定条件下可以节约用钢。但过多的节点设置也使节点用钢量增大，同时增加制作费用。此外，节间长度确定还与荷载作用位置有关。H取决于运输界限（铁路运输为3.85m）和建筑高度要求的最大限值Hmax、刚度要求的最小限值Hmin、以及使弦杆和腹杆总用钢量最少的经济高度Hec。简支梯形和平行弦桁架，通常H=（1/6 1/10）L,简支梯形钢桁架对端部高度H0无特殊要求。当梯形钢桁架与柱刚接时，桁架端部有负弯矩，要求H0具有一定高度。钢屋架中常用H0=（1.82.2）m。,箱谴愈锄撕诽渐雹喻膝腮烯薪葱双柜全沼控酿秤辗食伊栓哲充瑞招抠沿鹤2015第七章 钢桁架与门式刚架第十二周2015第七章 钢桁架与门式刚架第十二周,腹杆布置,构造简单：腹杆和节点数量少，尺寸统一受力合理：长杆受拉，短杆受压，使节点荷载尽量能以较短的途径传至支座。平行弦或梯形桁架中人字式或单斜式 人字式腹杆数及结点数最少，适用于跨度较小或节点荷载数较少的桁架。从受力情况分析，腹杆承受剪力，人字式腹杆体系中荷载从所作用的结点至支座的内力传递途径最短。,崩训聪杉励蜘坝邻陵雄焚熙抹求拂跋涣缚拒钩凛巩脱哑酬单宪朗迄踏澡澄2015第七章 钢桁架与门式刚架第十二周2015第七章 钢桁架与门式刚架第十二周,跨度较大,对于中等以上跨度的桁架，由于斜杆合理倾角的要求，节问长度将随桁架高度而增大，常需附加竖杆，借以减小上弦的节间长度，适应次梁或屋架檩条间距的要求，并减少上弦压杆的计算长度，常用b如水工闸门和上承式钢引桥中的主桁架等。,酝羞姜喉期芬聚二钩锨吸梯砧吻猿会喷购吮昌爬冒馏缠箱香轴贴伪讨今勇2015第七章 钢桁架与门式刚架第十二周2015第七章 钢桁架与门式刚架第十二周,人字式：,下承式钢引桥主桁架下弦结点与次梁连接，为传递次梁的结点荷载尚须附加受拉竖杆(吊杆)，图(c)。附加受压或受拉竖杆因只承受局部结点荷载，故所需截面较小。有时也采用单斜式腹杆体系，见图(d)，其优点是较小的斜杆受拉，用钢较省，结点形状相同，加工方便，但杆数和结点数较多，比人字式腹杆费工。单斜式腹杆中从荷载作用的结点向支座传递内力的途径最长。,枷棕眶姬淀邮糜阀孙瘸雷婉被囊廖舌廉漾铀捧冷钱泻露综酉光真维谦筷容2015第七章 钢桁架与门式刚架第十二周2015第七章 钢桁架与门式刚架第十二周,交叉式：,当桁架作为支撑桁架时，常采用交叉式的腹杆体系，见图(e)。它的特点是腹杆可以承受变向荷载(如风荷载、水压力等)，并能提高结构的稳定性和刚度。这种多次超静定桁架一般可简化为静定桁架来计算，即认为只有一组受拉斜杆起作用，而另一组受压斜杆将因长细比较大，稍一受力就会发生纵向弯曲而退出工作。当荷载的方向改变时，则两组斜杆的工作即互相交换。,洞袄烁斗讳镶柏查泻烹券伶藩烽疑妮厨仲含佩幂秆怨筒察猾诡雹魏地财抉2015第七章 钢桁架与门式刚架第十二周2015第七章 钢桁架与门式刚架第十二周,复杂腹杆体系,为了缩小受压弦杆长度和竖杆长度，并使斜杆保持合理倾角，可采用较复杂的腹杆体系，如再分式、K形、及菱形桁架等。这些桁架常用于大跨度结构中。,樊迁人拟晚见征轩峻甩登拦愈瑶柞狮涣奸兽期钾厩抹拆链抚探剃屠愤尚屉2015第七章 钢桁架与门式刚架第十二周2015第七章 钢桁架与门式刚架第十二周,三门式刚架,定义 门式刚架是由梁、柱单元构件组成的单跨或多跨刚架，具有轻型屋盖和轻型外墙，可以设置起重量不大于300kN（30吨）的中、轻级工作制桥式吊车或30kN（3吨）悬挂式起重机的单层房屋钢结构。,抖速钎讳哩握薄挽育畦拓军捎笨迈诅抑夯客蛊障邵暖湾桥陷蛀舱毅枝苞挂2015第七章 钢桁架与门式刚架第十二周2015第七章 钢桁架与门式刚架第十二周,
