桁架:一種由桿件彼此在兩端用鉸鏈連接而成的結(jié)構(gòu)。桁架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),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。
桁架的優(yōu)點(diǎn)是桿件主要承受拉力或壓力,可以充分發(fā)揮材料的作用,節(jié)約材料,減輕結(jié)構(gòu)重量。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。
組成桁架的桿件的軸線和所受外力都在同一平面上(圖1)。平面桁架可視為在一個(gè)基本的三角形框上添加桿件構(gòu)成的。每添加兩個(gè)桿,須形成一個(gè)新節(jié)點(diǎn)才能使結(jié)構(gòu)的幾何形狀保持不變。這種能保持幾何堅(jiān)固性的桁架叫作無(wú)余桿(或叫無(wú)冗桿)桁架。如果只添加桿件而不增加節(jié)點(diǎn),就不能保持桁架的幾何堅(jiān)固性,這種桁架叫作有余桿(或叫有冗桿)桁架。
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。
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)。