结构选型-桁架结构
桁架结构
2.三角形桁架的高度自跨中最大处向支座节点最小处呈线 性变化,而弯矩的变化自跨中向支座呈抛物线变化,弯矩的减 小速度比桁架高度 的减小速度慢,故上、 下弦杆内力在跨中节 间最小,而在靠近支 座处最大。可见，三 角形桁架的杆件内力 也是不均匀的。
3.拱形屋架是最理想的桁架形式。因桁架高度的变化与外 荷载所产生的弯矩图完全一致,使上、下弦杆各节间轴力也 完全相等。可见，它的杆件内力大致均匀，从力学角度看， 它的形状与简支 梁的弯矩图形相 似，其形状符合 受荷后的内力变 化规律。
钢筋混凝土-钢组合屋架
上弦杆采用刚劲混凝土，下弦杆采用型钢。充分利用两种 材料的特性。屋架在荷载作用下，上弦主要承受压力，有时 还承受弯矩，下弦承受拉力。组合屋架的自重轻，节省材料， 常用跨度为9～18m。
常用组合屋架：折线形屋架，下撑式五角星屋架以及三铰，两铰屋架等。
木屋架
一般为三角形屋架， 内力支座处大而跨中小。 适用于跨度在18米以内 的建筑中。
二，桁架结构外形与内力的关系
桁架是有杆件组成的格构体系，其结点一般假定为铰结点， 当荷载作用在结点上时，桁架的杆件内力与桁架的外形有着 密切的关系。下面介绍几种不同外形桁架的杆件内力情况： 1.平行弦屋架为等高度, 沿跨度方向各腹杆的轴力变 化与剪力图一致,跨中小而 支座处大,其值变化较大。 弦杆跨中节间轴力大、靠 近支座处轴力较小或为零。 可见，内力是不均匀的。
五，建筑实例-国家大剧院：源自国家大剧院壳体钢结构主要由148榀沿椭球面均匀垂直布置 的平面桁架、11840根水平 布置的环向系杆、对称布置 的四块平面斜撑及顶部结构 组成，也就是说国家大剧院 是以众多桁架组成的壳体结 构。
平面桁架按照是否外露分为长轴桁架和短轴桁架，短轴桁 架区域的屋面采用玻璃形式，为外露构件；长轴桁架区域的 屋面采用钛合金板形式，为隐蔽构件；水平布置的为环向系 杆，通过两端的半球与平面桁架连接。
桁架搭建方案
桁架搭建方案第1篇桁架搭建方案一、项目背景随着我国经济的快速发展，各类建筑工程对结构安全性、经济性和美观性的要求越来越高。
桁架结构作为一种常见的建筑结构形式，具有受力合理、节约材料、施工速度快等优点，被广泛应用于各类建筑工程中。
为确保桁架搭建过程的合法合规，提高工程质量和安全性，特制定本桁架搭建方案。
二、桁架结构选型1. 根据工程需求，结合建筑物的用途、跨度、荷载等因素，选择合适的桁架结构形式。
2. 桁架结构形式包括：平面桁架、空间桁架、空腹桁架、张弦桁架等。
3. 本项目采用平面桁架结构，桁架节点采用焊接连接，确保结构安全可靠。
三、材料选择与要求1. 钢材：应符合国家相关标准规定，具有出厂合格证及检测报告。
2. 钢材品种、规格、性能等应符合设计要求。
3. 焊接材料：应选用与母材性能匹配的焊接材料，确保焊接质量。
4. 混凝土：应符合国家现行标准规定，混凝土强度等级应符合设计要求。
四、施工工艺1. 施工准备：对施工现场进行清理，确保施工场地平整、干净。
2. 放线定位：根据设计图纸，放出桁架的轴线、边界线及预埋件位置线。
3. 钢材下料：根据设计图纸和施工工艺，进行钢材下料。
4. 钢材加工：对下料的钢材进行加工，包括切割、弯曲、焊接等。
5. 桁架拼装：在施工现场进行桁架的拼装，拼装顺序应符合施工工艺要求。
6. 焊接施工：采用二氧化碳气体保护焊进行焊接，确保焊接质量。
7. 桁架吊装：采用合适的吊装设备进行桁架的吊装，吊装过程应符合安全规范。
8. 质量检测：对桁架结构进行质量检测，包括尺寸偏差、焊缝质量等。
9. 防腐处理：对桁架结构进行防腐处理，确保结构使用寿命。
10. 结构验收：结构验收应符合国家现行标准规定，验收合格后方可进行后续施工。
五、施工安全措施1. 施工前，对施工人员进行安全技术交底，确保施工人员了解施工过程中的安全注意事项。
2. 施工现场应设置安全警示标志，提醒施工人员注意安全。
3. 施工过程中，应定期对施工设备进行检查、维护，确保设备安全运行。
桁架结构的受力特点、选型和布置
梯屋形架桁结架 构的选型
2.3 屋架结构的选型及布置
材料 木材及钢材均易腐蚀,维修费用较高。因此,对于
相对湿度较大而又通风不良的建筑,或有侵蚀性介质 的工业厂房,不宜选用木屋架和钢屋架,宜选用预应力 混凝土屋架,
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梯屋形架桁结架 构的选型
2.3 屋架结构的选型及布置
跨度 跨度在18m以下时,可选用钢筋混凝土-钢组合屋
3
第二章 桁架结构
桁架（truss）: 由直杆组成的一般具有三角形 单元的平面或空间结构。在房屋建筑中,桁架常用 来作为屋盖承重结构,又称为屋架。
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2.1 桁架结构的受力特点
桁架结构计算的假定
组成桁架的所有各杆都是直杆，所有各杆 的中心线 (轴线)都在同一平面内。
5
2.1 桁架结构的受力特点
桁架结构计算的假定
架;这种屋架构造简单、施工吊装方便,技术经济指标 较好。
跨度在36m以下时,宜选用预应力混凝土屋架,既 可节省钢材,又可有效地控制裂缝宽度和挠度。
19
钢屋架
2.2 屋架结构的型式
改善上弦杆受力情况，采用再分式腹杆 的形式。
20
钢屋架
2.2 屋架结构的型式
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钢屋架
2.2 屋架结构的型式
22
混凝土屋架
2.2 屋架结构的型式
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2.2 屋架结构的型式
钢筋混凝土-钢组合屋架
上弦杆采用钢筋 混凝土，下弦杆采 用型钢。充分利用 两种材料的特性。
梯屋形架桁结架 构的选型
受力 从结构受力来看,抛物线状的拱式结构受力最为合
理。但拱式结构上弦为曲线,施工复杂。折线型屋架, 与抛物线弯矩图最为接近,故力学性能良好。梯形屋 架,因其既具有较好的力学性能,上下弦均为直线施工 方便,故在大中跨建筑中被广泛应用。三角形屋架与 矩形屋架力学性能较差。三角形屋架一般仅适用于中 小跨度,矩形屋架常用作托架或荷载较特殊情况下使 用。
桁架结构
上弦为钢筋混凝土或预应力混凝土构件，下弦 为型钢或钢筋，顶接点为刚接或铰接（三铰组合屋 架）。屋架杆件少，自重轻，受力明确，构造简单， 施工方便，适用于农村地区的中小型建筑。
三、屋架结构的选型与布置
（一）屋架结构的主要尺寸 1、矢高 矢高大，弦杆受力小，但腹杆长、长细比大、易压曲，用料 反而会增多。
等间距平行排列，与房屋纵向柱列的间距一致，屋架直接搁置
在柱顶。常见的有：6m、7.5m、9m、12m等。
3、屋架的支座
支座标高由建筑外形的要求确定，在同层中屋架的支座取 同一标高。
在力学上可简化为铰接支座。
当跨度较小时，把屋架直接搁置在墙、柱或圈梁上；跨度
较大时，应采取专门的构造措施。
（四）屋架结构的支撑
三角形、三铰拱屋架适用于斜坡屋面，屋面坡度通常取
1/2~1/3，梭形屋架的屋面坡度较平坦，通常取1/12~1/8。
（五）混凝土屋架 常见形式有：梯形、折线形、拱形、无斜腹杆屋架等。 根据是否对屋架下弦施加预应力，分为：钢筋混凝土屋架和
预应力混凝土屋架，前者适用跨度为15~24m，后者适用跨
度为18~36m或更大。 1、梯形屋架
要求确定截面，故耗钢量不少但未能材尽其用。
它在历史上出现很早，公元前500年罗马人就在多瑙河上修 建了桁架桥梁；后来迅速成为普遍的结构形式应用于土木工 程大跨度的结构中，在房屋建筑中尤其得到广泛推广。
第二节 桁架的特点和形式
（一）、桁架结构的组成 桁架多应用于受弯构件，在外荷载的作用下，简支桁架 所产生的弯矩图和剪力图都与简支梁式的情况相似。但桁架 结构具有与简支梁完全不同的受力性能。 简支梁在竖向均布荷载作用下，沿梁轴线的弯矩和剪力 的分布和截面内的正应力和剪应力的分布都极不均匀。 桁架的上弦受压、下弦受拉，由此形成力偶来平衡外荷 载所产生的弯矩。外荷载所产生的剪力则是由斜腹杆轴力中 的竖向分量来平衡。 桁架各杆件单元（上弦杆、下弦杆、斜腹杆、竖杆）均 为轴向受拉或轴向受压构件，使材料的强度可以得到充分的 发挥。
结构选型
1 建筑结构选型的基本原则：①功能②造型③结构自身优势④材料⑤施工经济2 简支梁，中小跨度。
悬臂梁，固定段有较大弯矩（倾覆力矩）3 悬挑结构的抗倾覆平衡公式：悬挑结构的抗倾覆安全系数>1.5 抗倾覆力矩：倾覆力矩>1.5 p104桁架结构的组成（上弦杆、下弦杆、斜腹杆、竖腹杆）（上弦杆、下弦杆、腹杆）5桁架结构计算的假定：①组成桁架的所有各杆都是直杆，所有各杆的中心线（轴线）都在同一平面内，这一平面称为桁架的中心平面。
②桁架的杆件与杆件相连接的节点均为交接节点。
③所有外力（包括荷载及支座反力）都做用在中心平面内，并集中作用于节点上。
6 屋架结构的主要尺寸包括屋架的矢高、坡度、节间距。
7 屋架结构的选型：①从结构受力来看，抛物线状的拱式结构受力最为合理。
②当屋面防水材料采用粘土瓦、机制平瓦或水泥瓦时应选用三角形屋架、陡坡梯形屋架。
当屋面防水采用卷材防水、金属薄板防水时，应选用拱形屋架、折线型屋架和缓坡梯形屋架。
③对于湿度大、通风不良等工业厂房，用预应力混凝土屋架。
④跨度<18m,用钢筋混凝土—刚组合屋架，跨度<36m，用预应力混凝土屋架，跨度>36m，钢屋架。
8 张弦结构：将平面桁架结构的受拉下弦杆用高强度拉索代替，并通过张拉拉索在结构中施加预应力，可有效改善结构的受力性能。
根据这一原理衍生出一种新的结构形式称为张拉结构。
9 钢架结构：是指梁、柱之间为刚性连接的结构。
10 排架结构：梁与柱之间为铰接的结构。
11 单层单跨刚架结构的结构计算简图，按构件的布置和支座约束条件可分成无铰刚架、两铰钢架、三铰刚架三种。
12 拱按结构支撑方式分类，可以分成三铰拱、两铰拱和无铰拱。
三铰拱为静定结构，两铰拱和无铰拱为超静定结构。
13 拱的受力特点支座反力①在竖向荷载作用下，拱脚支座内将产生水平推力。
②在竖向荷载作用下，拱脚水平推力的大小等于相同跨度简支梁在相同竖向荷载作用下所产生的在相应顶铰C截面上的弯矩M除以拱的矢高f。
《桁架结构》PPT课件
屋架、无斜腹杆屋架或刚接屋架、立体屋 架等。
14
一、木屋架
建 筑
常用的木屋架是方木或原木齿连接的豪式木屋架，一 般分为三角形（图a）和梯形（图b）两种，大多在工 地上用手工制作。
结
豪式木屋架的节间长度控制在2～3m的范围内为宜，一
构 选
般为4～8节间，适用跨度为12～18m。当屋架跨度不大 时，上弦杆可用整根木料，当屋架跨度较大，上弦杆 需做接头时，四接头位置应尽量靠近节点，避免承受
外形而定，对于三角形屋架，其跨度一般
为12～18m，对于梯形、折线形等多边形
屋架，其跨度可为18～24m。
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三、钢屋架
建
钢屋架的形式主要有三角形屋架、梯形屋架、矩形（
筑
平行弦）屋架等，为改善上弦杆的受力情况，常采用再
结
分式腹杆的形式，如图3-9b所示。 三角形屋架一般用于屋面坡度较大的屋盖结构中，当
计算中均将桁架结构节点按铰接处理。
9
建
筑
结
构
选
a)
型
b)
c)
图为桁架结构的节点 a）木桁架节点；b）钢桁架节点；c）钢筋混凝土桁架节点
10
将节点间化成铰接点后，为保证各杆仅承受轴力，
建
还必须满足假定3的要求，即桁架结构仅受到节点荷
筑
载的作用。对于桁架上直接搁置的屋面板的结构，当
结
屋面板的宽度和桁架上弦的节间长度不等时，上弦将 受到节间荷载的作用并产生弯矩；或对下弦承受吊顶
选 梁和一根拉杆组成，斜梁有平面桁架式和空间桁架式两种，
型
如图所示，拉杆可用于圆钢或角钢。这种屋架的特点是杆 件受力合理，斜梁腹杆短，取材方便，经济效果好。三角
建筑结构选型
建筑结构选型一：桁架结构桁架结构（Truss structure）中的桁架指的是桁架梁，是格构化的一种梁式结构。
桁架结构常用于大跨度的厂房、展览馆、体育馆和桥梁等公共建筑中。
由于大多用于建筑的屋盖结构，桁架通常也被称作屋架。
案例：南京国际展览中心工程概况：南京国际博览中心建筑面积36万平方米，其中展览面积17万平方米，总国际标准展位6000个，室外展览面积3万平方米，停车位2500个。
会议中心包括5000平方米的多功能厅，800人报告厅，20间大小会议室，19间各式餐厅和一幢500间客房的4星级国际酒店。
其他配套设施包括240间客房的经济型酒店，8200平方米办公服务设施等。
结构形式及特点：国展中心的二层展厅是一个长243m ,宽75m 的无柱大空间,屋面呈弧形,南北两端主入口各有15m悬挑,西侧又有14m 悬挑。
为了实现建筑功能要求,经过多方案的比较,最终选定了采用钢管拱架、檩架的结构方案。
27m ×75m 的柱网,纵向27m 跨的檩架承担檩条、压型钢板轻钢屋面荷载,南北两端檩架各向外悬挑15m。
横向跨度75m ,上弦半径125m 的弧形拱架支承檩架,拱架高端悬挑14m ,最终形成结构新颖、气势宏伟的展览大空间(如图1 ,2 所示) 。
结构布置时,采取了多种措施来增加屋面的空间刚度,以保证结构稳定,传力可靠。
拱架的横截面是宽415m、高5m 的倒三角形(图6) 。
弦杆最大为<480 ×25 ,最小为<402 ×15 ,腹杆最大为<194 ×20 ,最小为<133 ×5 。
檩架的横截面是宽4188m、高3m 的倒三角形。
三角形的每个面又都由弦杆、腹杆组成的小三角形平面桁架构成,拱架、檩架本既是几何不变的空间结构,刚度也很好,又便于设备管道、马道等在其中穿行。
单元划分时,使拱架与檩架的划分相呼应。
檩架上弦藉助拱架腹杆是拉通的,下弦除两端悬挑部分是拉通的以外,均做成与拱架下弦节点连接,产生空间作用。
建筑结构选型知识点
建筑结构选型知识点一、填空部分:1网架结构的分类:网架结构按外形的不同，可分为曲面网架和平面网架两类.曲面网架又称“网壳"，可以是单层曲面网格，也可以是双层曲面网格。
平面网架又称“平板网架" ，是双层平面网格.2、平板网架的结构形式:平板网架通常由平行弦桁架交叉组成，根据桁架交叉方式的不同有下述几种型式.两向正交正放网架、两向正交斜放网架、三向交叉网架、锥体网架。
前面三种网架都是由平行弦桁架相互交叉组成,故属于交叉桁架体系网架。
锥体网架是由三角锥、四角锥或六角锥的锥体单元组成的空间网架结构，故属于角锥体系网架。
3、筒体结构的类型：（1）筒体－框架结构（2）框筒结构（3）筒中筒结构(4）多筒体结构4、薄壳结构：薄壳必须具备两个条件：一是“曲面的"，二是“刚性的”。
薄壳可以简单理解为四边支承的曲板。
薄壳的结构组成一般包括曲面的壳板和周边的边缘构件两部分。
薄壳的型式很多，诸如球面壳、圆柱壳、双曲扁壳、幕结构、折结构等,都是由曲面变化而创造出的各种型式。
薄壳的型式是可以千变万化的。
不过，其基本曲面形式的几何形成不外乎下述几类而已。
旋转曲面、平移曲面、直纹曲面、复杂曲面。
在上述的基本几何曲面上任意切取一部分，或将曲面进行不同的组合，便可得到各种各样复杂的曲面.实际常用的薄壳型式是下面讨论的:圆顶薄壳型式、圆柱形薄壳、双曲扁壳5、折板的型式:折板结构的型式主要分为有边梁和无边梁的两种。
分别讨论如下.（一）无边梁的折板——预制v形板无边梁的折板结构由V形折板和横隔构件组成。
（二)有边梁的析板—筒壳式析板结构有边梁的折板结构由折板、边梁和横隔构件三部分组成，是现浇结构，型式与筒壳相似.二、名词解释部分:建筑结构:是形成一定空间及造型，并具有承受人为和自然界施加于建筑物的各种荷载作用，使建筑物得以安全使用的骨架。
结构选型:在建筑设计中,空间组合和建筑造型的主要环节是选择最佳结构方案，即结构选型.基础:基础是建筑物与地基相联系的部分，承受建筑物的全部荷载并传至地基.砖混结构：又称墙体结构,是以墙体作为支撑水平构件及承担水平力的结构.框架结构:由梁和柱刚性连接的骨架结构。
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缺点：
1. 结构高度大 2. 平面桁架的侧向刚度小（需要设置支撑） 3. 受压构件需要满足稳定性要求，故不能材尽 其用(结构选型时尽量考虑）。
1. 受力性能好（受力均匀，材料利用充分） 3. 桁架可以用多种材料制造，包括木屋架、钢 屋架、钢筋混凝土屋架、钢筋混凝土－钢组合结
构
4. 桁架体型可以多样化（矩形、三角形、折线 形） 5. 施工方便
案例详解——主席台
二. 分析 桁架更有利于防锈与清洁维护。一般 来说，钢管和大气接触表面积小，易于防 护，在节点处各杆件直接焊接，没有难于 清刷、油漆、积留湿气及大量灰尘的死角 和凹槽，维护更为方便。管形构件在全长 和端部封闭后，其内部不易生锈。从左图
ANALYZE CASE
中也可以看出这一点。
案例详解——主席台
二. 分析
桁架结构一般会有以下几种形式——三角
ANALYZE CASE
形桁架，梯形桁架，多边形桁架，空腹桁架， 桁架桥。
而此处所用的是四角锥形桁架，即多边形桁
架。上弦节点位于二次抛物线上，如上弦呈拱形 可减少节间荷载产生的弯矩，但制造较为复杂。 在均布荷载作用下，桁架外形和简支梁的弯矩图
形相似，因而上下弦轴力分布均匀，腹杆轴力较
常用的三角形轻型钢屋架为芬克式，其特点 为长杆受拉，短杆受压，结构受力比较合理，制 作亦方便，可以分为两个运输单元。ຫໍສະໝຸດ 力学特点三. 梭形屋架
Mechanics characteristic
四. 分析
由梁到桁架虽然其结构整体来说其内力情况 与简支梁完全一致，但它已由受弯构件变为轴向 受力构件，传力路线发生了根本变化，将材料的 抵抗力集中在最外边缘的纤维上，此时力臂最大
TRUSS structures 桁架结构
小组成员：
戴维衍 汪旸 王宁宇 王遂扬 周俊
目录
CONTENTS
1. 结构简介（ Brief introduction of structure ） 2. 力学特点（Mechanics characteristic ） 3. 优缺点分析（Advantages and disadvantages ） 4. 案例详解（Analyze case ）
ANALYZE CASE
对受压不利，故宜把下弦一分为二，构成正三角
形立体桁架 。
案例详解——教四雨棚
二. 立体桁架特点
1. 截面形式：矩形、正三角形、倒三角形， 是由两榀平面桁架隔一定距设连接杆件将两榀平 面桁架成90度或45度的夹角。
ANALYZE CASE
截面形式矩形
2. 为减少连接杆件，可采用三角形截面的立体
小，用料最省，是工程中常用的一种桁架形式。
THANK YOU
结构简介
一. 定义
Brief introduction of structure
主要承受轴向力的直杆在相应的节点上连接成几何不变的格构式承重结构。简单的说，就是由直杆组 成的一般具有三角形单元的平面或空间结构。
结构简介
二. 简介
水工闸门、起重机架等。
Brief introduction of structure
ANALYZE CASE
3. 以理四，理五延伸上来的的柱子在两端支撑。
案例详解——构筑物
二. 分析
倒三角形立体桁架有较大的平面外刚度，有 利于吊装和利用，节省了用于支撑的钢材，因而 具有较大的优越性。 但三角形截面的立体桁架杆长计算繁琐，杆 件的空间角度非整数，节点构造复杂，焊缝要求 高，制作复杂。
案例详解——风雨操场
二. 桁架结构的支承及其选型
l/3
ANALYZE CASE
l/3 l l/3 l/4 l l
l
周边支承
l/3
图 3—18 点支承 点支承
l/4
l
案例详解——风雨操场
三. 支承方式
ANALYZE CASE
周边支承 点支承 周边支承与点支承相结合 两边和三边支承等。
风雨操场属于周边支承
案例详解——风雨操场
四. 四角锥体系网架
杆件受力较均匀，空间刚度比其它类型的四 角锥网架及两向网架好。适用于建筑平面接近正 方形的周边支承及点支承情况。
ANALYZE CASE
正放四角锥网架
案例详解——教四雨棚
一. 简介
该雨棚属于立体桁架结构，截面形式为正三 角型。由照片可看出，教四前的雨棚跨度并不是 很大，故上弦截面不大，如果再一分为二，势必
梭形屋架有平面桁架式和空间桁架式两种， 适用于跨度为9～15m，间距为3～4.2m的屋盖 体系。屋架的高跨比为1/9～1/12。
上弦受压、下弦受拉，由此形成力偶来平衡外荷
载产生的弯矩，剪力则由斜腹杆中的竖向分量来 承担。
优缺点分析
优点：
2. 扩大了梁式结构的适用跨度
Advantages and disadvantages
ANALYZE CASE
案例详解——主席台
一. 简介 总所周知，桁架的使用范围很广，在 选择桁架形式时我们通常会考虑它的材料， 施工条件，用途等等。一般来说，桁架多应
ANALYZE CASE
用于受弯构件，此处是一个较大的悬挑相对
于其他构架来说，桁架的多种材料选择，方 便的施工，适当扩大梁式结构的适用跨度这 些优点都是我们选择它的原因。
案例详解
ANALYZE CASE
1. 风雨操场 2. 教四雨棚 3. 构筑物 4. 主席台
案例详解——风雨操场
一. 桁架选型
根据建筑平面形状和跨度大小，支承方式、 荷载大小、屋面构造和材料、制作安装方法等因 素。
ANALYZE CASE
《网架结构设计与施工规程》JGJ 7-91 大跨度为60m以上 中跨度为30～60m 小跨度为30m以下 风雨操场的跨度远大于60m所以，根据规范， 它属于大跨度
在荷载作用下，桁架杆件主要承受轴向拉力或压力，从而能充分利用材料的强度，在跨度较大时可减
轻自重和增大刚度，故适用于较大跨度的承重结构和高耸结构，如屋架、桥梁、输电线路塔、卫星发射塔、
力学特点
一. 芬克式
Mechanics characteristic
二. 三铰拱屋架
三铰拱屋架由两根斜梁和一根拉杆组成，斜 梁有平面桁架式和空间桁架式两种，拉杆可用圆 钢或角钢，这种屋架的特点是杆件受力合理，斜 梁腹杆短，取材方便，经济效果好。
桁架 正三角形适于小跨度，倒三角形适于大跨(跨度大、 截面大，可分，反之不可分)。 3. 立体桁架采用钢球节点，使各杆件中心汇交 于球节点中心，受力明确均匀，施工方便。
截面形式倒三角 截面形式正三角
案例详解——构筑物
一. 简介
1. 此构筑物跨度大于60m，故为大跨度立体 桁架结构。 2. 截面形式为倒三角形构造。