桁架的結(jié)構(gòu)形式及其應(yīng)用
2023-09-15 09:01 陜西鋼結(jié)構(gòu) 華邦建設(shè)
桁架是指由直桿在端部互相鉸接連接而組成的以抗彎為主的格構(gòu)式結(jié)構(gòu)?？梢允瞧矫娴?，也可以是空間的。
桁架主要承受橫向荷載，在荷載作用下桁架整體受彎，有時(shí)還同時(shí)受拉或受壓，但桁架中的桿件則大部分情況下只受軸心拉力或壓力。桁架在鋼結(jié)構(gòu)中應(yīng)用很廣，常用桁架作為承重結(jié)構(gòu)的主要構(gòu)件。
屋架的外形主要有三角形、梯形和矩形。在確定屋架外形時(shí)，應(yīng)考慮房屋用途、建筑造型和屋面材料的排水等要求。從受力角度出發(fā)，屋架外形應(yīng)盡量與彎矩圖相近，以使弦桿受力均勻，腹桿受力較小。腹桿的布置應(yīng)使桿件受力合理、節(jié)點(diǎn)構(gòu)造簡單，盡量使長桿受拉、短桿受壓，腹桿數(shù)量少而且總長度短，弦桿不產(chǎn)生局部彎矩。腹桿與弦桿的交角宜在35度至55度，最好在45度左右。上述種種要求彼此之間往往有矛盾，不能同時(shí)滿足，應(yīng)根據(jù)具體情況解決主要矛盾，全面考慮，合理設(shè)計(jì)。
三角形屋架用于屋面坡度較大的屋蓋結(jié)構(gòu)，例如當(dāng)屋面材料為機(jī)平瓦或石棉瓦時(shí)，要求屋架的高跨比1/4至1/6。這種屋架與柱多做成鉸接，因此房屋的橫向剛度較小。屋架弦桿的內(nèi)力變化較大，弦桿內(nèi)力在支座處最大，在跨中最小，故弦桿截面不能充分發(fā)揮作用。一般宜用于中、小跨度的輕型屋面結(jié)構(gòu)。荷載和跨度較大時(shí)，采用三角形屋架就不夠經(jīng)濟(jì)。芬克式屋架的腹桿受力合理，且可分為兩榀小屋架運(yùn)輸比較方便。梯形屋架的外形與彎矩圖比較接近，受力情況較三角形好，腹桿較短，一般用于屋面坡度較小的屋蓋結(jié)構(gòu)。
梯形屋架與柱的連接可做成剛接，也可做成鉸接，這種屋架已成為工業(yè)廠房屋蓋結(jié)構(gòu)的基本形式。梯形屋架如用壓型鋼板為屋面材料，就是有檁屋蓋。如用大型屋面板為屋面材料，則為無檁屋蓋。這時(shí)屋架上弦節(jié)間長度應(yīng)與大型屋面板尺寸相配合，使大型屋面板的主肋正好擱支在屋架上弦節(jié)點(diǎn)上，上弦不產(chǎn)生局部彎矩。如節(jié)間長度過大，可用再分式腹桿形式。
矩形(平行弦)屋架的上、下弦平行，腹桿長度一致，桿件類型少，能符合標(biāo)準(zhǔn)化、工業(yè)化制造的要求。這種形式一般用于托架或支撐體系。
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