桁架是由一些用直桿組成的三角形框構(gòu)成的幾何形狀不變的結(jié)構(gòu)物。桿件間的結(jié)合點(diǎn)稱(chēng)為節(jié)點(diǎn)(或結(jié)點(diǎn))。根據(jù)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(jié)構(gòu)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(jiǎn)化為平面桁架來(lái)計(jì)算。
多邊形桁架也稱(chēng)折線形桁架。上弦節(jié)點(diǎn)位于二次拋物線上,如上弦呈拱形可減少節(jié)間荷載產(chǎn)生的彎矩,但制造較為復(fù)雜。在均布荷載作用下,桁架外形和簡(jiǎn)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。
足夠強(qiáng)度—不發(fā)生斷裂或塑性變形;足夠剛性—不發(fā)生過(guò)大的彈性變形;足夠穩(wěn)定性—不發(fā)生因平衡形式的突然轉(zhuǎn)變而導(dǎo)致坍塌;良好的動(dòng)力學(xué)特性—抗震、抗風(fēng)性。
桁架的設(shè)計(jì)要求: 要有符合要求的桿件;要有良好的連接件,包括鉚釘、銷(xiāo)釘及焊縫的連接。這些就涉及到桁架的類(lèi)型、桿件的尺寸和材料,但首先是靜力學(xué)分析。
桁架可按不同的特征進(jìn)行分類(lèi)。
一、根據(jù)桁架的外形分為:
1.平行弦桁架(便于布置雙層結(jié)構(gòu);利于標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn),但桿力分布不夠均勻);
2.折弦桁架(如拋物線形桁架梁,外形同均布荷載下簡(jiǎn)支梁的彎矩圖,桿力分布均勻,材料使用經(jīng)濟(jì),構(gòu)造較復(fù)雜);
3.三角形桁架(桿力分布更不均勻,構(gòu)造布置困難,但斜面符合屋頂排水需要)。
二、以桁架幾何組成方式分:
1.簡(jiǎn)單桁架(由一個(gè)基本鉸結(jié)三角形依次增加二元體組成);
2.聯(lián)合桁架(由幾個(gè)簡(jiǎn)單桁架按幾何不變體系的簡(jiǎn)單組成規(guī)則聯(lián)合組成);
3.復(fù)雜桁架(不同于前兩種的其它靜定桁架)。
三、按所受水平推力分:
1.無(wú)推力的梁式桁架(與相應(yīng)的實(shí)梁結(jié)構(gòu)比較,掏空率大,上下弦桿抗彎,腹桿主要抗剪,受力合理,用材經(jīng)濟(jì));
2.有推力的拱式桁架(拱圈與拱上結(jié)構(gòu)聯(lián)為一體整體性好,便于施工,跨越能力強(qiáng),節(jié)省鋼材料)。