桁架的結構形式及其應用
2023-09-15 09:01 陜西鋼結構 華邦建設
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式結構。可以是平面的，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，有時還同時受拉或受壓，但桁架中的桿件則大部分情況下只受軸心拉力或壓力。桁架在鋼結構中應用很廣，常用桁架作為承重結構的主要構件。
屋架的外形主要有三角形、梯形和矩形。在確定屋架外形時，應考慮房屋用途、建筑造型和屋面材料的排水等要求。從受力角度出發，屋架外形應盡量與彎矩圖相近，以使弦桿受力均勻，腹桿受力較小。腹桿的布置應使桿件受力合理、節點構造簡單，盡量使長桿受拉、短桿受壓，腹桿數量少而且總長度短，弦桿不產生局部彎矩。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，不能同時滿足，應根據具體情況解決主要矛盾，全面考慮，合理設計。
三角形屋架用于屋面坡度較大的屋蓋結構，例如當屋面材料為機平瓦或石棉瓦時，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。屋架弦桿的內力變化較大，弦桿內力在支座處最大，在跨中最小，故弦桿截面不能充分發揮作用。一般宜用于中、小跨度的輕型屋面結構。荷載和跨度較大時，采用三角形屋架就不夠經濟。芬克式屋架的腹桿受力合理，且可分為兩榀小屋架運輸比較方便。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構。
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廠房屋蓋結構的基本形式。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。這時屋架上弦節間長度應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點上，上弦不產生局部彎矩。如節間長度過大，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，能符合標準化、工業化制造的要求。這種形式一般用于托架或支撐體系。
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