结构体系篇桁架结构讲义.pptx

桁架结构是一种常见的建筑结构形式，它由一系列直线形杆件相互连接，构成以抗弯为主的格构式结构。在工程实践中，桁架结构因其受力合理、计算简便、施工便捷以及适应性强等特点，被广泛应用在房屋建筑、工业厂房、大跨度结构和桥梁建设中。在房屋建筑中，尤其是工业厂房，桁架常被用作屋盖承重结构，即屋架。 桁架的基本组成包括上弦杆、腹杆（竖杆和斜腹杆）。上弦杆通常承受压力，下弦杆承受拉力，而斜腹杆和竖杆则通过轴向力来平衡外荷载产生的剪力。这种结构使得材料的强度得以充分利用，减少了结构中不必要的应力不均。然而，桁架结构的缺点是结构高度较大，导致侧向刚度小，这可能会增加屋面和围护墙体的材料用量，同时对暖通空调、采光等设备产生额外负担，且不利于声学控制。此外，侧向刚度小的特性使得钢屋架在承受平面外的侧向力时稳定性较差，需要设置支撑系统来增强其稳定性。 在桁架结构计算时，通常有三个假定：所有杆件为直杆且位于同一平面，节点为铰接，所有外力集中作用于节点。根据这些假定，可以分析出不同形式的桁架，如矩形、三角形和折线形桁架的内力分布特点。例如，矩形桁架的下弦内力变化大，而三角形桁架的斜腹杆和竖腹杆受力在跨中较大，支座处较小。最理想的抛物线型桁架可以优化杆件的受力状况，降低材料消耗。 屋架结构按照材料可分为木屋架、钢-木组合屋架、钢屋架等，按外形有三角形、梯形等，按受力特点和材料性能则有桥式屋架、无斜腹杆屋架等。其中，木屋架常用于小跨度建筑，如豪式木屋架，而钢-木组合屋架则结合了木材和钢材的优点，提高了结构的稳定性和经济性。 桁架结构是现代建筑中的重要组成部分，它的设计和应用需要综合考虑结构性能、经济效益和施工条件。不同的桁架形式和材料选择，直接影响到建筑的结构安全、经济性和实用性。通过科学的结构设计和计算，可以实现桁架结构的优化，以满足各种工程需求。