什么是桁架

中文名称：英文名称：truss定义：主要承受轴向力的直杆在相应的节点上连接成几何不变的格构式承重结构。应用学科：水利科技（一级学科）；工程力学、工程结构、建筑材料（二级学科）；工程结构（水利）（三级学科）

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由直杆组成的一般具有三角形单元的平面或空间结构。在荷载作用下，杆件主要承受轴向拉力或压力，从而能充分利用材料的强度，在跨度较大时可比实腹梁节省材料，减轻自重和增大刚度，故适用于较大跨度的承重结构和高耸结构，如屋架、桥梁、输电线路塔、卫星发射塔、水工闸门、起重机架等。

 

 

简介 　　 桁(héng)架 （truss）: 常用的有钢、钢筋混凝土、预应力混凝土、木、钢与木组合、钢与混凝土组合。按外形分有三角形、梯形、多边形、平行弦，及空腹。在选择形式时，应综合考虑的用途、材料、支承方式和施工条件，在满足使用要求的前提下，力求制造和安装所用的材料和劳动量为最小。

 

的分类 结构分类 　　三角形

 

　　 在沿跨度均匀分布的节点荷载下，上下弦杆的轴力在端点处最大，向跨中逐渐减少；腹杆的轴力则相反。三角形由于弦杆内力差别较大，材料消耗不够合理，多用于瓦屋面的屋架　中。

 

　　梯形

 

　　和三角形相比，杆件受力情况有所改善，而且用于屋架中可以更容易满足某些工业厂房的工艺要求。如果梯形的上、下弦平行就是平行弦，杆件受力情况较梯形略差，但腹杆类型大为减少，多用于桥梁和栈桥中。

 

　　多边形

 

　　也称折线形。上弦节点位于二次抛物线上，如上弦呈拱形可减少节间荷载产生的弯矩，但制造较为复杂。在均布荷载作用下，外形和简支梁的弯矩图形相似，因而上下弦轴力分布均匀，腹杆轴力较小，用料最省，是工程中常用的一种形式。

 

　　 空腹　基本取用多边形的外形，上弦节点之间为直线，无斜腹杆，仅以竖腹杆和上下弦相连接。杆件的轴力分布和多边形相似，但在不对称荷载作用下杆端弯矩值变化较大。优点是在节点相交会的杆件较少，施工制造方便。 产品分类 　　1、固定：中最坚固的一种，可重复利用性高，唯一缺点就是运输成本较高。产品分为方管和圆管两种。

 

　　2、折叠：最大的优点就是运输成本低，可重复利用性稍逊。产品分为方管和圆管两种。

 

　　3、蝴蝶：中最具有艺术性的一种，造型奇特，优美。

 

　　4、球节：又叫球节架，造型优美，坚固性好，也是中造价最高的一种。

 

常识 　　“桁”字念“heng”，由于“桁”字较少使用，误被念为“hang”（行），故此，“行架”由此得名。 的定义： 由杆件通过焊接、铆接或螺栓连接而成的支撑横梁结构，称为“”。

 

要求 　　足够强度—不发生断裂或塑性变形；足够刚性—不发生过大的弹性变形；足够稳定性—不发生因平衡形式 的突然转变而导致坍塌；良好的动力学特性—抗震、抗风性。 的设计要求： 要有符合要求的杆件；要有良好的连接件，包括铆钉、销钉及焊缝的连接。这些就涉及到的类型、杆件的尺寸和材料，但首先是静力学分析。

 

形式选择 　　 

  

 

从力学方面分析，外形与简支梁的弯矩图相似时，上下弦杆的轴力分布均匀，腹杆轴力小，用料最省；从材料与制造方面分析，木做成三角形，钢采用梯形或平行弦形，钢筋混凝土与预应力混凝土为多边形或梯形为宜。的高度与跨度之比，通常采用1/6～1/12,在设计手册和规范中均有具体规定。的使用范围很广，在选择形式时应综合考虑的用途、材料和支承方式、施工条件，其最佳形式的选择原则是在满足使用要求前提下，力求制造和安装所用的材料和劳动量为最小。

 

计算要点 　　 房屋建筑用的，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，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）。

 

　　平面一般按理想的铰接进行计算，即假设荷载施加在节点上（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，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。

 

　　 空间由若干个平面所组成，可将荷载分解成与同一平面的分力按平面进行计算，或按空间铰接杆系用有限元法计算。

 

　　根据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。

 

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

 

 

 

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