屋架形式的選擇是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的重要環(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：，，1. 使用要求：根據(jù)建筑物的使用要求和功能特點來確定屋架的形式。對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；而對于需要頻繁變動位置的結(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費用，選擇經(jīng)濟合理的屋架形式。這包括考慮構(gòu)件的加工制造成本、運輸安裝費用以及長期使用過程中的維修保養(yǎng)費用。，，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方面，主要包括滿足使用要求、受力合理性、制造簡便及運輸與安裝方便、以及綜合技術(shù)經(jīng)濟效果。以下是對這些原則的詳細解釋：

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)點上，以減少節(jié)點彎矩，使桿件受力更加均勻。

3. 制造簡單及運輸與安裝方便

• 材料選擇：木桁架通常做成三角形，因為制造簡單；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，以滿足運輸界限的要求。
• 節(jié)點設(shè)計：節(jié)點板應(yīng)設(shè)計成矩形或梯形，以簡化制造和安裝過程。

4. 綜合技術(shù)經(jīng)濟效果好

• 經(jīng)濟性：在滿足使用要求的前提下，盡量減少材料和勞動力的使用，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、剛度和經(jīng)濟三方面的要求確定，同時考慮屋面坡度和運輸界限的要求。
• 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)力計算：在設(shè)計過程中，需要進行詳細的內(nèi)力計算，以確保每根桿件的內(nèi)力組合達到最不利狀態(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、連接構(gòu)造簡單、強度和剛度等要求確定桿件的截面形式。
• 節(jié)點設(shè)計：節(jié)點設(shè)計應(yīng)確保桿件的內(nèi)力通過焊縫傳遞至節(jié)點板，并在節(jié)點中心匯交取得平衡。
• 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確性。

通過綜合考慮以上原則，可以有效地選擇和設(shè)計出既滿足使用要求又具有良好經(jīng)濟性和施工性的屋架形式。

屋架形式的經(jīng)濟性優(yōu)化方法

不同屋架形式的荷載承受能力

屋架設(shè)計中的節(jié)點設(shè)計要點

屋架結(jié)構(gòu)的施工效率提升技巧