桁架: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。
组成桁架的杆件的轴线和所受外力都在同一平面上(图1)。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。
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。
桁架的设计要求: 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。
房屋建筑用的桁架,一般仅进行静力计算;对于风力、地震力、运行的车辆和运转的机械等动荷载,则化为乘以动力系数的等效静荷载进行计算;特殊重大的承受动荷载的桁架,如大跨度桥梁和飞机机翼等,则需按动荷载进行动力分析(见荷载)。