確定屋架形式的原則(如何確定屋架形式)
屋架形式的選擇是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的重要環(huán)節(jié),它直接影響到建筑物的承載能力、穩(wěn)定性和耐久性。確定屋架形式的原則主要包括以下幾點(diǎn):,,1. 使用要求:根據(jù)建筑物的使用要求和功能特點(diǎn)來確定屋架的形式。對(duì)于需要承受較大荷載的結(jié)構(gòu),可能需要采用桁架或拱架等形式;而對(duì)于需要頻繁變動(dòng)位置的結(jié)構(gòu),則可能需要考慮采用可拆卸式屋架。,,2. 材料性能:考慮建筑材料的性能,如強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性等,以確定合適的屋架形式。鋼材具有較高的強(qiáng)度和良好的塑性變形能力,因此常用于制作桁架和拱架;而木材則更適合制作梁和柱。,,3. 經(jīng)濟(jì)性:在滿足使用要求和材料性能的前提下,考慮施工成本和后期維護(hù)費(fèi)用,選擇經(jīng)濟(jì)合理的屋架形式。這包括考慮構(gòu)件的加工制造成本、運(yùn)輸安裝費(fèi)用以及長(zhǎng)期使用過程中的維修保養(yǎng)費(fèi)用。,,4. 美觀性:屋架形式還應(yīng)兼顧建筑的整體美觀性。曲線形的屋架可以增加建筑的藝術(shù)感,而對(duì)稱的屋架則給人以穩(wěn)定和莊重的感覺。,,5. 施工條件:施工條件也是影響屋架形式選擇的重要因素。在山區(qū)或地形復(fù)雜地區(qū),可能需要考慮屋架的安裝和拆卸難度;而在城市密集區(qū)域,則可能需要考慮屋架與周圍環(huán)境的協(xié)調(diào)性。
確定屋架形式的原則涉及多個(gè)方面,主要包括滿足使用要求、受力合理性、制造簡(jiǎn)便及運(yùn)輸與安裝方便、以及綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。以下是對(duì)這些原則的詳細(xì)解釋:
1. 滿足使用要求
- 三角形屋架:適用于坡度較大(1/3~1/2)的有檁屋蓋結(jié)構(gòu)中或中、小跨度的輕型屋面結(jié)構(gòu)中,房屋橫向剛度較好。
- 梯形屋架:適用于較大跨度的屋面結(jié)構(gòu),尤其是需要較大內(nèi)部空間的建筑。
2. 受力合理
- 弦桿和腹桿:桁架的外形應(yīng)盡可能與彎矩圖相似,以使上下弦桿的軸力分布均勻,腹桿軸力小,用料最省。
- 荷載布置:荷載應(yīng)盡量布置在節(jié)點(diǎn)上,以減少節(jié)點(diǎn)彎矩,使桿件受力更加均勻。
3. 制造簡(jiǎn)單及運(yùn)輸與安裝方便
- 材料選擇:木桁架通常做成三角形,因?yàn)橹圃旌?jiǎn)單;鋼筋混凝土與預(yù)應(yīng)力混凝土桁架則多采用多邊形或梯形。
- 運(yùn)輸與安裝:桁架的高度與跨度之比通常為1/6~1/12,以滿足運(yùn)輸界限的要求。
- 節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì):節(jié)點(diǎn)板應(yīng)設(shè)計(jì)成矩形或梯形,以簡(jiǎn)化制造和安裝過程。
4. 綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果好
- 經(jīng)濟(jì)性:在滿足使用要求的前提下,盡量減少材料和勞動(dòng)力的使用,降低成本。
- 施工方便:選擇易于施工的桁架形式,減少現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)難度,提高施工效率。
- 結(jié)構(gòu)剛度:確保桁架具有足夠的剛度,以保證結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性和安全性。
5. 其他考慮因素
- 屋架高度:屋架的高度應(yīng)根據(jù)建筑設(shè)計(jì)、剛度和經(jīng)濟(jì)三方面的要求確定,同時(shí)考慮屋面坡度和運(yùn)輸界限的要求。
- 荷載類型:屋架需考慮多種荷載,包括屋面恒載、屋面可變荷載、風(fēng)荷載等,這些荷載通常以集中或均布的形式作用于上弦桿或下弦桿。
- 內(nèi)力計(jì)算:在設(shè)計(jì)過程中,需要進(jìn)行詳細(xì)的內(nèi)力計(jì)算,以確保每根桿件的內(nèi)力組合達(dá)到最不利狀態(tài),從而保證結(jié)構(gòu)的安全性。
- 截面選擇:根據(jù)用料經(jīng)濟(jì)、連接構(gòu)造簡(jiǎn)單、強(qiáng)度和剛度等要求確定桿件的截面形式。
- 節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì):節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)應(yīng)確保桿件的內(nèi)力通過焊縫傳遞至節(jié)點(diǎn)板,并在節(jié)點(diǎn)中心匯交取得平衡。
- 施工圖:屋架結(jié)構(gòu)施工圖應(yīng)包括結(jié)構(gòu)安裝圖和構(gòu)件詳圖,以確保制造和安裝的準(zhǔn)確性。
通過綜合考慮以上原則,可以有效地選擇和設(shè)計(jì)出既滿足使用要求又具有良好經(jīng)濟(jì)性和施工性的屋架形式。
屋架形式的經(jīng)濟(jì)性優(yōu)化方法
不同屋架形式的荷載承受能力
屋架設(shè)計(jì)中的節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)要點(diǎn)
屋架結(jié)構(gòu)的施工效率提升技巧
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