桁架结构是怎么计算的?

桁架结构是怎么计算的?,第1张

1、结点

考虑桁架各结点的平衡,结点承受汇交力系作用,逐次建立各结点的投影平衡方程,可求出所有的未知杆力,这种方法称结点法,最适用于简单桁架。

2、截面法

有时只需求少数杆件内力或者对于联合桁架和复杂桁架,结点法无法奏效时,需用截面法。有选择地截断杆件(一般不超过三杆)以桁架的局部为平衡对象,考虑其中任一部分平衡,由平衡方程即可求得所需杆件轴力。

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考虑桁架各结点的平衡,结点承受汇交力系作用,逐次建立各结点的投影平衡方程,可求出所有的未知杆力,这种方法称结点法,最适用于简单桁架。求解时宜根据组成特点先判定零杆,并尽可能避免解联立方程。

有时只需求少数杆件内力或者对于联合桁架和复杂桁架,结点法无法奏效时,需用截面法。有选择地截断杆件(一般不超过三杆)以桁架的局部为平衡对象,考虑其中任一部分平衡,由平衡方程即可求得所需杆件轴力。

对于某些桁架(如K式桁架),联合应用结点法和截面法更有效。对于杆件很多的复杂桁架或空间桁架,最好的选择应是计算机方法。

参考资料来源:百度百科-桁架结构

房屋建筑用的桁架,一般仅进行静力计算;对于风力、地震力、运行的车辆和运转的机械等动荷载,则化为乘以动力系数的等效静荷载进行计算;特殊重大的承受动荷载的桁架,如大跨度桥梁和飞机机翼等,则需按动荷载进行动力分析(见荷载)。

平面桁架一般按理想的铰接桁架进行计算,即假设荷载施加在桁架节点上(如果荷载施加在节间时,可按简支梁换算为节点荷载),并和桁架的全部杆件均在同一平面内,杆件的重心轴在一直线上,节点为可自由转动的铰接点。理想状态下的静定桁架,可以将杆件轴力作为未知量,按静力学的数解法或图解法求出已知荷载下杆件的轴向拉力或压力(见杆系结构的静力分析)。

工程用的桁架节点,一般是具有一定刚性的节点而不是理想的铰接节点,由于节点刚性的影响而出现的杆件弯曲应力和轴向应力称为次应力。计算次应力需考虑杆件轴向变形,可用超静定结构的方法或有限元法求解。

空间桁架由若干个平面桁架所组成,可将荷载分解成与桁架同一平面的分力按平面桁架进行计算,或按空间铰接杆系用有限元法计算。

根据桁架杆件所用的材料和计算所得出的内力,选择合适的截面应能保证桁架的整体刚度和稳定性以及各杆件的强度和局部稳定,以满足使用要求。

桁架的整体刚度以控制桁架的最大竖向挠度不超过容许挠度来保证;平面桁架的平面外刚度较差,必须依靠支撑体系保证。支撑系统有上弦支撑、下弦支撑、垂直支撑和桁架共同组成空间稳定体系。

1、PKPM系列软件中有一个模块叫STS,适用于各种轻型钢屋架的计算,例如钢结构厂房,构筑物,设备塔楼等。

2、PKPM系列中有关钢结构的另一个模块叫 STPJ ;适用于计算重型钢结构厂房,这个用的比较少。

3、PKPM中有关网架的模块叫 MSGS,这个可以计算各类网架结构。PKPM系列中直接和钢结构有关的就这3种了。

按设计图示尺寸以钢材重量计算,不扣除孔眼、切边、切肢的重量,焊条、铆钉、螺栓等重量不另增加。不规则或多边形钢板,以其外接规则矩形面积计算。钢网架应区分球形结点、钢板结点等连接形式。

钢材的特点是强度高、自重轻、整体刚度好、抵抗变形能力强,故用于建造大跨度和超高、超重型的建筑物特别适宜;材料匀质性和各向同性好,属理想d性体,最符合一般工程力学的基本假定;

材料塑性、韧性好,可有较大变形,能很好地承受动力荷载;建筑工期短;其工业化程度高,可进行机械化程度高的专业化生产。

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1、钢桁架连接方法

钢桁架可用焊接、普通螺栓连接、高强度螺栓连接或铆接。焊接应用最广;普通螺栓连接常用于可拆卸的结构、输电塔和支撑系统;高强度螺栓连接常用于重型钢桁架的工地连接;铆接用于受较大动力荷载的重型钢桁架,目前已逐渐被高强度螺栓连接所代替。

2、高跨比

钢桁架的高度由经济、刚度、使用和运输要求确定。增加高度可减小弦杆截面和挠度,但增加腹杆用量和建筑高度。钢桁架的高跨比通常采用 1/5~1/12;钢材强度高、刚度要求严的钢桁架应采用相对偏高值。三角形钢屋架的高度通常由屋面坡高确定;一般屋面坡度为1/2~1/3时,高跨比相应为1/4~1/6。

3、腹杆体系

钢桁架的腹杆体系通常采用人字式或单斜式等形式。人字式腹杆的腹杆数和节点数较少,应用较广;为减少受有荷载的弦杆或受压弦杆的节间尺寸,通常增加部分竖杆。单斜式腹杆通常布置使较长的斜杆受拉,较短的竖杆受压,有时用于跨度较大的钢桁架。

如需进一步减小弦杆及腹杆的长度,可采用再分式腹杆体系,钢桁架高度较大且节间较小时可采用K式或菱形腹杆体系。在支撑桁架和塔架中,常采用能较好承受变向荷载的交叉式腹杆体系,交叉斜杆通常按拉杆设计。斜腹杆对弦杆的倾斜角通常在30°。

参考资料来源:百度百科-PKPM


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