桁架是由一些用直桿組成的三角形框構成的幾何形狀不變的結(jié)構物。桿件間的結(jié)合點稱為節(jié)點(或結(jié)點)。根據(jù)組成桁架桿件的軸線和所受外力的分布情況,桁架可分為平面桁架和空間桁架。屋架或橋梁等空間結(jié)構是由一系列互相平行的平面桁架所組成。若它們主要承受的是平面載荷,可簡化為平面桁架來計算。
多邊形桁架也稱折線形桁架。上弦節(jié)點位于二次拋物線上,如上弦呈拱形可減少節(jié)間荷載產(chǎn)生的彎矩,但制造較為復雜。在均布荷載作用下,桁架外形和簡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,用料省,是工程中常用的一種桁架形式。
足夠強度—不發(fā)生斷裂或塑性變形;足夠剛性—不發(fā)生過大的彈性變形;足夠穩(wěn)定性—不發(fā)生因平衡形式的突然轉(zhuǎn)變而導致坍塌;良好的動力學特性—抗震、抗風性。
桁架的設計要求: 要有符合要求的桿件;要有良好的連接件,包括鉚釘、銷釘及焊縫的連接。這些就涉及到桁架的類型、桿件的尺寸和材料,但首先是靜力學分析。
桁架可按不同的特征進行分類。
一、根據(jù)桁架的外形分為:
1.平行弦桁架(便于布置雙層結(jié)構;利于標準化生產(chǎn),但桿力分布不夠均勻);
2.折弦桁架(如拋物線形桁架梁,外形同均布荷載下簡支梁的彎矩圖,桿力分布均勻,材料使用經(jīng)濟,構造較復雜);
3.三角形桁架(桿力分布更不均勻,構造布置困難,但斜面符合屋頂排水需要)。
二、以桁架幾何組成方式分:
1.簡單桁架(由一個基本鉸結(jié)三角形依次增加二元體組成);
2.聯(lián)合桁架(由幾個簡單桁架按幾何不變體系的簡單組成規(guī)則聯(lián)合組成);
3.復雜桁架(不同于前兩種的其它靜定桁架)。
三、按所受水平推力分:
1.無推力的梁式桁架(與相應的實梁結(jié)構比較,掏空率大,上下弦桿抗彎,腹桿主要抗剪,受力合理,用材經(jīng)濟);
2.有推力的拱式桁架(拱圈與拱上結(jié)構聯(lián)為一體整體性好,便于施工,跨越能力強,節(jié)省鋼材料)。