設(shè)圖1(b)的簡(jiǎn)單桁架受非結(jié)點(diǎn)荷載作用?,F(xiàn)將AB桿單獨(dú)分離出來(lái),則AB桿和剩下的原桁架形成了兩個(gè)隔離體,如圖1(c)。顯然,這兩個(gè)隔離體將分別在荷載和內(nèi)部約束力的作用下維持平衡。如果將AB桿換成小桁架如圖1(d),在原有荷載及內(nèi)部約束力均不改變的條件下,小桁架及剩下的原桁架仍應(yīng)各自維持平衡。因此,可以得出這樣的結(jié)論:如將桁架中的一根或幾根桿件作構(gòu)造變換,其余桿件的內(nèi)力不變。這一特征,對(duì)于靜定結(jié)構(gòu)均適用。
因此,對(duì)于組合桁架進(jìn)行內(nèi)力分析時(shí),首先仍將代替原有桿件的小桁架視為鏈桿(凡是未作構(gòu)造變換的桿件,所得內(nèi)力就是這些桿件的真實(shí)內(nèi)力);然而對(duì)小桁架單獨(dú)作內(nèi)力分析。由圖1(d)可知,分析時(shí)需將原有荷載及內(nèi)部約束力(軸力與反力)均視為小桁架的外力,運(yùn)用數(shù)解法或圖解法來(lái)求解。
圖2為一門座起重機(jī)的上部臂架結(jié)構(gòu)示意圖。該臂架機(jī)構(gòu)可視為組合桁架。作內(nèi)力分析時(shí),小桁架EF用一根鏈桿來(lái)代替。計(jì)算先從桁架CDE開始,求得的反力即作為外力加于小桁架的端部,據(jù)此計(jì)算出小桁架的內(nèi)力 。
在建筑機(jī)械中,當(dāng)桁架必須承受非結(jié)點(diǎn)荷載時(shí),為了消除直接承受荷載的桿件的附加彎矩,可以采用圖1(a)所示的桁架結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu),是用靜定而幾何不變形的小桁架(或稱復(fù)雜桿件)來(lái)代替原桁架中的一根或幾根桿件,得到一種構(gòu)造上比較復(fù)雜的桁架,即所謂組合桁架。
由于采用小桁架代替了原桁架中的某些桿件,非結(jié)點(diǎn)荷載在原桁架中對(duì)桿件的彎曲作用,在小桁架中就得以避免。小桁架的節(jié)間很小,非結(jié)點(diǎn)荷載被認(rèn)為作用在結(jié)點(diǎn)上,只引起軸力 。
應(yīng)用了小桁架可使大桁架上承受外荷截的節(jié)間長(zhǎng)度減小,也就是減小縱梁的長(zhǎng)度,同時(shí)可維持大桁架上為經(jīng)濟(jì)所需要的桿件布置;因此,這種桁架通常應(yīng)用在跨度比較大的梁式桁架上。
小桁架既然代替了大桁架的簡(jiǎn)單桿件,當(dāng)荷載加在大桁架的結(jié)點(diǎn)上時(shí),例如圖3上的A、E、F等結(jié)點(diǎn),則大桁架各桿內(nèi)力可應(yīng)用結(jié)點(diǎn)法或截面法來(lái)確定,而小桁架作為大桁架的一個(gè)桿件,只會(huì)在聯(lián)接大桁架有關(guān)結(jié)點(diǎn)的直線方向承受一對(duì)平衡力的作用。例如,當(dāng)結(jié)點(diǎn)F上有豎向荷載P,作用在E4F65小桁架上的平衡力系為拉力,其值等于
若荷載加在小桁架的節(jié)點(diǎn)上,例如圖4的1、4、7等結(jié)點(diǎn),則小桁架作為大桁架的一根桿件,它的平衡是由大桁架的相鄰結(jié)點(diǎn)來(lái)維持,也就是小桁架上的荷載傳遞到大桁架的相鄰結(jié)點(diǎn)上,同時(shí)大桁架的相鄰結(jié)點(diǎn)給予小桁架以等值而方向相反的反力。例如,當(dāng)結(jié)點(diǎn)4上有豎向荷載P(圖5)時(shí),則對(duì)于大桁架的結(jié)點(diǎn)E及F將有向下而各為
顯然CD肯定受拉,那么在C節(jié)點(diǎn)力要平衡,AC必然受壓。在節(jié)點(diǎn)A,力要平衡,AD必然受拉。你也可以想象,這樣一個(gè)行架,下邊一個(gè)力一拉,那個(gè)桿受拉、受壓。這樣只能大致估計(jì),有時(shí)候會(huì)搞錯(cuò)。
桁架結(jié)構(gòu)中的桁架指的是桁架梁,是格構(gòu)化的一種梁式結(jié)構(gòu)。桁架結(jié)構(gòu)常用于大跨度的廠房、展覽館、體育館和橋梁等公共建筑中。由于大多用于建筑的屋蓋結(jié)構(gòu),桁架通常也被稱作屋架。 主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)各桿件受力均以單向拉...
【結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師】桁架內(nèi)力計(jì)算的兩種基本方法是:1.節(jié)點(diǎn)法。即截取一個(gè)節(jié)點(diǎn)和幾個(gè)桿件,對(duì)截開的某側(cè)通過(guò)x方向受力彭亨、Y方向受力平衡、對(duì)某點(diǎn)的彎矩平衡求解。2.截面法。即幾個(gè)桿件,不截取節(jié)點(diǎn)。對(duì)截開的某側(cè)...
組合桁架桿件的內(nèi)力影響線是按靜力法來(lái)繪制的。繪制各桿件的影響線時(shí),必須首先要區(qū)分所討論的桿件是屬于哪一種類型?,F(xiàn)具體說(shuō)明如下:
圖6為平行弦的組合桁架。由圖6可知,IG、FG為基本桁架的桿件。它們的影響線見圖6(b)、(c)。
組合桁架中桿件FC既屬于基本桁架,亦屬于小桁架。小桁架部分的FC桿件內(nèi)力影響線和FE桿件相同(圖6f),基本桁架部分的FC桿件內(nèi)力影響線和FG桿件內(nèi)力影響線相同。所以FC桿件內(nèi)力影響線為二者之和(圖6g)。它是由基本桁架的影響線aceba和小桁架的影響線cde相加而成。根據(jù)幾何關(guān)系,可以證明相加后d點(diǎn)在bc的延長(zhǎng)線上。
利用上述分析方法,亦可同樣來(lái)求出其他各桿件內(nèi)力影響線 。
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組合桁架式鋼吊車梁的開發(fā)和研究——通過(guò)可行性研究、試制和結(jié)構(gòu)試驗(yàn),推出了一種組合桁架式鋼吊車梁的新結(jié)構(gòu),體現(xiàn)該成果的圖集和技術(shù)規(guī)定具有適用性和先進(jìn)性,計(jì)算分析和設(shè)計(jì),構(gòu)造基本合理,和試驗(yàn)結(jié)果基本吻合,可以推廣應(yīng)用,此外還提出了進(jìn)一步研究的內(nèi)容...
在鋼桁架上弦焊接鋼筋或帶頭栓釘?shù)娜嵝赃B接件,然后灌筑鋼筋混凝土板而形成組合桁架(圖2)。桁架上弦用鋼板或T形鋼,上澆鋼筋混凝土板,下弦用槽鋼或T形鋼,腹桿用圓鋼。采用組合桁架可使管道穿越結(jié)構(gòu)層比較方便。50年代以來(lái)在屋蓋結(jié)構(gòu)中,采用另一種結(jié)構(gòu)體系的組合桁架,上弦桿用鋼筋混凝土構(gòu)件,受拉腹桿及下弦桿用鋼構(gòu)件,受壓腹桿用鋼筋混凝土或鋼構(gòu)件。在節(jié)點(diǎn)處將鋼構(gòu)件和鋼筋混凝土構(gòu)件組裝成組合桁架。此種組合桁架跨度為12~24米。 鋼和混凝土組合結(jié)構(gòu)
桁架(truss): 由直桿組成的一般具有三角形單元的平面或空間結(jié)構(gòu)。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(qiáng)度,在跨度較大時(shí)可比實(shí)腹梁節(jié)省材料,減輕自重和增大剛度,故適用于較大跨度的承重結(jié)構(gòu)和高聳結(jié)構(gòu),如屋架、橋梁、輸電線路塔、衛(wèi)星發(fā)射塔、水工閘門、起重機(jī)架等。常用的有鋼桁架、鋼筋混凝土桁架、預(yù)應(yīng)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(shí),應(yīng)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(dòng)量為最小。
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)處最大,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(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足某些工業(yè)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(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,用料最省,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(jié)點(diǎn)之間為直線,無(wú)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(duì)稱荷載作用下桿端彎矩值變化較大。優(yōu)點(diǎn)是在節(jié)點(diǎn)相交會(huì)的桿件較少,施工制造方便。
桁架常識(shí) "桁"字念"heng",由于"桁"字較少使用,誤被念為"hang"(行),故此,"行架"由此得名。 桁架的定義: 桁架由桿件通過(guò)焊接、鉚接或螺栓連接而成的支撐橫梁結(jié)構(gòu),稱為"桁架"。
桁架(truss): 常用的有鋼桁架、鋼筋混凝土桁架、預(yù)應(yīng)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(shí),應(yīng)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(dòng)量為最小。