桁架结构合理化设计探讨VIP免费

712施工技术CONSTRU(m0NTECHNOLOGY2012年7月第41卷增刊桁架结构合理化设计探讨周元，余继军(湖北精工钢结构有限公司，湖北武汉430312)[摘要]在桁架结构设计中，不同的节点假定以及不同的腹杆连接与布置形式，对桁架结构的受力性能产生影响。通过对几种不同形式的简支桁架进行计算与对比，说明在上下弦杆之间设置有效刚接腹杆，使上下弦杆形成受力整体，以及斜腹杆有规律地布置，可使桁架结构受力更合理。[关键词]桁架；节点连接；杆件布置；承载力[中图分类号]TU391[文献标识码]A[文章编号】1002-8498(2012)S0-0712-03DiscussonRationalDesignoftheTrussStructureZhouYuan，YuJiiun(HubeiJinggongSteelStructureCo．，Ltd．，Wuhan，Hubei430312，China)Abstract：Differentassumptionsoftrussjointandarrangementformofwebmemberhaveeffectsonthestructuralbehavioroftrussindesigningtrussstructure．Throughcalculationandcomparativeanalysisofdifferentformsofsimplysupportedtruss，theauthorsdrawaconclusionwhichisworthgeneralizinguheriody，settingeffectiverigidconnectionwebmemberbetweentopandbottomchoMsmaketopandbottomchordstobeaforceintegral．Keywords：trusses；jointconnection；barorientation；capacity桁架结构是由杆件组成的一种格构化的梁式结构，是大跨结构常用的一种形式，广泛应用于大跨度的厂房、展馆、体育馆和桥梁等公共建筑中。桁架梁与实腹梁(即一般梁)相比，在抗弯方面，拉压应力主要由上、下两端的弦杆承担，从而增大了内力臂，使得以同样的材料用量形成了更大的抗弯强度；在抗剪方面，通过合理布置腹杆，将剪力逐步传递给支座。因此，无论是抗弯还是抗剪，桁架结构都能使材料强度得到充分发挥。更为重要的是，桁架将横弯作用下的实腹梁内部复杂的应力状态，转化为桁架杆件内简单的拉压应力状态，使力的分布和传递更加清晰直观，便于结构的变化和组合。然而，在桁架的设计过程中，尤其是桁架腹杆节点连接假定与腹杆布置形式等问题容易被忽视，处理不当容易引起桁架受力不合理，造成材料浪费，甚至影响结构安全。1节点连接假设一般地，在计算桁架杆件内力时，通常将荷载集中到节点上，即使桁架有节间荷载，也将其分配到相邻的两个节点上，同时假定节点处的所有杆件轴线在同一平面内相交于一点，而且各节点均为理想铰接。按上述理想体系求出的内力只是桁架的主要内力，在实际[收稿日期]2012-03-31[作者简介】周元，工学硕士，工程师，副经理，E-mail：ohust@fox-mail．corn．结构中由于节点的非理想铰接等原因，还同时存在微小的弯矩和剪力等次内力，这种次内力一般很小，其实际大小与节点刚性和桁架截面积与惯性矩比值有关。随着计算机性能的大幅提升，电算能力有了质的飞跃。因此，当桁架承受节间荷载时，桁架弦杆受力模型更接近于连续梁，通过计算机也可以很便捷地进行内力计算，且计算结果更接近实际。腹杆与弦杆的连接，通常采用焊缝连接，该焊接节点一般认为是半刚性，不直接简化为铰接或刚接，也有根据连接焊缝的可靠性将部分节点简化为刚接的做法。2桁架受力分析下面通过某平面桁架的受力分析，说明不同节点假设条件下桁架内力分布情况。选取某跨度24m、高1．5m、节间距1．5m的平面桁架作为算例(见图1)，进行受力分析。弦杆截面规格P89X4，腹杆截面规格P76X3，材质均为Q235B，腹杆布置方式均为波浪形、中间呈V形、边节间斜腹杆与支座相连，荷载只考虑上弦杆承受4．0kN／m均布荷载。图1平面桁架计算模型2．1不同节点假定时桁架设计结合节点实际受力状态，将平面桁架模型分为以2012增刊周元等：桁架结构合理化设计探讨713下5种情况进行考虑：①模型1，桁架弦杆、腹杆均为铰接；②模型2，桁架弦杆刚接、腹杆铰接；③模型3，桁架弦杆、腹杆均为刚接；④模型4，除斜腹杆铰接外，其余杆件均为刚接；⑤模型5，除竖腹杆铰接外，其余杆件均为刚接，以上各模型均为左、右对称结构。其中，模型1为纯理论模型，在实际工程中弦杆通常为整根布置，不能按节问铰接考虑，因此模型1只作为其他模型计算结果的参考。经分析计算，弦杆、腹杆的内力极值及...