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鋼結構桁架的端部尺寸怎麼看
鋼結構桁架的端部尺寸怎麼看
更新时间:2025-04-03 18:27:16
有了電算,還需要估算嗎?

用結構軟件計算桁架,對接觸過鋼結構的朋友來說并不陌生。如何判斷計算結果是否合理?估算是一個不錯的方法。

這裡的估算就是簡化計算的意思,可以是手算,也可以是簡化之後的電算。

對此比較熟悉的朋友可直接跳到“兩端固定鉸”和“兩端彈性鉸”兩節看結論。

桁架描述

跨度:

桁架高度:

總荷載:

估算

鋼結構桁架的端部尺寸怎麼看(平面桁架設計之估算)1

平面桁架

腹杆軸力:

:斜腹杆與水平面的夾角為。

:參考梁的剪力計算方法。

根據脫離體豎向平衡。

上弦軸力:

:參考梁的彎矩計算方法。

根據脫離體繞支座點平衡(支座點位于下弦)。

簡支

等效均布荷載:

跨中彎矩:

支座剪力:

參考梁的彎矩和剪力計算方法。

跨中弦杆軸力:(精确值為890kN)

支座斜腹杆軸力:(精确值為395kN)

斜腹杆與水平面的夾角為39.8°。

兩端固定鉸接

兩端固定,下弦軸向變形受到約束,支座對桁架産生推力。

一端固定鉸一端滑動鉸時,下弦全長受拉。

兩端固定,下弦總長不變,靠近支座端受壓,靠近跨中受拉,且拉壓力極值基本相等。

鋼結構桁架的端部尺寸怎麼看(平面桁架設計之估算)2

脫離體

支座拉壓變形和跨中受拉變形正好抵消,總長不變。

忽略跨中腹杆軸力,根據水平力平衡:

支座水平反力:

兩端彈性鉸

實際項目中,桁架一般支承在柱子上,近似兩端彈性鉸約束。

兩端彈性鉸,腹杆軸力與簡支和兩端固定鉸相同,上弦杆軸力與簡支和兩端固定鉸相同。

根據估算公式。

兩端彈性鉸,支座反力和下弦杆軸力介于簡支和兩端固定鉸之間:

:在0~1之間取值,彈性剛度大時取大值。

這種不管剛度怎麼變化,但結果變化範圍相對固定的情況,在結構分析中很常見。(有點像自限性疾病?)

鋼結構桁架的端部尺寸怎麼看(平面桁架設計之估算)3

不同剛度下的軸力圖

小結

估算沒有電算精确,但力學概念更加清晰。如果能直接估算出結果當然很好,如果不能,估算出結果的範圍或者趨勢也不錯。實際工程中,一些參數很難精确計算(如混凝土柱的剛度),這時對趨勢的判斷可能更有意義。後面将進一步談到,估算對一緻性設計的意義。

如果支座兩邊剛度不一樣,你會怎樣估算呢?

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