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桁架计算方法

北京中展伟业 12-02-23 10:14:38 作者:本站 来源:本站原创 点击数:
房屋建筑用的桁架,一般仅进行静力计算;对于风力、地震力、运行的车辆和运转的机械等动荷载,则化为乘以动力系数的等效静荷载进行计算;特殊重大的承受动荷载的桁架,如大跨度桥梁和飞机机翼等,则需按动荷载进步履力分析(见荷载)。
  支撑系统有上弦支撑、下弦支撑、垂直支撑和桁架租赁共同组成空间稳定体系。桁架的高度与跨度之比,通常采用1/6~1/12,在设计手册和规范中均有具体规定。计算次应力需考虑杆件轴向变形,可用超静定结构的方法或有限元法求解。
  平面桁架一般按理想的铰接桁架进行计算,即假设荷载施加在桁架节点上(如果荷载施加在节间时,可按简支梁换算为节点荷载),并和桁架的全部杆件均在同一平面内,杆件的重心轴在一直线上,节点为可自由动弹的铰接点。
  工程用的桁架节点,一般是具有一定刚性的节点而不是理想的铰接节点,由于节点刚性的影响而出现的杆件弯曲应力和轴向应力称为次应力。
  从力学方面分析,桁架租赁外形与简支梁的弯矩图相似时,上下弦杆的轴力分布均匀,腹杆轴力小,用料最省;从材料与制造方面分析,木桁架做成三角形,钢桁架采用梯形或平行弦形,钢筋混凝土与预应力混凝土桁架为多边形或梯形为宜。
  根据桁架杆件所用的材料和计算所得出的内力,选择合适的截面应能保证桁架租赁的整体刚度和稳定性以及各杆件的强度和局部稳定,以满意使用要求。桁架的使用范围很广,在选择桁架形式时应综合考虑桁架的用途、材料和支承方式、施工条件,其最佳形式的选择原则是在满意使用要求前提下,力求制造和安装所用的材料和劳动量为最小。桁架的整体刚度以控制桁架的最大竖向挠度不超过容许挠度来保证;平面桁架的平面外刚度较差,必须依靠支撑体系保证。
  空间桁架由若干个平面桁架所组成,可将荷载分解成与桁架租赁同一平面的分力按平面桁架进行计算,或按空间铰接杆系用有限元法计算。理想状态下的静定桁架,可以将杆件轴力作为未知量,按静力学的数解法或图解法求出已知荷载下杆件的轴向拉力或压力(见杆系结构的静力分析)。
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