《钢桁架设计》PPT课件.ppt

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1、第六章钢桁架第一节概述第二节支撑设计第三节桁架设计第一节概述一.桁架及其应用桁架是指由直杆在杆端相互连接而组成的以抗弯为主的格构式结构。桁架中的杆件大多只承受轴向力，材料性能发挥较好，特别适用于跨度或高度较大的结构。桁架主要有空间桁架（网架和塔架）、平面桁架（屋架、吊车桁架、水工结构中的钢栈桥、钢桁架引桥、钢闸门中的桁架等）。空间塔架为运输材料、设备、人员而修建的临时桥梁设施，按采用的材料分为木栈桥和钢栈桥。钢栈桥：目前世界上最长的施工栈桥——宁波杭州湾跨海大桥南岸施工栈桥，全长9444米，共633跨，是海上主

2、桥施工物资供应及交通出入的唯一通道，也是整座跨海大桥施工的基础性工程和控制性工程。本章主要介绍平面简支桁架的设计。二.平面桁架的外形和腹杆体系影响桁架外形选择的因素：1.满足使用要求；2.受力合理；3.便于制做和安装；4.综合经济技术效果好。常用平面桁架的外形及腹杆形式桁架应具有适当的中部高度H和端部高度H0（三角形桁架端部高度为零）。H取决于运输界限（铁路运输为3.85m）和建筑高度要求的最大限值Hmax、刚度要求的最小限值Hmin以及使弦杆和腹杆总用钢量最少的经济高度Hec。简支梯形和平行弦桁架，通常H≈（

3、1/5～1/10）L,简支梯形钢桁架对端部高度H0无特殊要求；当梯形钢桁架与柱刚接时，桁架端部有负弯矩，要求H0≈（1/9～1/18）L，钢屋架中常用H0≈（1.8～2.2）m。第二节支撑设计一、桁架支撑的作用平面桁架在其自身平面内具有较大的刚度，但在垂直于桁架平面方向（桁架平面外）不能保持其几何不变，即使桁架上弦与檩条或屋面等铰接相连桁架仍会侧向倾倒（如图7-4（(a)中虚线所示）。为了防止桁架侧向倾倒破坏和改善桁架工作性能，对于平面桁架体系，必须设置支撑系统。桁架支撑的主要作用？（1）保证桁架结构的空间几何

4、稳定性，即形状不变。（2）保证桁架结构的空间刚度和空间整体性。桁架上弦和下弦的水平支撑与桁架弦杆组成水平桁架，桁架端部和中部的垂直支撑则与桁架竖杆组成垂直桁架，无论竖向荷载还是纵、横向水平荷载，都能通过一定的桁架体系把力传向支座，桁架结构有足够的刚度和整体性。（3）为桁架弦杆提供侧向支承点。水平和垂直支撑作为桁架弦杆的侧向支承点，减小弦杆在桁架平面外的计算长度，提高其整体稳定承载力。（4）承受并传递水平荷载。（5）支撑作用，保证结构安装时的可靠性，且便于安装。二、桁架支撑的种类和布置1.上弦横向水平支撑布置原则

5、：上弦横向水平支撑应设置在房屋的两端，一般设在第一个柱间或设在第二个柱间。横向水平支撑的间距L0不宜超过60m。当温度区段长度超过60m时，还应在温度区段中部布置一道或几道横向水平支撑。布置位置：位于相邻两榀桁架上弦杆之间的横向水（斜）平面内。二、桁架支撑的种类和布置2.下弦横向水平支撑布置原则：一般情况均应设置下弦横向水平支撑。只有当桁架跨度比较小（L≤18m），且没有悬挂式吊车，或虽有悬挂吊车但起重吨位不大，厂房内也无较大的振动设备时，可不设下弦横向水平支撑。布置位置：与上弦横向水平支撑布置在同一柱间，以形

6、成空间稳定体。3.纵向水平支撑布置原则：当房屋内设有托架，或有较大吨位的重级、中级工作制的桥式吊车，或有壁行吊车，或有锻锤等大型振动设备，以及房屋较高、跨度较大，空间刚度要求较高时，均应布置纵向水平支撑。布置位置：在屋架下弦（三角形屋架可在下弦或上弦）端节间沿厂房纵向水平面内布置。二、桁架支撑的种类和布置4.垂直支撑布置原则：所有厂房中均应设置垂直支撑。沿厂房纵向，屋架的垂直支撑与上、下弦横向水平支撑布置在同一柱间。布置位置：相邻两榀屋架之间的梁端纵向垂直平面内。梯形屋架在跨度L≤30m、三角形屋架在跨度L≤2

7、4m时，仅在屋架跨度中央设置一道垂直支撑，当屋架跨度大于上述数值时，宜在跨度1/3处、天窗架侧柱处设置两道。对于梯形屋架，在屋架两端还应各设置一道垂直支撑。二、桁架支撑的种类和布置系杆系杆的作用：对于不设横向支撑的其它屋架，屋架上、下弦的侧向稳定性则由与横向支撑节点相连的系杆来保证。系杆的类型：能承受压力和拉力的系杆称为刚性系杆；只能承受拉力的系杆叫柔性系杆。其长细比分别按压杆和拉杆控制。布置原则：在垂直支撑的平面内一般应设置上、下弦系杆；屋脊节点及主要节点处需设置刚性系杆，天窗侧柱处及下弦跨中附近设置柔性系杆

8、；当屋架横向支撑设在厂房端部第二柱间时，则第一柱间的所有系杆均布置为刚性系杆，以传递山墙所承受的部分风压力等。二、桁架支撑的种类和布置三、桁架支撑的计算1.计算原则除系杆外各种桁架支撑均是垂直于屋架平面的平面桁架，由设置的支撑杆件和屋架的弦杆或竖杆组成。当支撑桁架受力较小时，可不做内力计算，杆件截面按容许长细比选择；交叉斜杆和柔性系杆按拉杆设计，可用单角钢；非交叉斜杆、弦杆、竖杆及刚性