钢结构计算机辅助设计平面桁架

上海磨石建筑培训学校钢结构计算机辅助设计平面桁架用钢材制造的桁架工业与民用建筑的屋盖结构、吊车梁、桥梁和水工闸门等，常用钢桁架作为主要承重构件。各式塔架，如桅杆塔、电视塔和输电线路塔等，常用三面、四面或多面平面桁架组成的空间钢桁架。分类钢桁架常按力学简图、外形和构造特点进行分类。①按力学简图分为简支的和连续的;静定的和超静定的，平面的和空间的。简支钢桁架应用最广。②按外形可可分为三三角形、、梯形形、平行行弦和多边形。屋面坡度度较陡的的屋架常常采用三三角形钢钢桁架（（图1a[钢桁架形形式]），跨度度一般在在18～24米以下；屋面坡度较平平缓的屋屋架常采采用梯形形钢桁架（图1b、c[钢桁架形形式]）,跨度一般般为18～36米，应用较较广。其他各类类钢桁架架常采用用构造较较简单的的平行弦弦钢桁架（图1d、e、f[钢桁架形形式]及见桁架架梁桥）。多边形钢桁架受受力较好好（图1g[钢桁架形式式]），但制制造较复复杂，只只在大跨跨度钢桁架中有时采用用。塔架通常采采用直线线或折线线的外形（见塔式结结构）。。③按杆件内内力杆件件截面和和节点构构造特点点分为普普通、重型型和轻型型钢桁架架。普通通钢桁架架一般用用单腹式杆件，，通常是是两个角角钢组成成的T形截面,有时也用十字形形、槽形形或管形形等截面面，在节节点处用用一块节点板连连接,构造简单单,应用最广广。重型型钢桁架架杆件用由钢钢板或型型钢组成成的工形形或箱形形截面，，节点处用两块块平行的的节点板板连接；；常用于于跨度和和荷载较大的钢钢桁架，，如桥梁梁和大跨跨度屋盖盖结构。。轻型钢桁桁架用小小角钢及及圆钢或或薄壁型型钢组成成；节点处可可用节点点板连接接，也可可将杆件件直接相相连；主要要用于小小跨度轻轻屋面的的屋盖结结构。连接方法法：钢桁架可可用焊接接、普通通螺栓连连接、高强度螺螺栓连接接或铆接接。焊接接应用最最广；普普通螺栓连接接常用于于可拆卸卸的结构构、输电电塔和支支撑系统；高高强度螺螺栓连接接常用于于重型钢钢桁架的的工地连接；；铆接用用于受较较大动力力荷载的的重型钢钢桁架，目前前已逐渐渐被高强强度螺栓栓连接所所代替。。高跨比:钢桁架的的高度由由经济、、刚度、、使用和和运输要要求确定定，增加加高度可可减小弦弦杆截面面和挠度度，但增增加腹杆杆用量和和建筑高高度。钢桁架的的高跨比比通常采用1/5～1/12；钢材强度度高、刚刚度要求严的的钢桁架架应采用用相对偏偏高值。。三角形形钢屋架架的高度通常常由屋面面坡高确定：一般屋面面坡度为为1/2～1/3时，高跨跨比相应应为1/4～1/6。腹杆体系系:钢桁架的的腹杆体体系通常常采用人人字式或单斜式等等形式。。人字式式腹杆的的腹杆数数和节点数较少，应应用较广；为减少受有有荷载的的弦杆或受压弦杆的的节间尺寸，通通常增加部分分竖杆。。单斜式腹杆通通常布置置使较长长的斜杆杆受拉，，较短的竖杆受压，有有时用于于跨度较较大的钢钢桁架。。如需进一一步减小小弦杆及及腹杆的的长度，，可采用用再分式腹杆体系，钢钢桁架高度度较大且且节间较较小时可采用K式或菱形形腹杆体体系。在支撑桁架架和塔架中，常采采用能较较好承受受变向荷荷载的交交叉式腹杆体系，交交叉斜杆杆通常按按拉杆设设计。斜斜腹杆对弦杆的倾斜角角通常在在30～60范围内。。受力特点点：钢桁架各各杆件的的截面形形心轴线线应在节点处交汇于于一点，，内力计计算一般般按铰接接桁架进行行。当桁架架只承受受节点荷荷载时，，所有杆杆件只受轴心拉力力或压力力；如在在杆件节节间内也也承受荷载，则该杆杆件将同同时受弯弯。钢桁桁架杆件件一般较细，布置节节点时应应尽量避避免或减减小局部部弯矩。。对杆件截截面高度度与长度度比值较较大的钢钢桁架，，必要时应考虑虑节点刚刚性引起起的杆件件次应力力。支撑系统统：为了保证证平面钢钢桁架在在桁架平平面外的的刚度和稳定、减减小弦杆杆在桁架架平面外外的计算长度度、并承受受可能有有的侧向向荷载，应应在钢桁架侧向向布置支撑撑（图2[钢桁架屋屋盖支撑撑系统]）。支撑通常常可分为为水平支支撑（上上弦和下弦平面、横横向和纵纵向）、、垂直支支撑（桁架两端和中中间）和和系杆等等类型。成对的钢桁架可在其间间沿下弦弦及上弦弦平面分分别布置横向向水平支撑撑，并在在钢桁架架两端及及中间每隔适当距离离的竖杆杆平面布布置垂直直支撑。。屋盖结构构中有许许多钢桁桁架，可可只在两两端及每隔一定距离离的相邻邻两桁架架间设置置上、下弦弦横向水平平支撑和垂垂直支撑撑，其余桁桁架只在在上、下弦按适当间间距设置置系杆；；当有较较重吊车车或必要时，还可在在桁架下下弦端节节间增设设纵向水平平支撑。在四面或或多面的的塔架中中应每隔隔一定高高度设置置横隔，以保证证塔架刚刚度和横横截面的的几何不不变性。。杆件截面面设计：：钢桁架杆杆件的截截面形式式按节省钢材材、连接方方便和制制造简单单等条件件选择，，并注意使杆件在在两个主主轴方向向的长细细比（杆杆件计算长度度和截面回回转半径径的比值值）尽可可能相近近。钢桁架拉杆应满满足强度度和容许许长细比比的要求求；压杆应满足强强度、稳稳定和容容许长细细比的要要求。在计算杆杆件的强强度和稳稳定时，内力力按轴心力力考虑；当当杆件同时时受轴心心力和弯弯矩时，，应按偏心受力考虑其其共同作作用。在在计算杆杆件的稳稳定和长细比时，应考考虑桁架架平面内内和平面面外两个个方向，或长细细比较大大的不利利方向。。杆件的的容许长细比，按杆件件受压或或受拉、、受静力力荷载或或动力荷载载等情况分分别规定定。起拱：跨度稍大大的钢桁