2011年一級建筑師建筑結(jié)構(gòu)輔導(dǎo)資料:桁架的外形、主要尺寸和腹桿體系(2)

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    2 .平面桁架的外形及主要尺寸
    根據(jù)用途和跨度不同,平面桁架可有不同的外形。圖 6 -58 所示為常用的幾種屋架外形及其腹桿布置。( a )圖~(c)圖為三角形屋架,用于屋面材料要求的屋面坡度 i 較陡,i≥1 / 5 時; ( d )圖所示梭形屋架由三角形屋架變化而來,可用于需保持較平屋面坡度但又需加大屋架高度時;(。)圖一( h )圖所示屋架可用于屋面坡度較平坦,即 i=1 / 10~1 / 20 時。( f )圖和( g )圖所示多角形屋架和人字形屋架均系由(。)圖所示梯形屋架變化而來,可減少屋架在跨中的高度。( h )圖所示平行弦桁架不但可用于屋架,而且還可用于如屋蓋中的各種支撐桁架、屋架和托架、皮帶輸送機(jī)下的支承桁架和各種棧橋桁架等。
    
    對三角形屋架,當(dāng)屋架的跨度和屋面坡度一旦確定,屋架的高度也就確定。梯形屋架的端部高度常取跨度的 1 / 10 ~1 / 8 (常用端部高度 h0=2.0m 左右),跨度愈大,比值可取小些。平行弦桁架的經(jīng)濟(jì)高度常為其跨度的 1/15 左右。在決定屋架高度時,要考慮從制造廠到建筑工地的運輸條件。當(dāng)用火車運送時,構(gòu)件的運送單元高度應(yīng)小于 3.85m 。
    屋架外形的選用應(yīng)考慮所用屋面材料、屋架的跨度和房屋的使用要求等條件。波形石棉瓦屋面要求屋面坡度i=1 / 2 . 5~1 / 3 ,瓦楞鐵屋面要求 i≈1 / 5 ,若這種屋面的坡度 i 過小,易造成漏雨,因此常需選用三角形屋架。油氈防水屋面則要求i≤1/8,因此常用 i=1 / 10 ~1/12的梯形屋架,近來常被采用的長尺壓型鋼板屋面,則可用于 i =l / 8~1 / 20 時,因而常選用梯形屋架和接近于平行弦的屋架。
    平面桁架是一種格構(gòu)式受彎構(gòu)件,在橫向荷載作用下,其上、下弦桿主要承受桁架截面上的彎矩,而腹桿則主要承受桁架截面上的剪力。兩端簡支的受彎構(gòu)件在滿跨均布荷載作用下,彎矩圖形為一拋物線,因此屋架的外形若接近于拋物線形,則弦桿各節(jié)間中的內(nèi)力最為均勻。三角形屋架外形與拋物線形差別較大,因而其弦桿各節(jié)間的內(nèi)力很不均勻,屋架端部高度小,該處節(jié)間的內(nèi)力,因弦桿截面常按整根弦桿的內(nèi)力選用,造成弦桿截面鋼材的增加,故跨度較大時選用三角形屋架是不經(jīng)濟(jì)的,其常用跨度宜在 24~27m 以下。梯形屋架外形較接近于拋物線形,弦桿各節(jié)間內(nèi)力較為均勻,加之剛度也較三角形屋架為好,常用跨度可達(dá) 36m 左右。平行弦屋架弦桿內(nèi)力不及梯形屋架均勻,但其腹桿長度一致,桿件類型少,結(jié)點構(gòu)造統(tǒng)一,便于制造,是其優(yōu)點。
    平面屋架常兩端簡支于鋼筋混凝土或砌體柱頂,但在某些采用鋼柱的廠房中,為了增加排架的側(cè)向剛度,需將屋架與柱構(gòu)成剛接如圖 6-59 所示,這對梯形屋架比較簡單易行,而對三角形屋架就必須設(shè)置隅撐,勢必影響屋架下的有效凈空。