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哪種桁架結構比較穩定

2021-03-05 09:31:06

  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:要有符合要求的桿件;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、桿件的尺寸和材料,但首先是靜力學分析。

  桁架(TRUSS)由桿件通過焊接、插銷、鉚接或螺栓連接而成的鋼結構,稱為“桁架”。鋁合金桁架,由直桿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,桁架桿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,故適用于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。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。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小。

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  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

  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

  也稱折線形桁架。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。

  空腹桁架基本取用多邊形桁架的外形,上弦節點之間為直線,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。


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