首页 理论教育桁架受力性能比较-《建筑力学(第3版)》

桁架受力性能比较-《建筑力学(第3版)》

【摘要】:通过上述例题可以看出,桁架的外形对杆件的内力影响较大。下面对工程中常用的几种桁架进行受力性能的分析比较,以便于根据不同情况选用合适的桁架。图13-233.梯形桁架梯形桁架的受力性能介于平行弦桁架和三角形桁架之间,弦杆的轴力变化不大,腹杆的轴力由两端向中间递减,如图13-24所示。抛物线形桁架的受力性能较好,但这种桁架的上弦杆在每一节点处均需转折,节点构造复杂,施工复杂。

通过上述例题可以看出,桁架的外形对杆件的内力影响较大。故在实际应用中,应根据具体条件,慎重选用不同形状的桁架。下面对工程中常用的几种桁架进行受力性能的分析比较,以便于根据不同情况选用合适的桁架。

1.平行弦桁架

平行弦桁架的内力分布不均匀,如图13-22所示。弦杆的轴力由两端向中间递增,腹杆的轴力则由两端向中间递减。因此,为节省材料,各节点之间的杆件应该采用与其轴力相应的不同的截面,但这样将会增加各节点拼接的困难。在实际应用上,平行弦桁架通常仍采用相同的截面,并常用于轻型桁架,此时材料的浪费不致太大,如厂房中跨度在12m以上的起重机梁。另外,平行弦桁架的优点是杆件和节点的构造统一,有利于标准化制作和施工,常在铁路桥梁中采用。

图13-22

2.三角形桁架

三角形桁架的内力分布也不均匀,如图13-23所示,弦杆的轴力由两端向中间递减,腹杆的轴力则由两端向中间递增。三角形桁架两端节点处弦杆的轴力最大,而夹角又很小,制作困难。但其两斜面外形符合屋顶构造的要求,故三角形桁架只在屋盖结构中采用。

图13-23

3.梯形桁架

梯形桁架的受力性能介于平行弦桁架和三角形桁架之间,弦杆的轴力变化不大,腹杆的轴力由两端向中间递减,如图13-24所示。梯形桁架的构造较简单,施工也较方便,常用于钢结构厂房的屋盖。

图13-24

4.抛物线形桁架

抛物线形桁架的内力分布比较均匀,如图13-25所示,上、下弦杆的轴力几乎相等,腹杆的轴力等于零。抛物线形桁架的受力性能较好,但这种桁架的上弦杆在每一节点处均需转折,节点构造复杂,施工复杂。因此,只有在大跨度结构中才会被采用,如24~30m的屋架和100~300m的桥梁。

图13-25

5.折线形桁架

折线形桁架是抛物线形桁架的改进型,其受力性能与抛物线形桁架相类似,如图13-26所示,而制作、施工比抛物线形桁架方便得多,它是目前钢筋混凝土屋架中经常采用的一种形式,在中等跨度(18~24m)的厂房屋架中使用得最多。

图13-26