桁架計算方法

發布日期：2012-12-13 　瀏覽：1836

房屋建筑用的桁架，一般僅進行靜力計算；對于風力、地震力、運行的車輛和運轉的機械等動荷載，則化為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，則需按動荷載進步履力分析（見荷載）。
　　支撐系統有上弦支撐、下弦支撐、垂直支撐和桁架租賃共同組成空間穩定體系。桁架的高度與跨度之比，通常采用1/6～1/12,在設計手冊和規范中均有具體規定。計算次應力需考慮桿件軸向變形，可用超靜定結構的方法或有限元法求解。
　　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，可按簡支梁換算為節點荷載），并和桁架的全部桿件均在同一平面內，桿件的重心軸在一直線上，節點為可自由動彈的鉸接點。
　　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，由于節點剛性的影響而出現的桿件彎曲應力和軸向應力稱為次應力。
　　從力學方面分析，桁架租賃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，鋼筋混凝土與預應力混凝土桁架為多邊形或梯形為宜。
　　根據桁架桿件所用的材料和計算所得出的內力，選擇合適的截面應能保證桁架租賃的整體剛度和穩定性以及各桿件的強度和局部穩定，以滿意使用要求。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，其最佳形式的選擇原則是在滿意使用要求前提下，力求制造和安裝所用的材料和勞動量為最小。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，必須依靠支撐體系保證。
　　空間桁架由若干個平面桁架所組成，可將荷載分解成與桁架租賃同一平面的分力按平面桁架進行計算，或按空間鉸接桿系用有限元法計算。理想狀態下的靜定桁架，可以將桿件軸力作為未知量，按靜力學的數解法或圖解法求出已知荷載下桿件的軸向拉力或壓力（見桿系結構的靜力分析）。