桁架的种类

浅谈钢-混凝土组合桁梁桥的种类与应用钢-混凝土组合结构能够发挥钢结构和混凝土各自的优点，是当今桥梁工程中的一个重要的结构形式。

无论是跨越天堑的特大桥，还是横跨溪流的小跨径桥，钢—混凝土组合结构桥梁都可应用于其中。

现代桥梁工程发展至今，钢—混凝土组合结构已经有较为广泛的应用，是继钢结构、钢筋混凝土结构、预应力混凝土结构、砖石混凝土结构之后的第五大类结构。

一．钢-混组合梁桥的组成钢-混组合梁桥可按照不同的钢梁组成形式大致分为：钢—混凝土组合板梁桥、钢—混凝土组合箱梁桥与钢—混凝土组合桁梁桥（以下简称“组合桁梁桥”）。

以下将对这几种钢混组合梁桥的结构及受力特点进行介绍。

1.钢—混凝土组合板梁桥这种形式的组合梁桥的钢主梁主要是工字形截面钢梁，关于这种桥型，我国早期的桥梁中有些应用，但跨度有限，因此目前应用较少。

钢主梁和混凝土桥面板通过剪力连接件组合，共同工作。

工字型的钢板梁一般由3块钢板焊接而成。

为了充分发挥钢材的抗拉能力强的特性，工字梁的下翼缘可以适当加厚或加宽，有时为了满足施工需要，在各个主梁之间设置横向支撑。

2.钢-混凝土组合箱梁桥在大跨度的组合梁桥中，组合箱梁桥是常采用的截面形式。

，该桥有钢筋混凝土翼板和箱型钢梁组成，两者通过连接件连接。

与工字型截面的组合钢板梁桥相比，组合箱梁的抗扭刚度较大，因此适合在高跨比较大或扭转较大的跨线桥和弯桥中使用。

目前我国的组合箱梁桥大多应用于城市立交桥、高速公路跨线桥等。

钢-混凝土组合箱型梁发展出了一种新形式——波形钢腹板组合梁桥。

与传统的混凝土箱梁相比，波形钢腹板组合梁桥用波形的钢腹板代替了混凝土腹板。

上部是混凝土顶板，顶板内常会设置体内索以施加预应力，同样混凝土底板也会设置体内索。

有的波形钢腹板桥会在箱内设置体外索施加预应力。

这种结构能有效利用施加的预应力，同时能够防止腹板的局部失稳。

3.钢-混凝土组合桁梁桥钢桁架与混凝土板相组合，可以形成钢-混凝土组合桁梁桥，混凝土桥面板在这种结构中作为受力的一部分，可以节省钢材的使用，并能提高整体刚度和降低桁高。

钢结构种类钢结构是指利用钢材制作的建筑结构，它具有高强度、抗震性好、便于施工和可持续使用等优点，因此在现代建筑中被广泛应用。

下面将介绍几种常见的钢结构种类：1.钢筋混凝土框架结构（RCF）：这是一种使用钢筋混凝土柱、梁和板构成的结构，通过将钢筋与混凝土结合，既能发挥钢材的高强度特性，又能借助混凝土的耐久性和防火性能，提高整体结构的抗震性能。

2.钢桁架结构（RSF）：钢桁架结构主要由钢材构成的平面或空间网格状桁架组成，具有良好的刚性和稳定性。

这种结构常用于大跨度建筑和展览馆等场所，在空间布置上具有较大的灵活性。

3.钢管混凝土结构（SRC）：钢管混凝土结构是一种将钢管作为框架柱或梁的结构形式。

钢管与混凝土形成一体，充分利用了钢材的刚度和混凝土的耐久性，常用于高层建筑和大跨度悬索桥等。

4.钢框架结构（RS）：钢框架结构是一种由钢材构成的框架结构，主要由水平梁和竖向柱构成。

它具有较好的刚性和可扩展性，适用于不同类型的建筑，如厂房、商业建筑和住宅等。

5.轻钢结构（LSF）：轻钢结构主要由冷弯薄壁钢材构成的轻质结构系统，常用于住宅和轻型建筑。

由于其重量轻、施工方便和可回收利用的特点，成为可持续发展的建筑选择。

6.钢空间网架结构（SSH）：钢空间网架结构是一种由钢材构成的三维网格结构，可以形成空间结构体系。

它具有良好的刚度和承载能力，广泛应用于大型体育馆、会展中心和机场等。

7.钢索结构（SS）：钢索结构是利用钢索作为主要受力构件的一种结构形式。

其特点是轻量化、高强度和柔性，适用于大跨度悬索桥、索承式屋盖和悬挂装饰等。

以上是几种常见的钢结构种类，每种结构都具有特定的应用领域和优势。

随着科技的进步和设计理念的变化，未来可能会出现更多创新的钢结构形式，以满足不断发展的建筑需求。

桁架结构的受力分析与计算桁架结构是一种由各种杆件连接而成的稳定结构，被广泛应用于建筑、桥梁、航天器等领域。

在设计和建造桁架结构时，受力分析和计算是至关重要的步骤。

本文将介绍桁架结构的受力分析方法，并给出相应的计算步骤。

一、桁架结构的受力分析桁架结构由杆件和节点组成，杆件通常是直线段或曲线段，节点是连接杆件的固定点。

在受力分析中，需要确定每个节点和杆件的受力情况。

1. 节点的受力分析节点是桁架结构中的重要连接点，它承受着来自相邻杆件的受力。

对于单个节点，可以利用力平衡原理来进行受力分析。

首先，在水平方向上，所有受力要素的水平分力之和应等于零；其次，在竖直方向上，所有受力要素的竖直分力之和也应等于零。

通过解这两个方程，可以求得节点的受力。

2. 杆件的受力分析杆件是桁架结构中起支撑作用的构件，它们承受着来自外力和节点的受力。

在受力分析中，需要确定每个杆件的受力大小和方向。

根据静力平衡原理，杆件上的受力要满足力的平衡条件，即合力为零。

可以利用力的合成和分解的原理来进行受力分析，将受力分解为水平方向和竖直方向的分力。

通过解这些方程，可以求得杆件的受力。

二、桁架结构的受力计算在桁架结构的受力计算中，需要根据受力分析的结果来进行具体的计算。

主要涉及到以下几个方面。

1. 材料的选择和强度计算桁架结构中的杆件通常采用钢材、铝材等材料制作。

在进行强度计算时，需要考虑材料的强度和安全系数。

根据结构所受力的种类（拉力、压力或剪力），选择适当的强度计算公式和安全系数。

2. 荷载的计算桁架结构在使用过程中会承受各种形式的荷载，如静荷载、动荷载、地震荷载等。

荷载的计算是桁架结构设计的重要一环。

需要根据设计要求和建筑规范，合理计算各种荷载的大小和作用方向，以确定结构的强度和稳定性。

3. 结构的稳定性计算桁架结构在承受荷载作用时，需要保持结构的稳定性，避免产生倾覆和失稳等安全隐患。

在进行结构的稳定性计算时，需要考虑结构的整体平衡和节段局部稳定性问题。

1、体系分类：有多余约束的几何可变体系、没有多余约束的几何可变体系（几何常变、几何瞬变）、有多余约束的几何不变体系、有多余约束的几何不变体系。

（1）两根不在一条直线上的链杆用一个铰连接后，称为二元体。

在一个体系上加上或去掉一个二元体，是不会改变体系原来性质的2、体系简单组成规则（1）两刚片规则：两个刚片用一个铰和一根链杆相联结，且三个铰不在一条直线上，或用三链杆连接且三根链杆不相互平行、不交于一点，则组成几何不变体系，并且无多余约束。

(2)三刚片规则：三个刚片用三个虚铰两两相连(即6根链杆），且三个虚铰不在一条直线上，则组成几何不变体系，并且无多余约束。

瞬变体系：三根链杆虚交于一点或三根平行且不等长。

常变体系：三链杆平行且等长或三杆实交于一点。

几何结构的判断：1、若某体系用不完全交于一点也不完全平行的三根链杆与基础相连，则可以只分析该体系。

2、找二元体，如有，可撤去或加上，使体系简化。

3、从直接观察出的几何不变部分开始，应用体系组成规律，逐步扩大不变部分直至整体。

（链杆可以当作刚体,刚体有时可当作链杆，两端铰接的折杆或曲杆可用直杆代替）3、刚片、约束、自由度概念 (1)自由度是指确定体系位置所需独立坐标的数目。

(2)刚片就是几何尺寸和形状都不变的平面刚体(由于我们在讨论体系的几何构造时是不考虑材料变形的，因此我们可以把一根梁、一根柱、一根链杆甚至体系中已被确定为几何不变的部分看作是一个刚片)(3)减少自由度的装置称为约束(可以减少1个自由度的装置是1个约束)4、各约束相当的链杆数目(链杆可减少一个自由度，相当于一个约束) (1)一个单铰可以减少两个自由度，相当于两个约束(相当于两根链杆) (2)连接n个刚片的复铰,相当于2(n-1) 个链杆（3）一个刚结点能减少三个自由度，相当于三个约束(相当于三根链杆) （4）连接n个刚片的复刚结可折算成（n-1）个单刚结，相当于3(n-1)个链杆（点在平面内的自由度为：2；刚片在平面内的自由度为：3；基础自由度为零）5、刚架内力图画法及有关规定（1）作刚架内力图的常规步骤：1、先求反力；2、然后逐杆分段、定点（求杆端内力）；3、最后联线（区段叠加法画弯矩图）(2)有关规定：A铰结点、自由端处无外力偶作用，则杆端弯矩为零，否则杆端弯矩与外力偶矩相等，且使杆同侧受拉;B ①铰链中心弯矩为零；②中间铰链不影响弯矩、剪力与荷载集度间的微积分关系。

第7课管桁架设计1、钢管结构简述钢管结构是由圆管和矩形管（含方管）制作加工而成的结构。

钢管结构可以是独立的梁、柱构件，也可以组合成格构式构件。

钢管材料的加工有热加工管和冷成型管。

由于钢管结构在力学、防腐性能和经济指标上的优越性，逐渐为人们所认识。

钢管结构的种类A按生产方法分类（1）无缝管——热轧管、冷轧管、冷拔管、挤压管、顶管（2）焊管（a）按工艺分——电弧焊管、电阻焊管（高频、低频）、气焊管、炉焊管（b）按焊缝分——直缝焊管、螺旋焊管B按断面形状分类（1）简单断面钢管——圆形钢管、方形钢管、椭圆形钢管、三角形钢管、六角形钢管、菱形钢管、八角形钢管、半圆形钢圆、其他（2）复杂断面钢管——不等边六角形钢管、五瓣梅花形钢管、双凸形钢管、双凹形钢管、瓜子形钢管、圆锥形钢管、波纹形钢管、表壳钢管、其他钢管结构的特点：1管材截面的几何特性好，截面材料绕行心分布，截面回转半径大，抗扭能力强。

作为受压或压弯和双向受弯构件，其承载力较高。

2从抗流体动力特性来说，圆管截面最好。

在风力和水流作用下，其作用效应大为降低。

矩形管截面与其他开口截面相类同。

3在平均厚度和截面积相同的情况下，钢管的外表面积约为开口截面50~60%左右。

对防腐蚀有利，而且可以节约涂层材料。

50~60%左右。

对防腐蚀有利，而且可以节约涂层材料。

4其节点连接适合采用直接对接焊接。

可不通过节点板和其它连接件，即省工又省料。

5外形比较美观。

6必要时，还可以在管内灌注混凝土，以形成组合构件。

由于管结构具有上述优点，故用钢量省，与由开口截面制作的结构相比，在工业建筑中能节约钢材20%左右，在塔架结构中节约量可达50%。

钢管结构可根据构件的受力情况，采用圆管结构或矩形管结构，也可混合使用。

矩形管一般用作弦杆，而圆管用作腹杆。

弦杆也可采用工字钢或H作腹杆。

弦杆也可采用工字钢或H型钢，而腹杆用矩形管或圆管。

结论：圆管适用于轴心受力和受扭构件，轴心受压时稳定性最好。

2013-2014年度学生研究计划（SRP）“桁架结构模型结构优化及试验”结题论文姓名骆辉军学院土木与交通学院专业土木工程（卓越全英班）学号 201230221450指导老师范学明时间 2014年10月一.实验背景随着科学技术的发展和计算机软件技术的应用，应用相关的软件来进行桁架结构模型的优化已经可以成为现实。

桁架结构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。

由于大多用于建筑的屋盖结构，桁架通常也被称作屋架。

在桥梁结构中，桁架结构也应用广泛。

只受结点荷载作用的等直杆的理想铰结体系称桁架结构。

它是由一些杆轴交于一点的工程结构抽象简化而成的。

合理地设计桁架结构，就能够最大限度地利用材料的强度，起到减轻桁架重量，节省材料的目的，从而也能为工程实际应用提供相关的依据和参考。

但桁架的结构模型形式千变万化，仅仅从理论上分析桁架的受力特征和破坏特征，而不进行相应的试验研究是无法取得实质性的进展的。

正是基于这样一个原则，我们需要在理论研究的基础上通过试验来优化桁架的结构模型，在各式各样的桁架结构中挑选出受力合理的结构，最大限度地使材料的强度得以利用。

研究桁架结构模型优化的意义桁架结构中，各杆件受力均以单向拉、压为主，通过对上下弦杆和腹杆的合理布置，可适应结构内部的弯矩和剪力分布。

由于水平方向的拉、压内力实现了自身平衡，整个结构不对支座产生水平推力。

结构布置灵活，应用范围非常广。

桁架梁和实腹梁（即我们一般所见的梁）相比，在抗弯方面，由于将受拉与受压的截面集中布置在上下两端，增大了内力臂，使得以同样的材料用量，实现了更大的抗弯强度。

在抗剪方面，通过合理布置腹杆，能够将剪力逐步传递给支座。

这样无论是抗弯还是抗剪，桁架结构都能够使材料强度得到充分发挥，从而适用于各种跨度的建筑屋盖结构。

更重要的意义还在于，它将横弯作用下的实腹梁内部复杂的应力状态转化为桁架杆件内简单的拉压应力状态，使我们能够直观地了解力的分布和传递，便于结构的变化和组合。

七种钢结构种类划分普及钢结构是一种广泛应用于建筑领域的结构形式，其具有高强度、轻质化、耐久性好等特点，在世界范围内得到了广泛的应用。

钢结构可以根据不同的分类标准分为多种类型，下面将介绍七种常见的钢结构种类划分。

1.轻型钢结构：轻型钢结构是一种使用薄型钢材组成的结构形式，适用于较小的建筑物如别墅、小型厂房等。

其特点是结构轻巧、施工方便、成本低廉。

轻型钢结构主要由冷弯薄壁钢材组成，通过焊接或螺栓连接构件，形成一个整体结构。

2.钢筋混凝土框架结构：钢筋混凝土框架结构是一种将钢筋混凝土和钢材结合起来的结构形式。

其特点是钢材承受大部分水平荷载，而钢筋混凝土起到承重墙的作用。

这种结构适用于中高层建筑、大跨度厂房等，具有良好的抗震性和承载能力。

3.钢桁架结构：钢桁架结构是一种利用杆件组成的三角形网格结构形式，适用于大跨度建筑如体育馆、会展中心等。

钢桁架结构具有自重轻、刚度大、稳定性好的特点，能够承受较大的荷载。

杆件通常采用圆钢管或方钢管制作，通过焊接或螺栓连接形成桁架形状。

4.钢管混凝土结构：钢管混凝土结构是一种将钢管与混凝土组合起来的结构形式。

钢管一般承担水平荷载，混凝土充填在钢管内部起到整体稳定的作用。

这种结构适用于大跨度建筑如桥梁、塔楼等，具有较好的抗震性和承载能力。

5.空间网壳结构：空间网壳结构是一种利用杆件组成的具有曲面形状的结构形式。

其特点是空间形态复杂、造型美观、空间利用率高。

空间网壳结构适用于体育场馆、展览馆等建筑，可以通过螺栓连接或焊接固定杆件。

6.超高层钢结构：超高层钢结构是指高度超过300米的建筑物所采用的钢结构形式。

由于超高层建筑需要承受较大的水平荷载和重力荷载，因此钢结构可以满足其强度和稳定性的要求。

这种结构适用于摩天大楼、电视塔等建筑。

7.透空钢结构：透空钢结构是一种具有多孔、透明性的结构形式，可以用于建筑外墙或屋顶。

透空钢结构可以采用钢管或钢带制作，并在其中设置玻璃或其他透明材料，使建筑物更加通透、明亮。