桁架—强度大自重小

2020-08-20
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一、桁架简介

桁架是一种由杆件彼此在两端用铰链连接而成的结构。桁架由直杆组成的一般具有三角形单元的平面或空间结构,桁架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。

桁架的优点是杆件主要承受拉力或压力,可以充分发挥材料的作用,节约材料,减轻结构重量。常用的有钢桁架、钢筋混凝土桁架、预应力混凝土桁架、木桁架、钢与木组合桁架、钢与混凝土组合桁架。

桁架

二、桁架的设计要求

1、有足够强度—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。

2、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。这些就涉及到桁架的类型、杆件的尺寸和材料,但首先是静力学分析。

三、桁架的工作原理

各杆件受力均以单向拉、压为主,通过对上下弦杆和腹杆的合理布置,可适应结构内部的弯矩和剪力分布。由于水平方向的拉、压内力实现了自身平衡,整个结构不对支座产生水平推力。结构布置灵活,应用范围非常广。桁架梁和实腹梁(即我们一般所见的梁)相比,在抗弯方面,由于将受拉与受压的截面集中布置在上下两端,增大了内力臂,使得以同样的材料用量,实现了更大的抗弯强度。在抗剪方面,通过合理布置腹杆,能够将剪力逐步传递给支座。这样无论是抗弯还是抗剪,桁架结构都能够使材料强度得到充分发挥,从而适用于各种跨度的建筑屋盖结构。

四、桁架的优缺点

1、优点:

(1)桁架的设计、制作、安装均为简便。

(2)桁架适应跨度范围很大,故其应用非常广泛。   

2、缺点:

(1)结构空间大,其跨中高度H较大,一般为(1/10—1/5)l0,给建筑体型带来笨重的大山头,单层建筑尤难处理。

(2)侧向刚度小,钢屋架尤甚,需要设置支撑,把各榀桁架联成整体,使之具有空间刚度,以抵抗纵向侧力,支撑按构造(长细比)要求确定截面,耗钢而未能材尽其用。

桁架

五、桁架的分类

1、按外形分为:

(1)平面桁架:组成桁架的杆件的轴线和所受外力都在同一平面上。平面桁架可视为在一个基本的三角形框上添加杆件构成的。每添加两个杆,须形成一个新节点才能使结构的几何形状保持不变。这种能保持几何坚固性的桁架叫作无余杆(或叫无冗杆)桁架。如果只添加杆件而不增加节点,就不能保持桁架的几何坚固性,这种桁架叫作有余杆(或叫有冗杆)桁架。

(2)空间桁架:组成桁架各杆件的轴线和所受外力不在同一平面上。在工程上,有些空间桁架不能简化为平面桁架来处理,如网架结构。塔架、起重机构架等。空间桁架的节点为光滑球铰结点,杆件轴线都通过联结点的球铰中心并可绕球铰中心的任意轴线转动。每个节点在空间有三个自由度。

2、按结构分类:

(1)三角形桁架

三角形桁架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。三角形桁架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。

(2)梯形桁架

梯形桁架和三角形桁架相比,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。如果梯形桁架的上、下弦平行就是平行弦桁架,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。

(3)多边形桁架

多边形桁架也称折线形桁架。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,桁架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桁架形式。

(4)空腹桁架

空腹桁架基本取用多边形桁架的外形,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桁架相似,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。

3、按性能分类:

(1)固定桁架:

桁架中最坚固的一种,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)折叠桁架:

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)蝴蝶桁架:

桁架中最具有艺术性的一种,造型奇特,优美。

(4)球节桁架:

又叫球节架,造型优美,坚固性好,也是桁架中造价最高的一种。

六、桁架的搭建注意事项

1、桁架按背景尺寸拼接成型。

2、把制作好的喷绘布覆盖到桁架上,用尼龙扎带通过喷绘布的扣眼固定在桁架上。

3、用干净湿布清洁绷好的画面。

4、把画面立起来,安装负重支架。并在负重支架上压负重物品。(沙袋或者预制块)移动到指定位置。

5、负重支架用与会议主题色布包裹。

桁架

七、桁架的安装注意事项

1、室内安装使用桁架的时候在四米高度以内,可以在桁架地面增加铁脚板增强稳定性。条件充许时可以拉铁丝加固。

2、在室外安装使桁架时,四米以内在每个立柱背后要安装斜支撑,形成三角形,增强抗风性。必要时把斜支撑到地的那个点也用桁架进行联接。风大时,在后面压上石块,增加抗风性。

3、在室外搭建和使用桁架高度在四米以上时,我们建议在后面安装成“#”字性,增强桁架的稳定性。

4、运输时请注意用没有螺丝丁的那一头朝下,搬运过程中不要猛烈摔打,保护好漆面,延长桁架使用寿命。

八、桁架的价格行情

桁架价格

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