钢桁架的结构类型(钢桁架结构制作规范)

导语：「建筑知识」钢桁架结构的分类

钢桁架的形式包括三角形、梯形、平行弦和人字形等，桁架的外形首先取决于建筑物的用途，其次应该考虑用料经济、施工方便、与其它构件的连接及结构的刚度等问题，对于屋面来说还需要考虑是否需要做结构找坡。在加工方便的前提下，桁架外形尽可能与其弯矩图接近，这样能使弦杆受力均匀，腹杆受力较小，腹杆应尽量用长杆受拉、短杆受压，数目宜少，总长要短，倾角一般在30°~60°之间。

(1). 三角形钢桁架

三角形钢桁架一般用于小跨度（跨度≤21m）的屋盖，常用于陡坡屋面（i＞1/3）的有檩屋盖体系，通常与柱子只能铰接，房屋的整体刚度较低。三角形屋架的腹杆布置有芬克式、单斜式和人字式三种，芬克式腹杆最多，但它压杆短，拉杆长，受力合理，且可分为两个小桁架制作和运输；单弦式腹杆和节点数目较多，只适用于下弦需要设置天棚的屋架，一般情况用得少；人字式腹杆节点最少，但压杆长，拉杆短，适用于跨度较小（L≤18m）的情况，但人字形屋架抗震性能优于芬克式屋架，所以高烈度地区更倾向于用人字式三角桁架。

三角形屋架的种类

三角桁架当于一个变截面梁，由于截面（桁架高度）变化太快，超过了弯矩的减小速度（弯矩中间大两端小），对弦杆受力不利，反而使得中部弦杆受力小，端部弦杆受力大，外形存在明显的不合理性，但从建筑布局来看，当屋面材料无石棉瓦、瓦楞铁等需要上弦坡度较陡的情况下，这时可以考虑采用三角形屋架，三角形屋架的高度当屋面坡度为1/3~1/2 时，高度H 为1/6~1/4L，L 为桁架跨度。

(2). 梯形桁架

梯形桁架的形状与同跨度同荷载简支梁的弯矩图相似，弦杆受力较为均匀，与柱可以做成铰接或者刚接。梯形桁架按支座斜腹杆的布置角度分为上承式和下承式两种，一般情况，与柱刚接的桁架宜用下承式，与柱铰接上承式或下承式均可，上承式使屋架中心降低，支座斜腹杆受拉，稳定性更好，且利于安装，所以目前的项目更倾向于用上承式桁架。梯形桁架中部高度主要取决于经济要求，一般为（1/10~1/8）L，与柱刚接的梯形桁架，端部高度一般为（1/16~1/12）L，通常取2.0~2.5m。

（a）、（c）上承式桁架，（b）、（d）下承式桁架

(3). 人字形桁架

上下采用弦杆一般是平行的，中部的截面要小于梯形钢屋架，也可以上下弦杆具有不同坡度，一侧屋面坡度≤1/10，适用跨度＞30m，当跨度＞42m，可以做三段，中间加一段平行段。折点处在平面外要设置相应的支撑。人字形桁架中部高度一般为（1/10~1/8）L，端部高度一般为（1/18~1/12）L，可适应不同的屋面坡度，但与柱刚接时，屋架首先坡度大于1/7，就应进行折线横梁分析，并需要考虑水平推力对柱的不利影响。

人字形桁架

(4). 平行弦桁架

将人字形桁架的坡度设置成0 即为平行弦桁架，平行弦桁架的上下弦均水平，弦杆和腹杆等长，节点形式相同，非常有利于标准化的生产，有利于生产工期，但它和人字形、梯形桁架相比，桁架形状和弯矩图偏差较大，造成杆件内力不均匀。

平行弦桁架

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