桁架(屋架)结构

木屋面结构介绍一、概述1．木屋盖结构是指用木梁或木屋架（桁架）、檩条（木檩或钢檩），木望板及屋面防水材料等组成的屋盖。

2．木屋盖根据房屋的情况，可用于单层空旷房屋的屋盖，也可用于多层房屋的屋盖。

（1）单层空旷房屋的木屋盖结构的特点是：1）跨度较大（一般为9～15m），主要受弯构件采用木屋架（桁架）。

2）屋盖结构中屋架（桁架）的支点一般为：钢筋混凝土柱、砌体墙（墙垛、砖柱）。

（2）多层房屋的木屋盖一般用于多层砌体房屋的屋顶，屋盖中的主要受弯构件为木梁（跨度≤6.0m）或檩条，这些受弯构件的支点为砌体墙；当檩条直接搭在墙上时，俗称硬山搁檩。

二、桁架和木梁的一般规定1．木材宜用作受压或受弯构件，在作为屋架时，受拉杆件宜采用钢材（如：屋架下弦及受拉竖杆），当采用木下弦时，对于原木，其跨度不宜大于15m；对于方木不应大于12m。

采用钢下弦，其跨度可适当加大，但一般不宜大于18m。

2．受弯构件采用木梁时，其跨度一般不大于6.0m，超过6.0m时，宜采用桁架（屋架）。

3．桁架或木梁的间距：当采用木檩时，其间距不宜大于4.0m；当采用钢檩条时，其间距不宜大于6.0m。

4．桁架的形状：一般为三角形，也可采用梯形、弧形和多边形屋架。

屋架中央高度与跨度之比，不应小于表3-28规定的数值。

桁架应有约为跨度1／200的起拱。

5．当屋顶需设天窗时，天窗架的跨度，不宜大于屋架跨度的1／3。

三、木屋盖的支撑1．为防止桁架的侧倾，保证受压弦杆的侧向稳定，承担和传递纵向水平力，应采取有效措施保证结构在施工和使用期间的空间稳定。

2．屋盖中的支撑，应根据结构的形式和跨度、屋面构造及荷载等情况选用上弦横向支撑或垂直支撑。

但当房屋跨度较大或有锻锤、吊车等振动影响时，除应选用上弦横向支撑外，尚应加设垂直支撑。

支撑构件的截面尺寸，可按构造要求确定。

注：垂直支撑系指在两榀屋架的上、下弦间设置交叉腹杆（或人字腹杆），并在下弦平面设置纵向水平系杆，用螺栓连接，与上部锚固的檩条构成一个不变的竖向桁架体系。

第三章桁架(屋架)结构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。

它在历史上出现很早，公元前500年罗马人就在多瑙河上修建了桁架桥梁；后来迅速成为普遍的结构形式应用于土木工程大跨度的结构中，在房屋建筑中尤其得到广泛推广。

1．优点：受力合理、计算简单、施工方便、适应性强，对支座无横向推力，应用广泛。

2．缺点：结构高度大，侧向刚度小。

¾结构高度大增加了屋面及围护墙的用料，同时也增加了采暖、通风、采光等设备的负荷，并给音响控制带来困难。

¾侧向刚度小，对于钢屋架特别明显受压的上弦平面外稳定性差，也难以抵抗房屋纵向的侧向力，这就需要设置支撑。

一般房屋的纵向侧向力并不大，但支撑很多，都按构造(长细比)要求确定截面，故耗钢不少却未能材尽其用。

第三章桁架结构3.1桁架结构的受力特点3.2屋架结构的型式3.3屋架结构的选型与布置3.4立体桁架3.5 张弦结构3.6 桁架结构的其他型式桁架的受力与梁的区别1、上弦受压、下弦受拉，形成力偶来平衡外荷载所产生的弯矩。

2、由斜腹杆轴力中的竖向分量来平衡外荷载所产生的剪力。

3、桁架结构中，各杆单元均为轴向受拉或轴向受压构件，使材料的强度可以得到充分的发挥。

主桁架（1）直杆：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，这一平面称为桁架的中心平面。

木材――榫接、钉连接钢桁架――焊接或螺栓连接3.1.2桁架结构计算的假定（2）节点均为铰节点：桁架的杆件与杆件相连接的节点均为铰接节点。

钢筋混凝土――刚性连接严格地说，钢桁架和钢筋混凝土桁架都应该按刚架结构计算，各杆件除承受轴力外还承受弯矩的作用。

但进一步的理论分析和工程实践经验表明，上述杆件内的弯矩所产生的应力很小，只要在节点构造上采取适当的措施，该应力对结构或构件不会造成危害，故一般计算中桁架结构节点均按铰接处理。

3.1.2桁架结构计算的假定（2）节点均为铰节点：桁架的杆件与杆件相连接的节点均为铰接节点。

第2章桁架结构桁架结构又被称为屋架结构，是一种常见的工程结构，由许多小的杆件和节点组成。

通过将杆件连接在节点上，形成一个三角形的网格结构。

桁架结构被广泛应用于建筑、桥梁和其他工程领域，具有很好的抗压和抗拉能力，同时也具备较高的刚度和稳定性。

1.桁架结构的基本原理桁架结构的基本原理是通过将杆件连接在节点上，使其形成一个三角形的网格结构。

三角形是一种非常稳定的几何形状，能够承受较大的压力和拉力。

通过多个三角形的组合，可以形成一个稳定的整体结构。

桁架结构的优点之一是其重量轻，但具有较高的强度。

这是因为桁架结构采用了杆件和节点的组合，使力分散到整个结构中，从而减少了单个杆件的受力。

另外，桁架结构还具有较高的刚度和稳定性，能够有效地抵抗外部的振动和变形。

2.桁架结构的应用领域桁架结构被广泛应用于建筑、桥梁和其他工程领域。

在建筑领域，桁架结构常用于大跨度建筑物的屋架设计，如体育馆、展览中心和机场。

桁架结构不仅能够支撑较大的屋盖荷载，还能够提供较大的空间自由度，使建筑内部的空间得到充分利用。

在桥梁领域，桁架结构常用于大跨度桥梁的主梁设计。

桁架结构能够提供较大的横向刚度和纵向稳定性，以适应桥梁的荷载和变形。

同时，桁架结构还能够减少桥梁的自重，提高整体的加固效果。

此外，桁架结构还可以应用于塔架、煤矿井架、水泥工厂、电力塔架等工程领域。

桁架结构在这些领域中能够提供稳定的支撑和强度，同时也能够减少工程材料的使用量，降低工程成本。

3.桁架结构设计的考虑因素在进行桁架结构设计时首先是荷载和受力分析。

需要确定桁架结构所承受的荷载类型和大小，并进行力学分析。

根据力学分析的结果，确定杆件和节点的尺寸和数量，以及连接方式。

其次是材料选择。

桁架结构的材料可以选择钢材、木材、混凝土等。

选择适当的材料需要考虑结构的强度、稳定性和耐腐蚀性等因素。

还需要考虑桁架结构的连接方式。

连接杆件和节点的方式有很多种，如焊接、螺栓连接等。

选择合适的连接方式需要考虑结构的刚度和稳定性，以及施工和维修的便利性。

建筑结构选型一：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。

由于大多用于建筑的屋盖结构，桁架通常也被称作屋架。

案例：南京国际展览中心工程概况：南京国际博览中心建筑面积36万平方米，其中展览面积17万平方米，总国际标准展位6000个，室外展览面积3万平方米，停车位2500个。

会议中心包括5000平方米的多功能厅，800人报告厅，20间大小会议室，19间各式餐厅和一幢500间客房的4星级国际酒店。

其他配套设施包括240间客房的经济型酒店，8200平方米办公服务设施等。

结构形式及特点：国展中心的二层展厅是一个长243m ,宽75m 的无柱大空间,屋面呈弧形,南北两端主入口各有15m悬挑,西侧又有14m 悬挑。

为了实现建筑功能要求,经过多方案的比较,最终选定了采用钢管拱架、檩架的结构方案。

27m ×75m 的柱网,纵向27m 跨的檩架承担檩条、压型钢板轻钢屋面荷载,南北两端檩架各向外悬挑15m。

横向跨度75m ,上弦半径125m 的弧形拱架支承檩架,拱架高端悬挑14m ,最终形成结构新颖、气势宏伟的展览大空间(如图1 ,2 所示) 。

结构布置时,采取了多种措施来增加屋面的空间刚度,以保证结构稳定,传力可靠。

拱架的横截面是宽415m、高5m 的倒三角形(图6) 。

弦杆最大为<480 ×25 ,最小为<402 ×15 ,腹杆最大为<194 ×20 ,最小为<133 ×5 。

檩架的横截面是宽4188m、高3m 的倒三角形。

三角形的每个面又都由弦杆、腹杆组成的小三角形平面桁架构成,拱架、檩架本既是几何不变的空间结构,刚度也很好,又便于设备管道、马道等在其中穿行。

单元划分时,使拱架与檩架的划分相呼应。

檩架上弦藉助拱架腹杆是拉通的,下弦除两端悬挑部分是拉通的以外,均做成与拱架下弦节点连接,产生空间作用。