從力學(xué)方面分析,桁架外形與簡(jiǎn)支梁的彎矩圖相似時(shí),上下弦桿的軸力分布均勻,腹桿軸力小,用料??;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(yù)應(yīng)力混凝土桁架為多邊形或梯形為宜。
三角形桁架在沿跨度均勻分布的節(jié)點(diǎn)荷載下,上下弦桿的軸力在端點(diǎn)處,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(nèi)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(mǎn)足某些工業(yè)廠(chǎng)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(lèi)型大為減少,多用于橋梁和棧橋中。
房屋建筑用的桁架,一般僅進(jìn)行靜力計(jì)算;對(duì)于風(fēng)力、地震力、運(yùn)行的車(chē)輛和運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)械等動(dòng)荷載,則化為乘以動(dòng)力系數(shù)的等效靜荷載進(jìn)行計(jì)算;特殊重大的承受動(dòng)荷載的桁架,如大跨度橋梁和飛機(jī)機(jī)翼等,則需按動(dòng)荷載進(jìn)行動(dòng)力分析(見(jiàn)荷載)。
跨中主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
各桿件受力均以單向拉、壓為主,通過(guò)對(duì)上下弦桿和腹桿的合理布置,可適應(yīng)結(jié)構(gòu)內(nèi)部的彎矩和剪力分布。由于水平方向的拉、壓內(nèi)力實(shí)現(xiàn)了自身平衡,整個(gè)結(jié)構(gòu)不對(duì)支座產(chǎn)生水平推力。結(jié)構(gòu)布置靈活,應(yīng)用范圍非常廣。桁架梁和實(shí)腹梁(即我們一般所見(jiàn)的梁)相比,在抗彎方面,由于將受拉與受壓的截面集中布置在上下兩端,增大了內(nèi)力臂,使得以同樣的材料用量,實(shí)現(xiàn)了更大的抗彎強(qiáng)度。在抗剪方面,通過(guò)合理布置腹桿,能夠?qū)⒓袅χ鸩絺鬟f給支座。