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1、大跨建筑结构体系及工程实例,桁架 Truss,什么是桁架结构？,什么是桁架结构？,桁架结构（Truss structure)中的桁架指的是桁架梁，是格构化的一种梁式结构。桁架结构常用于大跨度的厂房、展览馆、体育馆和桥梁等公共建筑中。 当涉及大跨度或重荷载时，用于建筑的屋盖结构的桁架通常称作屋架，桁架要比梁更经济。,桁架的工程定义,桁架，是由一些细长直杆按适当方式分别在两端连接而成的几何形状不变的结构。,桁架的构造,桁架结构的基本组成,桁架的分类,概述,桁架的类型 按材料分为：,木桁架,刚桁架,钢筋混凝土桁架,桁架的构造,桁架的类型 按空间形式可分为：,平面桁架（planar truss） 组成
2、桁架的所有杆件轴线都在同一平面内。 对称结构，且荷载作用在对称平面内。 平面结构，且荷载作用在对称平面内。,空间桁架(space truss) 组成桁架的所有杆件轴线不在同一平面内。 空间结构，荷载任意。,桁架的构造,平面桁架的结构形式,平面桁架的结构形式（钢屋架）,芬克式,(Howe truss) 材料：原木或方木构成 结构形式：三角形、梯形为主 跨度：9-21m,以上各种各样桁架的力学特性？,合理桁架结构形式的选择： 矩形桁架 内力不均匀，弦杆内力是两端大而向中间逐渐减小，腹杆内力是两端小而向中间逐渐增大。 缓坡梯形桁架 内力变化接近矩形桁架 三角形桁架 内力不均匀，腹杆内力不均匀，两端大
3、向中间逐渐减小。 陡坡梯形桁架 弦杆内力较均匀，腹杆内力不均匀，两端大而向中间逐渐减小。 弧形桁架 弦杆内力大致均匀，腹杆内力近似于0。从力学角度看是理想的桁架形式。若桁架高度变化与弯矩图一样，则弦杆各节内力全等。,桁架的选型,分析小结： 弧形或多边形桁架 优点： 受力最合理，节点构造最简单，用料最省，自重最轻巧。 缺点： 上弦非直线，制作较复杂，仅适用于较大跨度。,桁架的选型,桁架的主要尺寸,高度 高度H直接影响桁架的刚度和经济； 不一定高度H越大越好，虽然弦杆受力小，但腹杆长，长细比大，易压曲，用料多； H值一般（1/101/15)L 节间长度 沿跨度划分桁架为若干等分，每一分算一个节间；
4、 减少制作工作量与桁架挠度，减少杆件与节点数； 上弦稍短，下弦稍长，与受荷载条件与材料有关； 节间杆长一般控制1.5m 4m。 坡度：满足排水要求，瓦屋面1/3,其它屋面1/8 1/12,桁架结构的选型,受力性能 抛物线形桁架最好，适用与大中跨建筑 三角形桁架最差，适用与中小跨建筑； 梯形桁架居中。 防水要求（屋面桁架体系） 采用能弯曲的屋面材料，适用弧形或缓坡梯形式桁架； 瓦类屋面材料，适用与三角形，陡坡梯形桁架,桁架结构的选型（屋面桁架）,从跨度角度选择桁架形式： 跨度18m时，钢筋混凝土-钢组合桁架或钢-木屋架； 跨度36m时，选用预应力混凝土屋架或钢屋架； 跨度36m时，选用钢屋架。
5、材料的耐久性： 钢，木材料易腐蚀，预应力混凝土耐腐性能最佳,桁架力学模型的基本假设？,桁架结构的基本受力假设,平面桁架的基本计算方法,桁架中有哪些重要结构构件？,节点 桁架中各杆件的连接点，称为节点（node) 工程上把几根直杆连接的地方称为节点。,桁架的构造,概述,木桁架节点,桁架的构造,图片信息：青川灾后重建木屋,不同桁架结构中， 各节点连接方式有何不同？,桁架的构造,什么是铆接？,铆接 （Riveting） 使用铆钉连接两件或两件以上的工件叫铆接。说铆接是种刚性连接是不对的。,桁架的构造,按照铆接应用情况，可以分为： 1.活动铆接。结合件可以相互转动。不是刚性连接。 如：剪刀，钳子。 2
6、.固定铆接。结合件不能相互活动。这是刚性连接。 如：角尺、三环锁上的铭牌、桥梁建筑。 3.密缝铆接。铆缝严密，不漏气体、液体。这是刚性连接。 已被焊接广泛替代，较少见。,铆接的工艺过程,工艺过程：钻孔（忽窝）（去毛刺）插入铆钉顶模顶住铆钉旋铆机铆成形（或手工 墩紧墩粗铆成罩形）,什么是焊接？,焊接 (welding) 焊接是被焊工件的材质，通过加热或加压或两者并用，使用或不使用填充材料，使工件的材质达到原子间的建和形成的永久性连接工艺过程。 焊接的能量来源有很多种，包括气体焰、电弧、激光、电子束、摩擦和超声波等。,桁架的构造,课后案例分析,北京奥运会主体育场馆-国家体育场,桁架工程实例,桁架实
7、例,北京西站过街天桥,桁架实例,北京西站过街天桥- 矩形桁架,钢筋混凝土桁架转换层-工程案例,厦门观音山公寓 两栋联体30层高建筑，总高99.05m和104.15m,地下一层，上部1-4层为公共汽车站及服务用房。5层以上为住房。 由于公共汽车站需要开间大，高层住宅有一排外柱落在柱距14.8m的开间处，外排高柱传递重量大，所以从第三层开始设置钢筋混凝土桁架转换层，承担5层以上的荷载。,钢筋混凝土桁架转换层-工程案例,厦门观音山公寓 桁架为三角形，跨度为14.8m,高度分别为8.1m,5.4m,共18榀。 三角桁架支撑的两根柱设：钢筋混凝土柱下过渡层高度6m,上过渡层高度8.1m和5.4m.型钢为
8、“王”字型。 工程特点：桁架钢构件为非标准型钢，与预应力钢筋混凝土组合施工工艺难度大，施工程序复杂，工作量大。 工艺流程： 钢构件制作 下过渡层钢柱安装 下过渡层钢筋混凝土柱浇注 上过渡层钢柱及刚桁架吊装拼接 桁架，钢筋混凝土柱浇注 桁架预应力钢筋混凝土施工 后续钢筋混凝土结构施工,简答题,桁架结构中桁架指的是桁架梁，是（ ）的一种梁式结构桁架结构常用于大跨度的厂房、展览馆、体育馆和桥梁等公共建筑中。 2. 下列桁架结构中，哪种桁架形式内力近似于0？（ ） A. 矩形桁架 B. 弧形桁架 C. 陡坡梯形桁架 D. 缓坡梯形桁架 3. 桁架的力学模型基本假设，哪一项不成立？ ( ) A. 各杆均用光滑铰链连接； B. 各杆轴线均为直线，并通过铰链中心； C. 荷载均作用在节点上； D. 各杆件重量通常忽略不计; 4. 请依次阐述矩形桁架、陡坡梯形桁架和弧形桁架的弦杆内力与腹杆内力状态。,