桁架規(guī)格計(jì)算方式（桁架材料選擇與性能對(duì)比）

金昌鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)10秒前1閱讀0評(píng)論

桁架是一種常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)形式，常用于建筑、橋梁等工程中。桁架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)涉及到材料的選擇和性能的對(duì)比，以確保結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、穩(wěn)定性和耐久性。在桁架的設(shè)計(jì)過(guò)程中，首先需要選擇合適的材料，這取決于所需的承載力、耐腐蝕性和成本等因素。鋼材因其高強(qiáng)度和良好的可塑性而被廣泛應(yīng)用于桁架結(jié)構(gòu)中。對(duì)選定的材料進(jìn)行性能評(píng)估，包括其抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、延伸率等參數(shù)，這些參數(shù)決定了材料能否滿(mǎn)足結(jié)構(gòu)的需求。根據(jù)所選材料的性能指標(biāo)，進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，包括桁架的尺寸、形狀和連接方式等，以確保結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。桁架規(guī)格的計(jì)算涉及材料選擇和性能對(duì)比，通過(guò)綜合考慮各種因素來(lái)確保結(jié)構(gòu)的安全性和功能性。

桁架規(guī)格計(jì)算方式（桁架材料選擇與性能對(duì)比）結(jié)構(gòu)橋梁鋼結(jié)構(gòu)施工第1張

一、不同類(lèi)型桁架規(guī)格計(jì)算方式

（一）靜定平面桁架軸力相關(guān)規(guī)格計(jì)算

計(jì)算簡(jiǎn)圖相關(guān)的基本設(shè)定影響規(guī)格計(jì)算
- 靜定平面桁架計(jì)算簡(jiǎn)圖有一些基本假定，這些假定是計(jì)算的基礎(chǔ)。例如假定桁架中的各結(jié)點(diǎn)都是光滑的理想鉸結(jié)點(diǎn)，各桿軸線都是直線，且在同一平面內(nèi)并通過(guò)鉸的中心，荷載及支座反力都作用在結(jié)點(diǎn)上且在桁架平面內(nèi)?；谶@些假定進(jìn)行軸力等計(jì)算，進(jìn)而確定桁架規(guī)格。比如在計(jì)算中，符合這些假定的桁架在受力分析時(shí)各桿內(nèi)只有軸力，這有助于確定桿件的尺寸等規(guī)格，因?yàn)橹豢紤]軸力時(shí)，桿件的受力情況相對(duì)簡(jiǎn)單，根據(jù)軸力大小結(jié)合材料力學(xué)性能等因素來(lái)確定桿件的橫截面積等規(guī)格參數(shù)。如果軸力較大，可能就需要較大橫截面積的桿件來(lái)承受，這會(huì)影響桁架整體的規(guī)格尺寸。
根據(jù)桁架類(lèi)型確定規(guī)格計(jì)算方式
- 按幾何外形分類(lèi)的桁架
  - 平行弦桁架：其弦桿平行，在計(jì)算規(guī)格時(shí)，需要考慮跨度、桁高、節(jié)間長(zhǎng)度等因素?？缍仁莾芍ёg的水平距離，桁高是支座聯(lián)線至桁架最高點(diǎn)的距離，節(jié)間長(zhǎng)度是弦桿上相鄰兩結(jié)點(diǎn)之間的區(qū)間距離。這些參數(shù)相互關(guān)聯(lián)，例如根據(jù)跨度和所承受的荷載等確定桁高和節(jié)間長(zhǎng)度的合理取值，從而確定桁架的整體規(guī)格。
  - 折弦桁架：與平行弦桁架類(lèi)似，不過(guò)弦桿是折線形式。在計(jì)算規(guī)格時(shí)，除了上述的跨度、桁高、節(jié)間長(zhǎng)度等因素外，還需要考慮弦桿折線的角度等因素對(duì)受力的影響，進(jìn)而確定桿件的長(zhǎng)度、橫截面積等規(guī)格參數(shù)。
  - 三角形桁架：這種桁架的形狀為三角形，在計(jì)算規(guī)格時(shí)，三角形的形狀特點(diǎn)會(huì)影響到力的傳遞和分配。例如三角形的角度大小會(huì)影響桿件的受力情況，根據(jù)受力情況確定桿件的尺寸等規(guī)格。一般來(lái)說(shuō)，靠近支座處的桿件受力較大，可能需要較大的尺寸規(guī)格。
- 按有無(wú)水平支座反力分類(lèi)的桁架
  - 梁式桁架：對(duì)于梁式桁架，在計(jì)算規(guī)格時(shí)，要考慮梁的受力特點(diǎn)，如彎矩、剪力等。根據(jù)這些受力情況以及跨度、荷載等因素確定桁架桿件的規(guī)格。例如，在彎矩較大的部位，桿件需要有足夠的抗彎能力，這可能需要增加桿件的慣性矩，從而影響桿件的尺寸規(guī)格。
  - 拱式桁架：拱式桁架的受力特點(diǎn)與拱結(jié)構(gòu)相似，會(huì)產(chǎn)生水平推力。在計(jì)算規(guī)格時(shí)，需要考慮這個(gè)水平推力對(duì)桁架整體穩(wěn)定性的影響，以及如何通過(guò)合理的桿件布置和尺寸設(shè)計(jì)來(lái)抵抗這個(gè)水平推力。例如，可能需要增加某些桿件的截面積或者改變桿件的布置方向來(lái)提高桁架的抗推能力，從而確定桁架的規(guī)格。
- 按幾何組成分類(lèi)的桁架
  - 簡(jiǎn)單桁架：由一個(gè)基本鉸結(jié)三角形開(kāi)始，依次增加二元體組成。在計(jì)算規(guī)格時(shí)，可以從最基本的三角形部分開(kāi)始分析受力，然后根據(jù)依次增加二元體后的受力變化情況確定桿件的規(guī)格。因?yàn)槊總€(gè)二元體的增加都會(huì)對(duì)整體受力產(chǎn)生影響，根據(jù)這些影響確定桿件的內(nèi)力，再結(jié)合材料的強(qiáng)度等因素確定桿件的尺寸等規(guī)格。
  - 聯(lián)合桁架：由幾個(gè)簡(jiǎn)單桁架按幾何不變體系的簡(jiǎn)單組成規(guī)則而聯(lián)合組成。在計(jì)算規(guī)格時(shí)，首先要分析各個(gè)簡(jiǎn)單桁架的受力情況，然后考慮它們聯(lián)合后的相互作用。例如，聯(lián)合部位的桿件可能會(huì)承受來(lái)自不同簡(jiǎn)單桁架的力，需要根據(jù)這些力的大小和方向確定桿件的規(guī)格，以確保聯(lián)合桁架的整體穩(wěn)定性。
  - 復(fù)雜桁架：不屬前兩種方式組成的其他桁架。對(duì)于復(fù)雜桁架的規(guī)格計(jì)算，可能需要更復(fù)雜的力學(xué)分析方法，如有限元分析等。因?yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)形式不規(guī)則，不能簡(jiǎn)單地按照前面幾種桁架的計(jì)算方法，需要綜合考慮多種因素，如桿件的空間布置、受力的傳遞路徑等，來(lái)確定桿件的規(guī)格。

（二）鋼筋桁架規(guī)格計(jì)算

以鋼筋桁架G240為例的規(guī)格計(jì)算
- 鋼筋桁架G240上弦由一根直徑為12mm、下弦由兩根直徑為12mm的螺紋鋼鋼筋按三角形布置，腹桿為兩根直徑為7mm的圓形鋼筋彎折成波浪形，與螺紋鋼鋼筋點(diǎn)焊成型，桁架高度為240mm。其規(guī)格是根據(jù)工程需求和力學(xué)性能確定的。例如上弦、下弦和腹桿鋼筋的直徑選擇是考慮到要承受的荷載以及桁架在結(jié)構(gòu)中的作用。如果承受的荷載較大，可能會(huì)選擇直徑更大的鋼筋或者增加鋼筋的數(shù)量。桁架高度240mm也是根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求確定的，不同的高度會(huì)影響桁架的受力性能和適用范圍。例如在樓板結(jié)構(gòu)中，桁架高度要滿(mǎn)足樓板的厚度要求以及與其他結(jié)構(gòu)構(gòu)件的協(xié)同工作要求等。

（三）用于展示展覽的桁架規(guī)格計(jì)算

不同尺寸桁架的適用場(chǎng)景與規(guī)格計(jì)算關(guān)聯(lián)
- 小型尺寸桁架：如200mm200mm、250mm250mm，主要應(yīng)用在展臺(tái)搭建、廣告搭建、婚慶搭建、活動(dòng)搭建等。這些小型桁架的規(guī)格計(jì)算通常是基于搭建場(chǎng)景的空間限制和所承受的荷載。例如在展臺(tái)搭建中，根據(jù)展臺(tái)的面積大小和預(yù)計(jì)展示物品的重量等確定桁架的尺寸。如果展臺(tái)面積較小，選用200mm*200mm的桁架比較合適，并且要根據(jù)展示物品的重量來(lái)判斷桁架是否需要加固或者采用更高強(qiáng)度的材料制作，這也會(huì)影響到桁架的規(guī)格計(jì)算。
- 中尺寸桁架：300mm300mm、350mm350mm、400mm400mm、450mm450mm，中型尺寸的桁架適合于舞臺(tái)及舞臺(tái)的燈光桁架。在計(jì)算規(guī)格時(shí)，要考慮舞臺(tái)的大小、燈光設(shè)備的重量和分布等因素。例如對(duì)于較大的舞臺(tái)，可能需要選擇400mm400mm或者450mm450mm的桁架，并且要根據(jù)燈光設(shè)備的重量來(lái)確定桁架的承載能力是否足夠，如果不夠則需要調(diào)整桁架的材料或者尺寸規(guī)格。
- 大型桁架：400mm600mm、520mm760mm、600mm*1000mm，大型的桁架尺寸適合于各類(lèi)大型舞臺(tái)、大型燈光架、大型龍門(mén)架、臨時(shí)廠房及篷房架等。對(duì)于這些大型桁架的規(guī)格計(jì)算，需要考慮大型結(jié)構(gòu)的跨度、所承受的巨大荷載（如廠房的屋頂重量、大型舞臺(tái)上眾多設(shè)備和人員的重量等）等因素。例如對(duì)于臨時(shí)廠房，要根據(jù)廠房的跨度和屋頂?shù)闹亓縼?lái)確定桁架的尺寸和材料規(guī)格，以確保廠房結(jié)構(gòu)的安全性。