4.3 三种平面梁式桁架受力性能比较.ppt

1、聊城大学建筑工程学院,中间掏空,4.3三种平面梁式桁架受力性能比较,聊城大学建筑工程学院,1）简支梁 2）平行弦桁架 3）三角形桁架 4）折线形桁架,内 力 有 何 关 系 ？,聊城大学建筑工程学院,一、梁式桁架的受力特点,FP,FP,FP,FP,FP,FP/2,FP/2,3FP,3FP,A,G,B,A1,C,B1,D,d,d,d,d,d,d,r =d,E,F,C1,D1,E1,F1,G1,2.5FP,1.5FP,0.5FP,0.5FP,1.5FP,2.5FP,聊城大学建筑工程学院,1）平行弦桁架上下弦杆轴力公式（也适用于三角形桁架和抛物线形桁架）为,M0为相当简支梁上对应于矩心的弯矩；r为弦

2、杆轴力对矩心的力臂。,FP/2,FP,3FP,A,B,C,4FP,-4FP,-1.5FP,r=d,FP,FP,FP,FP,FP,FP/2,FP/2,3FP,3FP,A,G,B,C,D,d,d,d,d,d,d,r =d,FP,FP,FP,FP,FP,FP/2,FP/2,C,C,FP,FP/2,3FP,V 0左=1.5FP,M 0=4FP d,b,c,V 0右=0.5FP,E,F,A1,B1,C1,D1,E1,F1,G1,A1,B1,聊城大学建筑工程学院,2）平行弦桁架腹杆（包括竖杆和斜腹杆）轴力公式为,式中: FNy为竖杆的轴力或斜杆轴力的竖向分力； 为相当简支梁与竖杆或斜杆所在荷载弦节间对应的

3、剪力,二、桁架内力变化的依据,荷载：是桁架内力变化的外部条件； 桁架的外型和腹杆指向，则分别是影响桁架内力分布和内力符号的内部依据。,聊城大学建筑工程学院,三、桁架外形对内力分布的影响,1、平行弦桁架,1）上、下弦杆对其矩心的力臂r为一常数，因此弦杆内力与相当简支梁弯矩M0的变化规律相同，即两端小，中间大,2）腹杆内力的变化规律与相当简支梁剪力的变化规律相同，即两端大，中间小。,聊城大学建筑工程学院,2、三角形桁架,1）各弦杆对应的力臂从两端向中间按直线增加，其增加的速度快于按抛物线规律变化的弯矩值增加的速度，因而弦杆的内力两端大，中间小。,2）利用以端结点为矩心的力矩方程或由结点法计算可以看

4、出，腹杆的内力为两端小，中间大 。,聊城大学建筑工程学院,3、抛物线形桁架,1）各下弦杆内力及各上弦杆的水平分力对其矩心的力臂均为各竖杆的长度ri。而竖杆的长度与弯矩一样都是按抛物线规律变化的，由式FN=Mo/ri可知，各下弦杆内力与各上弦杆水平分力的大小（绝对值）都相等，从而各上弦杆的内力也近于相等。,2）根据截面法由每一节间截面的水平投影方程 可知，各斜腹杆内力均为零，并可推知各竖杆的内力也等于零（荷载上承）或等于下弦结点上的荷载（荷载下承）,聊城大学建筑工程学院,四、桁架腹杆指向对内力符号的影响,腹杆指向的影响： 当结点都承受相同荷载时，平行弦桁架和梯形桁架（坡度i ）以及介于二者之间的各式桁架，凡下斜指向跨度中心（N形）的斜杆受拉，反之（反N形）的斜杆受压； 抛物线桁架腹杆轴力为零，三角形桁架以及介于抛物线桁架和三角形桁架之间的各式桁架，凡下斜指向跨度中心的斜杆受压，反之受拉。,聊城大学建筑工程学院,3）三角形桁架的内力分布也不均匀，弦杆内力在两端最大，且端结点处夹角较小，构造布置较为困难。但是其两斜面符合屋顶构造需要，故只在屋架中采用。,五、几点结论,1）平行弦桁架内力分布不均匀 。 但定位放线方便，利于制造标准化。多用于跨度在12m以上吊车梁。,2）抛物线形桁架的内力分布均匀,构造较复杂。在大跨度桥梁（100150m）及大跨度屋架（