第 3 章 桁架结构
桁架：由两端用铰接的杆件组成的结构。桁架是由直杆组成的平面或空间结构，一般为三角形单元。桁架杆件主要承受轴向拉力或压力，以充分利用材料的强度。当跨度较大时，与实心梁相比，可节省材料、减少自重、增加刚度。
“恒”字读作“héng”，因“恒”字使用较少，常被误读为“háng”（挂），故有“挂架”之称。桁架定义：用焊接、铆接或螺栓连接杆件而形成的支撑梁结构，称为“桁架”。
桁架的优点是杆件主要承受拉力或压力，能充分发挥材料的作用，节省材料，减轻结构自重。常用的有钢桁架、钢筋混凝土桁架、预应力混凝土桁架、木桁架、钢木组合桁架、钢混凝土组合桁架等。
第一架飞机桁架
定义：主要承受轴向力的直杆在相应节点处连接，构成几何不变的格构式承重结构。
应用学科：水利技术（一级学科）；工程力学、工程结构、建筑材料（二级学科）；工程结构（水利）
常用的桁架有钢桁架、钢筋混凝土桁架、预应力混凝土桁架、木桁架、钢木组合桁架、钢混凝土组合桁架等。桁架按外形分为三角桁架、梯形桁架、多边形桁架、平行弦桁架、空心桁架等。选择桁架形式时，应综合考虑桁架的用途、材料、支撑方式、施工条件等，在满足使用要求的前提下，尽量减少制造、安装所用的材料和人工。
第二节 三角桁架
桁架分类：
结构分类：
三角桁架
在沿跨度均匀分布的节点荷载作用下，上、下弦杆的轴力在端点处最大，向跨中处逐渐减小；腹杆的轴力则相反。由于各弦杆内力相差较大，三角桁架的材料用量不够合理，因此多用于瓦屋面桁架中。
梯形桁架
与三角桁架相比，杆件受力有所改善，用于屋架中更容易满足一些工业厂房的工艺要求。梯形桁架的上下弦若平行，则为平行弦桁架，杆件受力较梯形桁架稍差，但腹杆种类大大减少，多用于桥梁、栈桥中。
多边形桁架
又称折线桁架。上弦节点位于二次抛物线上。若将上弦制成拱形，可减少节间荷载产生的弯矩，但制造较复杂。在均布荷载作用下，桁架形状与简支梁的弯矩图相似，因此上、下弦轴力分布均匀，腹板轴力小，用料最少。是工程中常用的一种桁架形式。
空腹桁架
基本采用多边形桁架的形制，上弦节点为直线，无斜腹板，仅以竖腹板连接上下弦杆。杆件轴力分布与多边形桁架类似，但在非对称荷载作用下，杆件端部弯矩值变化较大。优点是节点处相交杆件较少，施工制造方便。
产品类别：
1.固定桁架：最坚固的一种桁架，重复使用率高，唯一缺点是运输成本高，产品分为方管和圆管。
2、折叠桁架：最大优点是运输成本低，但重复利用率稍差。产品分为方管和圆管。
3、蝴蝶桁架：最具艺术感的桁架类型，造型独特、美观。
4、球窝桁架：又叫球窝架，造型美观，坚固性好，也是最贵的一种桁架。
第 4 章 网格结构
网格结构：
多根杆件按一定的网格形式通过节点连接而成的空间结构。其优点是空间受力小、自重轻、刚度大、抗震性能好，可作为体育馆、影剧院、展览馆、候车厅、体育场看台雨棚、飞机库、双向大柱距车间等屋面。缺点是节点处汇聚杆件较多，制作安装比平面结构复杂。
第 1 节螺栓球栅
分类：
网架结构的类型很多，可以按照不同的标准进行分类。
1、按网架本身结构可分为：单层网架结构、双层网架结构；三层网架。其中单层网架和三层网架分别适用于很小的跨度（不大于30m）和很大的跨度（大于100m），在国内工程应用中很少采用。
2、按构成材料分为：钢格栅、铝格栅、木格栅、塑料格栅、钢筋混凝土格栅、组合格栅（如钢格栅与钢筋混凝土板共同作用的组合格栅等）。其中钢格栅在我国已得到广泛应用，组合格栅也可作为楼面层结构。
3、按支撑情况可分为：周边支撑、四点支撑、多点支撑、三面支撑、对面支撑、混合支撑。
4、根据不同的构成方式，网格可分为四类：
1.交叉桁架体系网架；
2.三锥体系网格；
3.四方金字塔体系网格；
4.六角金字塔体系网格。
其中第四种分类方法是目前国内较为流行的分类方法。
第二节 焊接球栅
内力分析：
网架结构属于高阶超静定结构体系。分析板式网架时，一般假定节点为铰接钢结构桁架标准图集，按静力等效原理将外载荷施加在节点上，可按空间桁架位移法即铰接杆系有限元法进行计算，也可采用简化计算方法，如横梁系微分分析法、伪板法等计算内力与位移。单层壳网架的节点一般假定为刚性连接，应按刚杆系有限元法计算；双层壳网架可按铰接杆系有限元法计算。单层和双层壳网架也均可采用伪壳法进行简化。
第 3 节 网格檩条支撑
形式：
1. 交叉桁架系统网格
第一类是由两组或三组平面桁架组成的网架结构，称为交叉桁架体系网架（如图所示）。这是最简单，也是最早采用的网架结构之一，是在交叉梁的基础上发展演变而来的。该类网架的上、下弦杆长度相等。腹杆一般可设计为“拉杆体系”，即长杆（斜杆）受拉，短杆（竖杆）受压，斜杆与弦杆的夹角应在40~60度之间。其中竖杆由各组平面桁架共用。该类网架常用的形式有两种。
交叉桁架体系分为双向网架和三向网架（如图所示）。
2. 三角金字塔体系网格
第二类适用于平面形状为正方形、长方形、三角形、梯形、六边形、八边形、圆形等建筑物。
分为：三棱锥格栅、真空三棱锥格栅、蜂窝三棱锥格栅。
3.四方金字塔体系网格
第三类是由四边形锥体组成的网格结构，有正方四边形金字塔网格、正方空心四边形金字塔网格、斜四边形金字塔网格、棋盘四边形金字塔网格和星型四边形金字塔网格五种形式。
4.六角金字塔体系网格
第四类是由六角锥（七面体）组成的网格结构钢结构桁架标准图集，称为六角锥网格。它的基本单元元素是6根弦杆，由6根弦杆组成的六角锥（可倒置，也可正置）。该类网格的主要形式之一就是六角锥网格。
第 5 章 刚性结构
第 1 节 刚性柱
第 2 节 刚性梁柱节点
第 3 节 刚性桁架
第六章 装配式结构
第1节 钢管束结构
第二节 钢板框架体系
图片来源：技术质量与工艺标准化3D图集（钢结构）
中国建筑第五工程局有限公司
