钢结构中钢桁架.ppt

第六章钢桁架第一节概述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。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第二节支撑设计桁架支撑的主要作用？
（1）保证桁架结构的空间几何稳定性，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二、桁架支撑的种类和布置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。

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≤24m
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。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；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。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、竖杆及刚性系杆按压杆设计，可用双角钢组成T形或十字形截面。
当支撑桁架受力较大时，需按平面桁架体系计算支撑桁架的杆件内力，进行杆件截面设计。三、桁架支撑的计算第三节桁架设计
一、桁架的内力计算
作用荷载
桁架上的作用荷载包括永久荷载和可变荷载两
类，计算桁架内力时，应考虑荷载分项系数、荷载组
合系数，并按最不利荷载组合情况计算桁架杆件内力。
2.桁架计算简图
按铰接平面桁架计算简图进行内力计算。一、桁架的内力计算
3.内力计算二、桁架杆件的计算长度
（一）桁架平面内的计算长度Lx
桁架平面内的计算长度根据杆件的节间长度和两端约束情况确定：
1.上下弦杆：LX=L（节间长度）
2.腹杆：支座处竖腹杆和斜腹杆LX=L
（节间长度）
中部其它腹杆LX=0.8L
（L为节间长度）
3、交叉腹杆：LX=节点中心至
交叉点间的距离二、桁架杆件的计算长度
（二）桁架平面外的计算长度LY
桁架平面外的计算长度LY应取侧向支撑点间的距离：
1.上下弦杆：LY=L1（L1为侧向支点间的距离）
2.腹杆：LY=L（节间长度）
3、交叉腹杆：交叉腹杆在桁架平面外计算长度的确定与杆件受拉和受压有关，也与杆件在交叉点处的断开情况有关，具体计算参见教材的相关规定。

受压弦杆的侧向支撑点间距时常为节间长度的2倍（图7-13（a）），而弦杆两节间的轴心压力可能不相等，当用较大的轴力验算弦杆平面外稳定时，如果计算长度仍用L1显然过于保守。二、桁架杆件的计算长度
（二）桁架平面外的计算长度LY
此时应按下式确定平面外的计算长度：

计算时压力取正号，拉力取负号。
再分式腹杆的受压主斜杆在桁架平面外的计算长度（图7-13b），也按上式计算。在桁架平面内的计算长度则取节点间的距离。对于再分式受拉主斜杆在桁架平面外的计算长度仍取L1。
二、桁架