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鋼結構桁架

桁架的優點是桿件主要承受拉力或壓力,可以充分發揮材料的作用,節約材料,**結構重量。常用的有鋼桁架、鋼筋混凝土桁架、預應力混…

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桁架的優點是桿件主要承受拉力或壓力,可以充分發揮材料的作用,節約材料,減輕結構重量。常用的有鋼桁架、鋼筋混凝土桁架、預應力混凝土桁架、木桁架、鋼與木組合桁架、鋼與混凝土組合桁架。
蘭州鋼結構桁架
桁架是由一些用直桿組成的三角形框構成的幾何形狀不變的結構物。桿件間的結合點稱為節點(或結點)。根據組成桁架桿件的軸線和所受外力的分布情況,桁架可分為平面桁架和空間桁架。屋架或橋梁等空間結構是由一系列互相平行的平面桁架所組成。若它們主要承受的是平面載荷,可簡化為平面桁架來計算。
平面桁架
組成桁架的桿件的軸線和所受外力都在同一平面上(圖1)。平面桁架可視為在一個基本的三角形框上添加桿件構成的。每添加兩個桿,須形成一個新節點才能使結構的幾何形狀保持不變。這種能保持幾何堅固性的桁架叫作無余桿(或叫無冗桿)桁架。如果只添加桿件而不增加節點,就不能保持桁架的幾何堅固性,這種桁架叫作有余桿(或叫有冗桿)桁架。
分析靜定平面桁架的受力情況有以下兩種方法:
①截面法
②節點法
③麥克斯韋-克雷莫納法
空間桁架
組成桁架各桿件的軸線和所受外力不在同一平面上。在工程上,有些空間桁架不能簡化為平面桁架來處理,如網架結構。塔架、起重機構架等??臻g桁架的節點為光滑球鉸結點,桿件軸線都通過聯結點的球鉸中心并可繞球鉸中心的任意軸線轉動。每個節點在空間有三個自由度。節點和桿件數的關系為W=3j-n,W>0為幾何可變桁架,W=0為幾何不變且無多余約束的空間桁架??臻g桁架和平面桁架一樣,可用部分截割法和節點法求出桁架內所有桿件所受的內力。部分截割法則是利用空間任意力系的六個平衡條件求出各桿的內力。節點法是截取節點為隔離體,利用每個節點所受的空間匯交力系的三個平衡條件,求出各桿的內力。
蘭州鋼結構桁架
從力學方面分析,桁架外形與簡支梁的彎矩圖相似時,上下弦桿的軸力分布均勻,腹桿軸力小,用料.??;從材料與制造方面分析,木桁架做成三角形,鋼桁架采用梯形或平行弦形,鋼筋混凝土與預應力混凝土桁架為多邊形或梯形為宜。
桁架的高度與跨度之比,通常,立體桁架為1/12~1/16,立體拱架為1/20~1/30,張拉立體拱架為1/30~1/50,在設計手冊和規范中均有具體規定。桁架的使用范圍很廣,在選擇桁架形式時應綜合考慮桁架的用途、材料和支承方式、施工條件,其.佳形式的選擇原則是在滿足使用要求前提下,力求制造和安裝所用的材料和勞動量為.小。
三角形桁架

三角形桁架在沿跨度均勻分布的節點荷載下,上下弦桿的軸力在端點處.大,向跨中逐漸減少;腹桿的軸力則相反。三角形桁架由于弦桿內力差別較大,材料消耗不夠合理,多用于瓦屋面的屋架中。
梯形桁架
梯形桁架和三角形桁架相比,桿件受力情況有所改善,而且用于屋架中可以更容易滿足某些工業廠房的工藝要求。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,但腹桿類型大為減少,多用于橋梁和棧橋中。
多邊形桁架
多邊形桁架也稱折線
蘭州鋼結構桁架
形桁架。上弦節點位于二次拋物線上,如上弦呈拱形可減少節間荷載產生的彎矩,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,因而上下弦軸力分布均勻,腹桿軸力較小,用料.省,是工程中常用的一種桁架形式。
空腹桁架
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。優點是在節點相交會的桿件較少,施工制造方便。
桁架橋
1、桁架橋是橋梁的一種形式。
2、桁架橋一般多見于鐵路和高速公路;分為上弦受力和下弦受力兩種。
3、桁架由上弦、下弦、腹桿組成;腹桿的形式又分為斜腹桿、直腹桿;由于桿件本身長細比較大,雖然桿件之間的連接可能是“固接”,但是實際桿端彎矩一般都很小,因此,設計分析時可以簡化為“鉸接”。簡化計算時,桿件都是“二力桿”,承受壓力或者拉力。
4、由于橋梁跨度都較大,而單榀的桁架“平面外”的剛度比較弱,因此,“平面外”需要設置支撐。設計橋梁時,“平面外”一般也是設計成桁架形式,這樣,橋梁就形成雙向都有很好剛度的整體。
5、有些橋梁橋面設置在上弦,因此力主要通過上弦傳遞;也有的橋面設置在下弦,由于平面外剛度的要求,上弦之間仍需要連接以減少上弦平面外計算長度。
6、桁架的弦桿在跨中部分受力比較大,向支座方向逐步減??;而腹桿的受力主要在支座附件.大,在跨中部分腹桿的受力比較小,甚至有理論上的“零桿”。

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