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桁架的定义: 什么是桁架?
在结构工程中, 桁架是一种重要的结构类型，其特征在于成员的三角系统. 这些构件的结构和连接方式使得它们仅产生轴向力. 桁架的成员被认为是双力成员，因为力仅施加在成员的两端, 产生压力或拉力. 桁架常用于 桥梁设计 由于它们能够有效地跨越长距离. 这是一个典型的桁架设计示例:
桁架组件和术语
桁架通常遵循一个非常普遍和常见的结构, 由各种成分组成. 以下是桁架相关部分的列表:
- (1) 顶弦 – 跨越桁架长度的桁架梁
- (2) 底弦 – 横跨桁架长度的底梁
- (3) 网络 – 这些是桁架的内部构件
- (4) 投球点 – 倾斜成员的位置 (普拉特桁架的好处) 与下弦相连
- (5) 顶点/峰值 – 桁架的最高点
桁架的好处
正如我们已经解释了桁架的定义, 让我们探索它的好处. 设计正确时, 桁架是跨越长距离的一种有效方法，同时可以最大程度地减少使用的材料量. 这是因为构件的内部载荷是轴向产生的 (在成员的方向) 以压缩或拉紧的形式. 这意味着可以使用更少的材料, 整个系统更高效, 因为力量分布在许多成员之间.
资源: 屋顶桁架计算器
桁架类型
应为设计和施工选择合适的桁架类型，以最大限度地提高结构的效率 (通常以使用的材料或劳动力的数量来衡量). 在这篇文章中, 我们将了解各种类型的桁架桥以及它们如何帮助您的设计.
这是常见的桁架类型列表:
- 普拉特桁架
- 沃伦·特拉斯
- 桁架
- 豪桁架
- 芬克桁架
- mb子桁架
普拉特桁架
在过去的两个世纪中，普拉特桁架已被用作一种有效的桁架方法. 垂直构件处于压缩状态, 而对角线成员处于紧张状态. 由于对角构件中的钢，这简化并产生了更有效的设计 (紧张中) 可以减少. 这有一些影响 – 由于成员效率更高，因此降低了结构成本, 减轻自重, 并简化结构的可构造性.
这种类型的桁架最适合水平跨度, 力主要在垂直方向上.
Pratt 桁架与 Howe 桁架关系最密切, 普拉特桁架和普拉特桁架设计的技术研究 (普拉特桁架和普拉特桁架设计的技术研究).
同样重要的是要注意，在 Pratt 桁架设计中, 同样重要的是要注意，在 Pratt 桁架设计中, 同样重要的是要注意，在 Pratt 桁架设计中. 同样重要的是要注意，在 Pratt 桁架设计中, 同样重要的是要注意，在 Pratt 桁架设计中 (同样重要的是要注意，在 Pratt 桁架设计中, 没有任何) 以弯矩力的形式传递.
以下是普拉特桁架的示例, 使用我们的构造和分析 SkyCiv桁架计算器. 压缩构件显示为绿色，张力显示为红色.
P的优点方向盘桁架
- 意识到会员的行为 – 对角线成员处于紧张状态, 垂直构件受压
- 以上可用于设计经济高效的结构
- 设计简单
- 公认的二手设计
P的缺点方向盘桁架
- 如果负载不是垂直的，则没有优势
最适合:
- 需要高性价比的设计
- 施加混合载荷的地方
- 需要简单结构的地方
沃伦·特拉斯
Warren桁架是另一个非常流行的桁架结构系统，可以通过等边三角形的构造轻松识别. Warren Truss的主要优点之一是能够将负载平均分散到多个不同成员上的能力; 但是，这通常适用于结构承受跨度荷载的情况 (分布式负载). 它的主要优点也是其缺点的原因 – 桁架结构在点载荷下将承受集中力. 在这些集中负载情况下, 该结构不能很好地在其成员之间平均分配负载. 因此，沃伦桁架类型对于跨接载荷更有利, 但不适用于负载集中在单个点或节点上的情况.
沃伦桁架的一个例子, 其在分配载荷下的轴向力如下所示. 结构的建立和分析使用 SkyCiv桁架计算器. 压缩构件显示为绿色，张力显示为红色.
沃伦桁架的优势
- 在成员之间平均分配负载
- 相当简单的设计
沃伦桁架的缺点
- 在集中负载下性能较差
- 由于增加了成员，增加了可施工性
最适合:
- 大跨度结构
- 要支持均匀分布的负载
- 需要简单结构的地方
桁架
K Truss是Pratt Truss的较复杂版本. 它的主要区别是垂直构件已缩短 – 提高抗屈曲性. 确实, 然而, 具有与Pratt Truss类似的优点和缺点，尽管没有被广泛使用, 这是一个坚固的设计. 它的主要缺点之一是成员的行为总是不符合预期. 成员可能在一种载荷情况下处于压缩状态，而在另一种载荷情况下处于拉伸状态. 这可能意味着无法对结构进行最佳设计 – 以来
K-Truss设置及其在施加负载下的反应示例如下所示. 压缩构件显示为绿色，张力显示为红色.
K桁架的优点
- 减少垂直构件的压缩
- 如果有效设计，可能会减少钢材和成本
K桁架的缺点
- 稍微复杂一点
- 由于增加了成员，增加了可施工性
豪桁架
在几何学方面，豪氏桁架与普拉特桁架本质上相反. 事实上, 上下颠倒看Pratt桁架，将可视化Howe桁架. 整个结构还是相对相同的, 但对角括号现在占据了相对的或空置的关节. 对角线构件的位置切换在结构上具有非常重要的作用.
普拉特桁架 (以上) 和豪氏桁架 (下面)
先前, 我们讨论了Pratt桁架如何在重力施加在顶弦的关节处时使其垂直构件受压而对角构件受拉. 对于豪桁架, 反之亦然，因为对角线成员现在处于压缩状态, 当垂直载荷处于拉伸状态时.
由于它们的结构与Pratt桁架相似, 它们的用途大致相同. 最大化桁架的效率, 桁架可以装在下弦的关节处. 例如，屋顶桁架可以承受天花板荷载.
另一件事要注意的是, 取决于几何形状和载荷, 普拉特桁架可以比豪桁架拥有更多的卸载成员.
芬克桁架
最基本形式的Fink桁架具有遵循V型图案的腹板构件，可以重复多次. 由于上弦从中心向下倾斜, V型明显变小. 由于Fink桁架更多地依赖对角线构件, 它们可以非常有效地将负载传递到支撑.
Fink桁架的派生产品包括Double Fink和Fan桁架类型. 双重Fink桁架实质上是Fink桁架，在任一侧重复两次图案. 如果最基本的Fink桁架可以用double-V来表征, 那么双重芬克看起来就像双重W. 扇形桁架本质上是 Fink 桁架，其网络成员从底部的接头“扇出”, 通常添加垂直构件.
芬克 (最佳), 双重幻想 (中间), 和一个风扇桁架 (底部)
mb子桁架
在外部, 斜桁架有两个不同的坡度, 斜坡从中心变陡的地方. 由于其向外突出的形状, gambrel trusses 可以有效地安装一个中空的中心, 可用作存储区. 因此, 谷仓的上半部分通常是a形的. 如果是谷仓, 因为成员通常是用木头建造的, 该结构更像是框架而不是桁架. br的衍生品包括Mansard屋顶, 也称为法式屋顶, 因此在法国很受欢迎.
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