本文作者:寧波鋼結(jié)構(gòu)施工工程

桁架產(chǎn)品如何分類(桁架產(chǎn)品材質(zhì)對比分析)

桁架產(chǎn)品根據(jù)其材質(zhì)可分為多種類型,包括鋁合金、鋼制、復合材料等。每種材料都有其獨特的性能和適用范圍。鋁合金桁架輕便且易于加工,適用于輕型或中型結(jié)構(gòu);而鋼制桁架則因其良好的強度和耐久性,常用于重型或需要高強度支撐的結(jié)構(gòu)中。復合材料桁架結(jié)合了金屬和塑料的優(yōu)點,具有更好的耐腐蝕性和更高的承載能力,適用于特殊環(huán)境和要求較高的場合。

桁架產(chǎn)品的分類

一、按材質(zhì)分類

  • 鋼桁架
    • 剛度大、跨度大,造型宏偉。鋼桁架的形式包括三角形、梯形、平行弦和人字形等。其中三角形鋼桁架一般用于小跨度(跨度≤21m)的屋蓋,常用于陡坡屋面(i>1/3)的有檁屋蓋體系;梯形桁架按支座斜腹桿的布置角度分為上承式和下承式兩種;平行弦桁架上下弦均水平,弦桿和腹桿等長,節(jié)點形式相同,有利于標準化生產(chǎn),但和人字形、梯形桁架相比,桁架形狀和彎矩圖偏差較大,造成桿件內(nèi)力不均勻;人字形桁架也是鋼桁架的一種形式。
  • 鋼筋混凝土桁架:常用于建筑結(jié)構(gòu)中,在一些大型建筑或者對結(jié)構(gòu)強度要求較高的建筑中應用廣泛。從力學方面解析,多邊形或梯形的鋼筋混凝土桁架為宜,其桁架高度與跨度之比有一定的規(guī)范要求。
  • 預應力混凝土桁架:與鋼筋混凝土桁架類似,通過對混凝土施加預應力提高結(jié)構(gòu)性能,常在大跨度建筑結(jié)構(gòu)中使用,例如一些大型的橋梁或者工業(yè)廠房等建筑結(jié)構(gòu),并且在設計手冊和規(guī)范中有其桁架高度與跨度之比的規(guī)定。
  • 木桁架:做成三角形較為常見。由于材料特性,多用于一些小型建筑或者對建筑風格有特殊要求的建筑,如傳統(tǒng)風格的建筑或者小型住宅等,在跨度較大時相比其他材質(zhì)的桁架可能會受到一定限制。
  • 鋁質(zhì)桁架
    • 輕巧、靈活、安全可靠,可隨意組合,拆裝方便??煞譃槿茕X質(zhì)桁架、四管鋁質(zhì)桁架、鋁管焊接桁架等,還有如6060T6鋁合金桁架,長度一般為100cm - 180cm,可用于展覽搭建;異型鋁合金桁架形狀為圓形、三角形等特殊形狀,跨度可達66米 - 120cm,適用于大型場館的搭建等。

二、按外形分類

  • 三角形桁架
    • 在沿跨度均勻分布的節(jié)點荷載下,上下弦桿的軸力在端點處最大,向跨中逐漸減少;腹桿的軸力則相反。弦桿內(nèi)力差別較大,材料耗資不夠合理,多用于瓦屋面的屋架中。三角形屋架的腹桿布置有芬克式、單斜式和人字式三種,芬克式腹桿最多,壓桿短,拉桿長,受力合理,且可分為兩個小桁架制作和運輸;單弦式腹桿和節(jié)點數(shù)目較多,只適用于下弦需要設置天棚的屋架;人字式腹桿節(jié)點最少,但壓桿長,拉桿短,適用于跨度較?。↙≤18m)的情況,并且人字形屋架抗震性能優(yōu)于芬克式屋架,高烈度地區(qū)更傾向于用人字式三角桁架。三角形桁架相當于一個變截面梁,由于截面(桁架高度)變化太快,超過了彎矩的減小速度(彎矩中間大兩端?。?,對弦桿受力不利,反而使得中部弦桿受力小,端部弦桿受力大。
  • 梯形桁架
    • 形狀與同跨度同荷載簡支梁的彎矩圖相似,弦桿受力較為均勻,與柱可以做成鉸接或者剛接。按支座斜腹桿的布置角度分為上承式和下承式兩種,一般情況,與柱剛接的桁架宜用下承式,與柱鉸接上承式或下承式均可,上承式使屋架中心降低,支座斜腹桿受拉,穩(wěn)定性更好,且利于安裝。中部高度主要取決于經(jīng)濟要求,一般為(1/10 - 1/8)L,與柱剛接的梯形桁架,端部高度一般為(1/16 - 1/12)L,通常取2.0 - 2.5m。
  • 平行弦桁架
    • 將人字形桁架的坡度設置成0即為平行弦桁架,其上下弦均水平,弦桿和腹桿等長,節(jié)點形式相同,非常有利于標準化的生產(chǎn),有利于生產(chǎn)工期,但和人字形、梯形桁架相比,桁架形狀和彎矩圖偏差較大,造成桿件內(nèi)力不均勻。常用于橋梁和棧橋中,如果梯形桁架的上、下弦平行就是平行弦桁架,桿件受力情況較梯形略差,但腹桿種類大為減少。
  • 多邊形桁架(折線形桁架)
    • 上弦節(jié)點位于二次拋物線上,如上弦呈拱形可減少節(jié)間荷載產(chǎn)生的彎矩,但制造較為復雜。在均布荷載作用下,桁架外形和簡支梁的彎矩圖形相似,所以上下弦軸力分布均勻,腹桿軸力較小,用料最省,是工程中常用的一種桁架形式。
  • 空腹桁架
    • 基本取用多邊形桁架的外形,無斜腹桿,僅以豎腹桿和上下弦相連接。桿件的軸力分布和多邊形桁架相似,但在不對稱荷載作用下桿端彎矩值變化較大。優(yōu)點是在節(jié)點交會的桿件較少,施工制造方便。
  • 人字形桁架:也是鋼桁架的一種常見外形,有其自身的力學特性和適用范圍等,例如在一些建筑造型或者結(jié)構(gòu)受力體系中有獨特的應用價值。

桁架產(chǎn)品材質(zhì)對比分析

桁架產(chǎn)品外形設計原則

桁架產(chǎn)品穩(wěn)定性影響因素

不同材質(zhì)桁架應用場景

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