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桁架结构的发展
掏空的梁----桁架可以看成是从梁衍化而来
第二章 桁架结构
桁架（truss）: 由直杆组成的一般具有三角形 单元的平面或空间结构。在房屋建筑中,桁架常用 来作为屋盖承重结构,又称为屋架。
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桁架结构计算的假定
理想桁架简图假设： 理想光滑铰接； 直杆且过铰心； 力只作用在结点。
只受结点荷载作用的直杆铰接体系
屋架结构的型式
按使用材料：木屋架、钢－木组合屋架、钢屋架、 轻型钢屋架、钢筋混凝土屋架、预应力混凝土屋架、 钢筋混凝土－钢组合屋架等
按屋架外形：三角形屋架、梯形屋架、抛物线屋 架、折线型屋架、平行弦屋架等
按受力特点：桥式屋架、无斜腹杆屋架（刚接桁 架、空腹桁架）、立体桁架等
三角形桁架
三角形屋架一般 用于屋面坡度较大 的屋盖结构中。一 般宜用于中小跨度 的轻屋盖结构。
建筑结构选型
第二章 桁架结构
第一节 桁架结构的受力特点 第二节 屋架结构的型式 第三节 屋架结构的选型与布置 第四节 立体桁架 第五节 张弦结构 第六节 屋架结构的其他型式
教学要求
了解桁架结构的受力特点及其型式， 掌握屋架结构选型与布置
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第二章 桁架结构
桁架（truss）: 由直杆组成的一般具有三角形 单元的平面或空间结构。在房屋建筑中,桁架常用 来作为屋盖承重结构,又称为屋架。
2.2 屋架结构的型式
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木屋架
一般为三角形屋 架，内力支座处大 而跨中小。适用于 跨度在18米以内的 建筑中。
2.2 屋架结构的型式
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这种屋架型式适用于木屋架。其特点是：
(1)屋架的节间大小均匀，屋架的杆件内力不致突 变太大。因为木材强度较低，这对采用木材作杆件 提供有利条件。
(2) 木屋架的结点采用齿联结。这种屋架结点上相 交的杆件不多，为齿联结提供可能性。
结点位于
4f y l 2 x(l x)
P P Ph
弦杆内力：
N M0 hi
PPP
M0 按抛物线递增 Hi 按抛物线递增
M0图
腹杆内力为零，下弦杆内力相同。上弦杆受压，水平分量 相等且等于下弦内力（因为合理拱轴）
桁架结构的内力
高度呈抛物线型 的桁架是最理想的 桁架形式。因桁架 高度的变化与外荷 载所产生的弯矩图 完全一致,使上、 下弦杆各节间轴力 也完全相等。
桁架结构的内力
三角形桁架的高 度自跨中最大处向 支座节点最小处呈 线性变化,而弯矩 的变化自跨中向支 座呈抛物线变化, 弯矩的减小速度比 桁架高度的减小速 度慢,故上、下弦 杆内力在跨中节间 最小,而在靠近支 座处最大。
2.1 桁架结构的受力特点
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3 抛物线形桁架
PP P P
6a PP P P
2.1 桁架结构的受力特点
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基于上述受力性能分析，在使用上
平行弦桁架内力分布不均，但构件规整，利于标准化， 便于施工，宜用于跨度不大情况
抛物线桁架内力分布均匀，腹杆轻，自重小，宜用于大 跨结构，但抛物线弦杆施工复杂。
三角形桁架内力分布不均匀，支座处内力最大，端结点 交锐角构造复杂，宜用于跨度小坡度大的屋盖。
桁架结构的内力
斜腹杆的布置方 向对腹杆受力的符 号 (拉或压)有直 接的关系。对于矩 形桁架,斜腹杆外 倾受拉,内倾受压, 竖腹杆受力方向与 斜腹杆相反。
2.1 桁架结构的受力特点
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桁架结构的内力
斜腹杆的布置方 向对腹杆受力的符 号 (拉或压)有直 接的关系。 对于 三角形桁架,斜腹 杆外倾受压,内倾 受拉,而竖腹杆则 总是受拉。
2.2 屋架结构的型式
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梯形桁架
梯型屋架一般用 于屋面坡度较小的 屋盖中。其受力性 能比三角形屋架优 越,适用于较大跨 度或荷载的工业厂 房。
2.2 屋架结构的型式
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梯矩形桁架
矩形屋架也称为 平行弦屋架。其上 下弦平行,腹杆长 度一致,杆件类型 少,易于满足标准 化、工业化生产的 要求。常用于托架 或支撑系统。
2.1 桁架结构的受力特点
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2.1 屋架结构的型式及适用范围
用于房屋上的桁架常称屋架，桁架型式的选择 一般与建筑物的使用要求，跨度和荷载大小，以及 材料供应和施工技术水平等因素有关。选择桁架型 式的一般原则是适用经济美观和制造简单。桁架可 用木材、钢材、钢筋混凝土等材料制造，由于每种 材料的力学性能各不相同，所以不同材料制造的屋 架，其型式也各不一样。
弦杆内力：
N M0 h
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斜杆内力：
Qi Ni
h h2 a2
RA i P
下斜杆受拉
Qi Ni
h h2 a2
i P RA
上斜杆受压
竖杆内力：符号与斜杆内力符号相反
Ni i P RA N i RA (i 11、弦杆内力由端点向中心递增
2、腹杆内力由端点向中心递减
梁和刚架以承受弯矩为主，因而截面应力分布不 均匀，材料不能得到充分利用；
桁架杆承受轴力为主，可以克服梁和刚架的不足。
2.1 桁架结构的受力特点
桁架结构计算的假定
所有外力 (包括荷载及支座反力)都作用在桁 架的中心平面内,并集中作用于节点上。
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2.1 桁架结构的受力特点
桁架结构的内力
矩形桁架为等高 度,沿跨度方向各 腹杆的轴力变化与 剪力图一致,跨中 小而支座处大,其 值变化较大。弦杆 跨中节间轴力大、 靠近支座处轴力较 小或为零
2.1 桁架结构的受力特点
桁架结构计算的假定
组成桁架的所有各杆都是直杆，所有各杆 的中心线 (轴线)都在同一平面内。
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2.1 桁架结构的受力特点
桁架结构计算的假定
桁架的杆件与杆件相连接的节点均为铰接节点。
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2.1 桁架结构的受力特点
鲁班锁
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桁架结构的内力
主内力:按计算简图计算出的内力 次内力:实际内力与主内力的差值
2 三角形桁架
P
P
P
P
P
P
Ph
6a
弦杆内力：
N M0 hi
M0 按抛物线递增 hi 按线性递增
由于hi 的增长比M0的增长快，所以弦内力由端点向中心递减
腹杆内力：斜杆内力和竖杆内力由端点向中心递增；
斜杆内力符号和竖杆内力符号相反；
下斜杆受压，上斜杆受拉
分布规律：与平行弦桁架内力分布相反，符号规律相同
豪式木屋架的适用跨度为9～2l米，最经济跨 度为9～l5米。
豪式木屋架的节间数目主要考虑节间长度要适中 ，如节间长度太长，则杆件长度太长，受力不利； 如节间长度太短，则节点太多，制造麻烦。一般应 控制节间长度在1.5～2.5米之间。所以设计上常常 是：