【钢结构·技术】桁架类型

2024-03-23 08:38

【钢结构·技术】桁架类型


桁架可分为多种类型,图20-1 给出了其中最常用的形式。在设计中采用哪种桁架类型,除了几何形状和经济因素之外,通常还取决于建筑方面和客户要求的影响。

      图20-1a、e所示为普拉特桁架(Pratt truss),在常规的垂直荷载作用下,斜腹杆承受拉力,而相对较短的竖向腹杆承受压力。在一定程度上,这种受力特点弥补了在常规垂直荷载作用下跨中的受压弦杆要比受拉弦杆受力更大的情况。值得注意的是,坡度较缓的屋顶普拉特桁架在风荷载作用下,可能会引起荷载反向,从而在较长的腹杆中出现压力

图 20-1 常见的屋盖桁架类型 a一普拉特桁架

图 20-1 常见的屋盖桁架类型 e-平行弦普拉特桁架


      把普拉特桁架的腹杆由内斜转为外斜就成为豪式桁架(Howe tuss或English Truss),如图 20-1b 所示。对于荷载很小的屋面采用豪式桁架具有一定优势,由于风荷载的影响,它会产生反向的竖向荷载。另外,在垂直荷载作用下,跨中受拉弦杆比受压弦杆要承受更大的内力。

图 20-1 常见的屋盖桁架类型 b一豪式桁架

      如图 20-1c 所示的芬克式桁架(Fink tuss),用于大跨、坡度陡的屋顶时,各构件被再分为较短的构件,因此在用钢量方面显得更为经济。根据设计人员的要求,桁架的弦杆和腹杆可以进行多种形式的布置和再分。

图 20-1 常见的屋盖桁架类型 c-芬克式桁架

      图 20-1d 所示为折线形桁架(mansard truss)。它是芬克式桁架的一种变形,其优点在于减少了无法使用的屋顶空间,因此降低了建筑物的运营成本。但是,这种架的主要缺点是因跨高比较小而上、下弦杆的内力会有所增大

图 20-1 常见的屋盖桁架类型 d-折线形架

      图 20-1f 所示为华伦桁架(Warren truss)。由于桁架的斜腹杆长度相等,因此降低了制作的成本。与普拉特桁架不同,华伦桁架中间节间的斜腹杆在重力荷载作用下是受压的。

图 20-1 常见的屋盖桁架类型 f-华伦桁架

      当跨度较大时,可以采用改进的华伦架,这种桁架增设竖向腹杆,对弦杆提供了支撑的间距变得更小,见图 20-1g。这样就能够减小受压弦杆的有效屈曲长度,同时减小局部弯曲所引起的次应力(详见本章第20.5.2节)。尽管改进的华伦桁架比平行弦普拉特桁架用料要多,但由于其具有对称和美观的特点而弥补了这方面的不足。

图 20-1 常见的屋盖桁架类型 g一改进的华伦桁架

图 20-1h所示为锯齿形桁架,或称蝶形架,只是在多开间建筑物中所采用多种桁架实例中的一种。

图 20-1 常见的屋盖桁架类型 h-锯齿形桁架

      在材料使用方面,桁架可以提供非常有效的结构解决方案。然而,值得注意的是,通过采用数量多而截面相对小的构件来节省钢材用量的方法,通常会增加制作成本和长期维护费用。

      一般来说,设计简单、构件规格上大体相同,才是最好的选择。设计人员也应该考虑建造的可实施性,如构件的运输及现场安装所用的机械设备,因为这些因素也可能对桁架设计起控制作用。

以上内容摘自欧标钢结构设计手册,本章译者:林向晖,仅用于交流学习,如有侵权请联系删除,谢谢!


节间、六节间、十节间芬克式屋架截图来源于网络,仅用于交流学习,如有侵权请联系删除,谢谢!

下面截图为常用屋架图集中的桁架类型,大家也可以看看分别对应欧标钢结构设计手册中的哪一种类型。