一、桁架的外形、主要尺寸和腹杆体系

　　1.概述

　　桁架主要是由轴心受力构件（拉杆和压杆）组成的格构式扩大构件，用以承受横向荷载和跨越较大的空间。当跨度较大采用实腹式受弯构件将造成多费钢材时，就需采用桁架。钢桁架主要用于房屋建筑中的屋盖、桥梁、各种塔架（起重、输电、钻探等）和水工结构如闸门等建筑中，用途极为广泛。根据其承受荷载后的传力途径，有空间桁架和平面桁架之分。屋盖体系中的钢网架（见图6-56a）和各种塔架（见图6-56b）等常为空间钢桁架，其内力分桁必须借助于空间力系的平衡条件。工程结构中的大部分钢桁架则常可按平面桁架考虑，例如图6-57中的屋架，屋面荷载由檩条传给屋架后，其内力即可借助于平面力系的平衡条件求解。以下介绍的将限于平面桁架，主要是屋架。

　　2.平面桁架的外形及主要尺寸

　　根据用途和跨度不同，平面桁架可有不同的外形。图6-58所示为常用的几种屋架外形及其腹杆布置。（a）图～（c）图为三角形屋架，用于屋面材料要求的屋面坡度i较陡，i≥1/5时；（d）图所示梭形屋架由三角形屋架变化而来，可用于需保持较平屋面坡度但又需加大屋架高度时；（。）图一（h）图所示屋架可用于屋面坡度较平坦，即i=1/10～1/20时。（f）图和（g）图所示多角形屋架和人字形屋架均系由（。）图所示梯形屋架变化而来，可减少屋架在跨中的高度。（h）图所示平行弦桁架不但可用于屋架，而且还可用于如屋盖中的各种支撑桁架、屋架和托架、皮带输送机下的支承桁架和各种栈桥桁架等。

　　对三角形屋架，当屋架的跨度和屋面坡度一旦确定，屋架的高度也就确定。梯形屋架的端部高度常取跨度的1/10～1/8（常用端部高度h0=2.0m左右），跨度愈大，比值可取小些。平行弦桁架的经济高度常为其跨度的1/15左右。在决定屋架高度时，要考虑从制造厂到建筑工地的运输条件。当用火车运送时，构件的运送单元高度应小于3.85m.

　　屋架外形的选用应考虑所用屋面材料、屋架的跨度和房屋的使用要求等条件。波形石棉瓦屋面要求屋面坡度i=1/2.5～1/3，瓦楞铁屋面要求i≈1/5，若这种屋面的坡度i过小，易造成漏雨，因此常需选用三角形屋架。油毡防水屋面则要求i≤1/8，因此常用i=1/10～1/12的梯形屋架，近来常被采用的长尺压型钢板屋面，则可用于i=l/8～1/20时，因而常选用梯形屋架和接近于平行弦的屋架。

　　桁架中腹杆主要用以联系上、下弦杆构成节点并传递节点荷载。