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桁架

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桁架

詳細介紹

  桁架:一種由杆件彼此在兩端用鉸鏈連接而成的結構。桁架由直杆組成的一般具有三角形單元的平面或空間結構,桁架杆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。
  桁架是由一些用直杆組成的三角形框構成的幾何形狀不變的結構物。杆件間的結合點稱爲節點(或結點)。根據組成桁架杆件的軸線和所受外力的分布情況,桁架可分爲平面桁架和空間桁架。屋架或橋梁等空間結構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,可簡化爲平面桁架來計算。
  平面桁架
  組成桁架的杆件的軸線和所受外力都在同一平面上。平面桁架可視爲在一個基本的三角形框上添加杆件構成的。每添加兩個杆,須形成一個新節點才能使結構的幾何形狀保持不變。這種能保持幾何堅固性的桁架叫作無余杆(或叫無冗杆)桁架。如果只添加杆件而不增加節點,就不能保持桁架的幾何堅固性,這種桁架叫作有余杆(或叫有冗杆)桁架。
  分析靜定平面桁架的受力情況有以下兩種方法:
  ①截面法
  ②節點法
  ③麥克斯韋-克雷莫納法
  空間桁架
  组成桁架各杆件的轴线和所受外力不在同一平面上。在工程上,有些空间桁架不能简化为平面桁架来处理,如網架结构。塔架、起重机构架等。空间桁架的节点为光滑球铰结点,杆件轴线都通过联结点的球铰中心并可绕球铰中心的任意轴线转动。每个节点在空间有三个自由度。节点和杆件数的关系为W=3j-n,W>0为几何可变桁架,W=0为几何不变且无多余约束的空间桁架。空间桁架和平面桁架一样,可用部分截割法和节点法求出桁架内所有杆件所受的内力。部分截割法则是利用空间任意力系的六个平衡条件求出各杆的内力。节点法是截取节点为隔离体,利用每个节点所受的空间汇交力系的三个平衡条件,求出各杆的内力。

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