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阅读 2065 次 历史版本 5个 创建者:睡死不偿命 (2011/4/16 11:25:34)  最新编辑:睡死不偿命 (2011/4/20 11:19:58)
桁架
拼音:héngjià
英文:truss
目錄[ 隱藏 ]
  由直杆組成的一般具有三角形單元的平面或空間結構。在荷載作用下,桁架杆件主要承受軸向拉力或壓力,從而能充分利用材料的強度,在跨度較大時可比實腹梁節省材料,減輕自重和增大剛度,故適用於較大跨度的承重結構和高聳結構,如屋架、橋梁、輸電線路塔、衛星發射塔、水工閘門、起重機架等。

簡介

桁架
桁架



  常用的有鋼桁架、鋼觔混凝土桁架、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。桁架按外形分有三角形桁架、梯形桁架、多邊形桁架、平行弦桁架,及空腹桁架。在選擇桁架形式時,應綜合考慮桁架的用途、材料、支承方式和施工條件,在滿足使用要求的前提下,力求制造和安裝所用的材料和勞動量爲最小。



 

桁架的分類

結構分類

三角形桁架

  在沿跨度均勻分布的節點荷載下,上下弦杆的軸力在端點處最大,向跨中逐漸減少;腹杆的軸力則相反。三角形桁架由於弦杆内力差别較大,材料消耗不夠合理,多用於瓦屋面的屋架中。

梯形桁架  

  和三角形桁架相比,杆件受力情況有所改善,而且用於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,杆件受力情況較梯形略差,但腹杆類型大爲減少,多用於橋梁和棧橋中。

多邊形
  也稱摺線形桁架。上弦節點位於二次抛物線上,如上弦呈拱形可減少節間荷載產生的彎矩,但制造較爲複雜。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,腹杆軸力較小,用料最省,是工程中常用的一種桁架形式。
  
空腹桁架

  基本取用多邊形桁架的外形,上弦節點之間爲直線,無斜腹杆,僅以豎腹杆和上下弦相連接。杆件的軸力分布和多邊形桁架相似,但在不對稱荷載作用下杆端彎矩值變化較大。優點是在節點相交會的杆件較少,施工制造方便。

產品分類

  1、固定桁架:桁架中最堅固的一種,可重複利用性高,唯一缺點就是運輸成本較高。產品分爲方管和圓管兩種。
 
  2、摺叠桁架:最大的優點就是運輸成本低,可重複利用性稍遜。產品分爲方管和圓管兩種。
 
  3、蝴蝶桁架:桁架中最具有藝術性的一種,造型奇特,優美。
 
  4、球節桁架:又叫球節架,造型優美,堅固性好,也是桁架中造價最高的一種。

桁架的常識與要求


桁架
桁架
  “桁”字念“heng”,由於“桁”字較少使用,誤被念爲“hang”(行),故此,“行架”由此得名。 桁架的定義: 桁架由杆件通過焊接、鉚接或螺栓連接而成的支撑横梁結構,稱爲“桁架”。足夠強度—不發生斷裂或塑性變形;足夠剛性—不發生過大的彈性變形;足夠穩定性—不發生因平衡形式 的突然轉變而導致坍塌;良好的動力學特性—抗震、抗風性。 桁架的設計要求: 要有符合要求的杆件;要有良好的連接件,包括鉚釘、銷釘及焊縫的連接。這些就涉及到桁架的類型、杆件的尺寸和材料,但首先是靜力學分析。

 

桁架的計算要點


桁架
桁架
   房屋建築用的桁架,一般僅進行靜力計算;對於風力、地震力、運行的車輛和運轉的機械等動荷載,則化爲乘以動力系數的等效靜荷載進行計算;特殊重大的承受動荷載的桁架,如大跨度橋梁和飛機機翼等,則需按動荷載進行動力分析(見荷載)。

  平面桁架一般按理想的鉸接桁架進行計算,即假設荷載施加在桁架節點上(如果荷載施加在節間時,可按簡支梁換算爲節點荷載),並和桁架的全部杆件均在同一平面内,杆件的重心軸在一直線上,節點爲可自由轉動的鉸接點。理想狀態下的靜定桁架,可以將杆件軸力作爲未知量,按靜力學的數解法或圖解法求出已知荷載下杆件的軸向拉力或壓力(見杆系結構的靜力分析)。  

  工程用的桁架節點,一般是具有一定剛性的節點而不是理想的鉸接節點,由於節點剛性的影響而出現的杆件彎曲應力和軸向應力稱爲次應力。計算次應力需考慮杆件軸向變形,可用超靜定結構的方法或有限元法求解。

  空間桁架由若幹個平面桁架所組成,可將荷載分解成與桁架同一平面的分力按平面桁架進行計算,或按空間鉸接杆系用有限元法計算。  

  根據桁架杆件所用的材料和計算所得出的内力,選擇合適的截面應能保證桁架的整體剛度和穩定性以及各杆件的強度和局部穩定,以滿足使用要求。

  桁架的整體剛度以控制桁架的最大豎向撓度不超過容許撓度來保證;平面桁架的平面外剛度較差,必須依靠支撑體系保證。支撑系統有上弦支撑、下弦支撑、垂直支撑和桁架共同組成空間穩定體系。

桁架的形式選擇


  從力學方面分析,桁架外形與簡支梁的彎矩圖相似時,上下弦杆的軸力分布均勻,腹杆軸力小,用料最省;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,鋼觔混凝土與預應力混凝土桁架爲多邊形或梯形爲宜。桁架的高度與跨度之比,通常采用1/6~1/12,在設計手冊和規範中均有具體規定。桁架的使用範圍很廣,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,其最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爲最小。




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