桁架结构的多工况载荷的分析

合集下载

钢桁架桥的结构设计与分析

钢桁架桥的结构设计与分析1、概述钢桁架桥以其跨越能力强、施工速度快、承载能力强、耐久性好普遍应用于铁路桥梁。

长期以来，由于钢材价格高，材料养护费用高，钢桁架桥梁在公路领域应用较少。

近年来，随着我国炼钢水平的提高，国产的钢材品质已经完全能满足结构安全的需要，同时随着钢结构防腐技术的提高，钢结构桥梁越来越多的在公路工程领域得到应用。

相比较我国当前100m左右中等跨径常用的桥型如连续梁、系杆拱、矮塔斜拉桥等结构，钢桁架桥梁虽然建筑成本高，但刨去成本控制的因素，钢桁架桥具有以下的几点优越性：1.建筑高度低，由于钢桁架结构主桁主要由拉杆和压杆构成，对杆件界面的抗弯刚度要求不大，因此钢桁架的建筑高度由横梁控制，在桥梁宽度不是非常大时可极大的降低桥梁建筑高度，尤其适用于对桥梁建筑高度有严格限制的桥梁；2.施工周期短，速度快。

钢桁架施工可在工厂制作杆件，运到现场拼装成桥，可采用顶推和支架拼装等方法，这使它在很多工期较紧的工程（如重要道路的桥梁改建）和跨越重要道路的跨线桥上成为桥型首选之一；3.随着钢结构防腐技术的提高，钢桁架桥的耐久性大为提高，同时钢材作为延性材料，结构安全性较混凝土桥梁高。

正因为钢桁架桥梁的这几方面的优点，桁架桥梁成为特定条件下的经济而合理的桥型选择。

2、结构设计公路桥位于江苏省境内，正交跨越京杭大运河，河口宽95m，通航净空要求90x7m，桥梁主跨采用97m，由于桥梁中心至桥头平交处距离仅140余米，若采用其他结构纵坡将达到5%以上，经综合考虑，主桥采用97m下承式钢桁架结构。

2.1主桁主桁采用带竖杆的华伦式三角形腹杆体系，节间长度5.35m，主桁高度8m，高跨比为1/12.04。

两片主桁中心距为8.6m，宽跨比为1/11.2，桥面宽度为8m。

图1主桁一般构造图主桁上下弦杆均采用箱形截面，截面宽度500mm，高度均为540mm，板厚20～24mm，工厂焊接，在工地通过高强度螺栓在节点内拼接。

华伦式钢桁架桥荷试验分析

华伦式钢桁架桥荷试验分析中国广州，510440摘要为了准确掌握新建桥梁结构的承载能力，本文对某华伦式钢桁架桥进行了静载试验。

试验表明该桥在试验荷载作用下的挠度、应变以及对应的残余值均在正常范围内，承载能力满足设计要求。

通过静载试验为该大桥的竣工验收、投入运营提供科学的依据。

关键词华伦式钢桁架桥荷载试验挠度应变为了准确掌握新建桥梁结构的承载能力，本文针对某华伦式钢桁架桥，进行了静载试验。

通过静载试验为该桥的竣工验收、投入运营提供科学的依据。

1工程概况某大桥南北走向，桥头两侧均与被交路平交，该路段范围内路线平面为直线，起点桩号为K0+000，终点桩号为K0+115.857，其中桥梁全长为98.6m，主跨开启跨跨径为53.6m，桥梁全宽24.0m，两侧引桥均为22.5m，双向4车道。

开启孔采用钢桁架桥。

钢材采用Q345C钢。

开启孔采用下承式钢桁架，主桁采用华伦式桁架，横向设置3片主桁，主桁中心距8.5m，桁架设8个节间，节间长度62.5m，桁高7.5m，主桁中间布置2个车道。

车道荷载为：城-A级。

图1 桥梁立面概貌图2结构计算分析及控制截面选取根据设计图纸，采用Midas/Civil软件建立该桥的有限元模型，具体如图2所示。

图2桥梁计算模型根据有限元计算结果，本次荷载试验选取了A-A、B-B两个最大内力加载控制截面以及C-C、D-D两个重点测试截面，具体位置如图3所示。

各控制截面加载效率见表1。

图3加载截面示意图（单位：cm）表1各截面加载效率加载效率3 测点布置与加载程序3.1测点布置1、挠度测点布置挠度测点沿纵向分别布置在桥梁测试跨中间桁架下弦的支点、跨中、L/4及L3/4处。

挠度采用精密电子水准仪进行测量。

2、应变测点布置测试截面应变采用外贴应变计的方式进行测试。

本次应变数据采集以SSC101与弦式应变计配合使用测量。

应变测点按对称布置为原则，上弦杆控制截面（A-A截面）中间桁架与两侧边桁架均布置应变测点，测点布置如图4(a)所示。

桁架结构的受力分析与计算

桁架结构的受力分析与计算桁架结构是一种由各种杆件连接而成的稳定结构，被广泛应用于建筑、桥梁、航天器等领域。

在设计和建造桁架结构时，受力分析和计算是至关重要的步骤。

本文将介绍桁架结构的受力分析方法，并给出相应的计算步骤。

一、桁架结构的受力分析桁架结构由杆件和节点组成，杆件通常是直线段或曲线段，节点是连接杆件的固定点。

在受力分析中，需要确定每个节点和杆件的受力情况。

1. 节点的受力分析节点是桁架结构中的重要连接点，它承受着来自相邻杆件的受力。

对于单个节点，可以利用力平衡原理来进行受力分析。

首先，在水平方向上，所有受力要素的水平分力之和应等于零；其次，在竖直方向上，所有受力要素的竖直分力之和也应等于零。

通过解这两个方程，可以求得节点的受力。

2. 杆件的受力分析杆件是桁架结构中起支撑作用的构件，它们承受着来自外力和节点的受力。

在受力分析中，需要确定每个杆件的受力大小和方向。

根据静力平衡原理，杆件上的受力要满足力的平衡条件，即合力为零。

可以利用力的合成和分解的原理来进行受力分析，将受力分解为水平方向和竖直方向的分力。

通过解这些方程，可以求得杆件的受力。

二、桁架结构的受力计算在桁架结构的受力计算中，需要根据受力分析的结果来进行具体的计算。

主要涉及到以下几个方面。

1. 材料的选择和强度计算桁架结构中的杆件通常采用钢材、铝材等材料制作。

在进行强度计算时，需要考虑材料的强度和安全系数。

根据结构所受力的种类（拉力、压力或剪力），选择适当的强度计算公式和安全系数。

2. 荷载的计算桁架结构在使用过程中会承受各种形式的荷载，如静荷载、动荷载、地震荷载等。

荷载的计算是桁架结构设计的重要一环。

需要根据设计要求和建筑规范，合理计算各种荷载的大小和作用方向，以确定结构的强度和稳定性。

3. 结构的稳定性计算桁架结构在承受荷载作用时，需要保持结构的稳定性，避免产生倾覆和失稳等安全隐患。

在进行结构的稳定性计算时，需要考虑结构的整体平衡和节段局部稳定性问题。

钢管桁架结构计算和分析

25Building Structure专业软件讲座We learn we go3D3S10.0钢管桁架结构计算和分析上海同磊土木工程技术公司3D3S 技术部3D3S V10.0版钢管桁架结构在后处理以及相贯加工方面增加了一些功能，增加了后处理菜单中定义、查询、取消杆件顺序号等命令以及相贯加工菜单，其中包括相贯加工控制参数、杆件下料、生成法因相贯加工数据、生成国际标准ISO 相贯加工数据等命令。

更好地满足了客户对相贯加工参数的控制以及输出数据的有效利用。

桁架模块适用于任何形式的平面及空间桁架结构，包含滑移、沉降、弹性等多类支座形式，跨度及具体体型不限，适用于桁架与多种形式的混合结构：钢柱+桁架、框架+桁架、张拉弦+桁架、网架+桁架等。

下面简单介绍一下3D3S 10.0钢管桁架结构的设计流程：建模—计算分析以及设计—节点验算—后处理—施工图绘制——相贯加工。

1 建模3D3S10.0钢管桁架结构模块是将建模、分析计算与后处理以及相贯加工结合在一起的有限元分析设计软件，其目标对象是从其他结构设计软件中导入并在空间建模中扩充的结构模型以及3D3S 中的自建模型（图1）。

图1 3D3S 钢管桁架结构模块界面可以由一根或二根或三根或四根辅助线直接生成桁架，或通过LINE 命令画出桁架杆件，或直接导入ACAD 桁架模型。

使用结构编辑工具编辑模型构件属性，确定模型的结构体系，分为四种：平面桁架、平面框架、空间桁架、空间框架，见图2。

如图1所示的模型，要把其结构体系定义为空间框架，然后把上部结构进行单元释放，见图3。

图2 结构体系选择图3 定义单元释放3D3S10.0钢管桁架结构模块中节点荷载、单元荷载、面荷载、地震作用、温度荷载、支座位移等自由添加，配合预应力模块，可进行预张力索构件的添加，见图4。

图4 荷载库2计算分析和设计1）进行各个工况和组合的内力分析，得到相应的内力和位移，见图5，6。

图5 查询内力图6 查询最大位移2）配合高级版的基本模块，可以进行几何非线性的内力和位移计算，得到结构的极限承载力。

型材桁架受力分析

1
施工荷载验算
1.桁架受力计算分析
1.1施工荷载
皮带机桁架分析，取跨度最大的桁架作为分析对象，按最大跨度24m 计算分析，总自重约6570.72kg，在浇筑过程中混泥土（砂石）以最大值50kg/m 来计算共24×50=1200kg。

总受力为:(6570.72+1200)kg×9.8N/kg=64.4+11.76=76.16KN。

桁架简图及
跨度简图如下：
桁架跨度简图
1.2受力分析
根据制作简图以及实际最大跨度简图，在24m 中心处桁架最底部的角铁受力是最大的，受力分析过程中可取底部桁架主梁24m 长的一根作为计算分析。

其受力简图如下，进行最大挠度和刚度校核。

2受力简图
(1)最大挠度计算挠度计算公式：EI
Pl P v 483
v =式中：P =76.16KN
l =24m
查表可得：E =200GPa
I =73.49cm4
14.92mm
73.49910002483
1032431076.16
483v =
⨯⨯⨯⨯⨯⨯==EI Pl P v 桁架的最大挠度为：
29.84mm
vp v max p =+=v p v v (2)校核刚度
[]v =48mm
48m 0.0500/24500/===l []
v v =48mm <29.84mm max p =由综上所计算分析可得角铁80*8所做的桁架满足刚度条件，整体桁架结构受力稳定。

桁架荷载计算公式

桁架荷载计算公式桁架结构是一种常见的工程结构，用于支撑和承载各种荷载。

在设计和建造桁架结构时，需要进行荷载计算，以确保结构的安全性和稳定性。

桁架荷载计算公式是用来计算桁架结构所能承受的荷载大小的公式，它是设计和建造桁架结构的重要工具之一。

桁架荷载计算公式的基本原理是根据桁架结构的几何形状和材料特性，结合荷载的大小和分布情况，通过一系列的公式和计算方法来确定桁架结构所能承受的荷载大小。

在进行桁架荷载计算时，需要考虑桁架结构的受力情况、材料的强度和刚度、荷载的大小和分布等因素，以确保计算结果的准确性和可靠性。

桁架荷载计算公式的具体内容包括以下几个方面：1. 桁架结构的受力分析，在进行荷载计算之前，需要对桁架结构的受力情况进行分析，包括受力点的位置、受力方向、受力大小等。

通过受力分析，可以确定桁架结构在受到荷载作用时的受力情况，为后续的荷载计算提供基础数据。

2. 材料的强度和刚度，桁架结构的材料特性对其承载能力有着重要影响，包括材料的强度和刚度等参数。

在进行荷载计算时，需要考虑桁架结构所采用材料的强度和刚度，以确定其承载能力的上限。

3. 荷载的大小和分布，荷载是桁架结构所能承受的外部力的总称，包括静载荷、动载荷、风载荷、地震荷等各种类型的荷载。

在进行荷载计算时，需要对各种类型的荷载进行分析和计算，以确定桁架结构在各种荷载作用下的承载能力。

4. 桁架荷载计算公式，桁架荷载计算公式是用来计算桁架结构所能承受的荷载大小的公式，它是根据桁架结构的几何形状和材料特性，结合荷载的大小和分布情况，通过一系列的公式和计算方法来确定桁架结构所能承受的荷载大小。

常见的桁架荷载计算公式包括静载荷的计算公式、动载荷的计算公式、风载荷的计算公式、地震荷的计算公式等。

桁架荷载计算公式的应用范围非常广泛，包括建筑工程、桥梁工程、航空航天工程、机械工程等各个领域。

在实际工程中，设计师和工程师们需要根据具体的工程要求和实际情况，选择合适的桁架荷载计算公式，进行荷载计算和结构设计，以确保桁架结构的安全性和稳定性。

桁架受力分析报告

3.4静定平面桁架教学要求掌握静定平面桁架结构的受力特点和结构特点，熟练掌握桁架结构的内力计算方法结点法、截面法、联合法3.4.1桁架的特点和组成341.1静定平面桁架桁架结构是指若干直杆在两端铰接组成的静定结构。

这种结构形式在桥梁和房屋建筑中应用较为广泛，如南京长江大桥、钢木屋架等。

实际的桁架结构形式和各杆件之间的联结以及所用的材料是多种多样的，实际受力情况复杂，要对它们进行精确的分析是困难的。

但根据对桁架的实际工作情况和对桁架进行结构实验的结果表明，由于大多数的常用桁架是由比较细长的杆件所组成，而且承受的荷载大多数都是通过其它杆件传到结点上，这就使得桁架结点的刚性对杆件内力的影响可以大大的减小，接近于铰的作用，结构中所有的杆件在荷载作用下，主要承受轴向力，而弯矩和剪力很小，可以忽略不计。

因此，为了简化计算，在取桁架的计算简图时，作如下三个方面的假定：（1）桁架的结点都是光滑的铰结点。

（2）各杆的轴线都是直线并通过铰的中心。

（3）荷载和支座反力都作用在铰结点上。

通常把符合上述假定条件的桁架称为理想桁架。

341.2桁架的受力特点桁架的杆件只在两端受力。

因此，桁架中的所有杆件均为二力杆。

在杆的截面上只有轴力。

3.4.1.3桁架的分类（1简单桁架：由基础或一个基本铰接三角形开始，逐次增加二兀体所组成的几何不变）体。

（图3-14a）（2联合桁架：由几个简单桁架联合组成的几何不变的铰接体系。

（图3-14b ））（3）复杂桁架: 不属于前两类的桁架。

（图3-14C ）342桁架内力计算的方法桁架结构的内力计算方法主要为：结点法、截面法、联合法结点法一一适用于计算简单桁架。

截面法一一适用于计算联合桁架、简单桁架中少数杆件的计算。

联合法——在解决一些复杂的桁架时，单独应用结点法或截面法往往不能够求解结构的内力，这时需要将这两种方法进行联合应用，从而进行解题。

解题的关键是从几何构造分析着手，利用结点单杆、截面单杆的特点，使问题可解。

桁架活荷载取值

桁架活荷载取值是指在设计和施工过程中，对桁架结构所承受的活荷载进行计算和确定的过程。

活荷载是指建筑物在使用过程中，由于人员、设备、货物等产生的动态荷载。

在桁架结构的设计和施工中，活荷载的取值是非常重要的，它直接影响到桁架结构的安全性和经济性。

因此，在进行桁架活荷载取值时，需要考虑以下几个方面：
1. 建筑物的使用功能：不同的建筑物具有不同的使用功能，其活荷载的大小也会有所不同。

例如，仓库和工厂的活荷载要大于住宅和办公楼。

2. 建筑物的结构形式：不同的结构形式对活荷载的承受能力也不同。

例如，钢结构的承受能力要大于钢筋混凝土结构。

3. 活荷载的类型：活荷载包括人员荷载、设备荷载、货物荷载等。

不同类型的活荷载对桁架结构的影响也不同。

4. 国家相关标准和规范：在进行桁架活荷载取值时，需要参考国家相关标准和规范，确保设计符合要求。

总之，桁架活荷载取值是一个复杂的过程，需要综合考虑多种因素。

只有合理地确定活荷载的大小，才能保证桁架结构的安全性和经济性。

有限元分析(桁架结构)

有限元上机分析报告学院：机械工程专业及班级：机械设计及其自动化08级7班姓名：王浩煜学号：20082798题目编号： 21.题目概况1.1 结构组成和基本数据结构：该结构为一个六根杆组成的桁架结构，其中四根杆组成了直径为800cm的正方形，其他两根杆的两节点为四边形的四个角。

材料：该六根杆截面面积均为100cm2，材料均为Q235，弹性模量为200GPa，对于直径或厚度大于100mm的截面其强度设计值为190Mpa。

载荷：结构的左上和左下角被铰接固定，限制了其在平面内x和y方向的位移，右上角受到大小为2000KN的集中载荷。

结构的整体状况如下图所示：1.2 分析任务该分析的任务是对该结构的静强度进行校核分析以验算该结构否满足强度要求。

2.模型建立2.1 物理模型简化及其分析由于该结构为桁架结构，故认为每根杆件只会沿着轴线进行拉压，而不会发生弯曲和扭转等变形。

结构中每根杆为铰接连接，有集中载荷作用于最上方的杆和最右方杆的铰接点。

2.2单元选择及其分析由于该结构的杆可以认为是只受拉压的杆件，故可以使用LINK180单元，该单元是有着广泛工程应用的杆单元，它可以用来模拟桁架、缆索、连杆、弹簧等等。

这种三维杆单元是杆轴方向的拉压单元，每个节点具有三个自由度：沿节点坐标系X、Y、Z方向的平动。

就像铰接结构一样，不承受弯矩。

输入的数据有：两个节点、横截面面积（AREA）、单位长度的质量(ADDMAS)及材料属性。

输出有：单元节点位移、节点的应力应变等等。

由此可见，LINK180单元适用于该结构的分析。

3.3 模型建立及网格划分（1）启动Ansys软件，选择Preferences→Structural，即将其他非结构菜单过滤掉。

（2）选择单元类型：选择Preprocessor→Element Type→Add/Edit/Delete→Add，在出现的对话框中选择Link→3d finit stn 180，即LINK180，点击“OK”（3）选择实常数：选择Preprocessor→Real Constants→Add/Edit/Delete→Add，在出现的对话框中的Cross-sectional area中输入100，点击“OK”。

桁架结构的受力特点

桁架结构的受力特点
桁架结构是一种由多个杆件和节点连接而成的三维刚性结构，其受力特点主要表现在以下几个方面：
1. 强度高：桁架结构由多个杆件和节点组成，每个杆件都可以承受拉力、压力以及弯曲力等多种受力形式。

因此，整个桁架结构的强度非常高，能够承受大量的荷载。

2. 刚度大：桁架结构的每个节点都是刚性连接，不会发生相对位移。

因此，在荷载作用下，整个桁架结构不会产生明显的变形或挠曲，具有很好的刚度。

3. 分布均匀：桁架结构中各个杆件之间分布均匀，使得荷载能够得到合理分配。

同时，在荷载作用下，各个杆件之间也会相互支撑和协同工作，从而保证整体稳定性。

4. 可靠性高：由于桁架结构中每根杆件都是独立设计和制造的，并且经过了严格检测和测试，因此其可靠性非常高。

即使部分杆件发生损坏或失效，整体结构仍然能够保持稳定。

5. 适用范围广：桁架结构适用于各种不同的场合，包括建筑、桥梁、
塔架、天线支架等。

由于其受力特点优良，因此在大跨度和高荷载的情况下，桁架结构是一种非常理想的结构形式。

总之，桁架结构的受力特点主要表现在强度高、刚度大、分布均匀、可靠性高以及适用范围广等方面。

这些特点使得桁架结构成为了各种工程领域中不可或缺的一部分。

某钢桁架桥荷载试验研究

某钢桁架桥荷载试验研究摘要：钢桁架桥受力复杂,测试断面难以确定，易出现钢材疲劳破坏。

为保证此类桥梁运营期安全，在竣工验收时应进行荷载试验。

本次荷载试验前进行了检测鉴定和评估工作,用以评定桥梁的实际工作状态以及桥梁的承载性能是否符合设计。

本文对动、静载试验加载方案进行了设计,然后进行现场试验,得到了此次静载试验的校验系数,及桥梁振动数据，在此基础上对测试结果进行了理论分析。

关键字：钢桁架；荷载试验；应变分析；动载分析中图分类号：c33 文献标识码：a 文章编号：一、工程背景某钢桁架全长226.24m，桥梁桥跨组合为5×30+61.2＋3×30m，起止桩号为k0+692.226～k0+918.446。

主桥上部结构采用三桁下承式简支钢桁架梁桥，计算跨径为60m，引桥上部结构采用预应力混凝土先简支后连续简支箱梁，标准跨径30m。

下部桥墩采用柱式墩，桩基础；桥台采用桩基接盖梁。

桥面全宽25.5m，即0.5m（桁宽）＋0.5m（护栏）＋11m（行车道）+0.5m（护栏）+0.5m（桁宽）＋0.5m（护栏）＋11m（行车道）+0.5m（护栏），直线段横坡为2%。

桥梁设计汽车荷载为公路—级，桥下通航等级为ⅴ级，通航净空为45×5m，设计通航水位2.66m。

二、模型建立为了准确进行荷载试验，试验前进行了理论计算。

本桥采用midascivil程序进行了结构静力计算、活载效应计算及相应的加载效率的计算。

midas civil程序结构计算简图见下图：图3-1 主桥计算模型通过静载试验，测定桥梁结构的静应变、静挠度，以便确定桥梁的真实受力状态、使用性能。

以此检验结构的实际工作性能、安全度，并对桥梁的实际承载力和实际刚度作出可靠评价。

三、静载试验分析3.1 试验断面及加载车辆确定经模型运算后，在公路一级荷载下最不利截面为跨中、支点。

分为六种工况： 1）工况一：约l/2处中桁上弦杆最不利压力、中桁跨中挠度，8车；2）工况二：约l/2处边桁上弦杆下最不利压力、边桁跨中挠度，6车；3）工况三：约l/2处中桁处下弦杆最不利拉力，8车；4）工况四：约l/2处边桁处下弦杆最不利拉力，6车；5）工况五：中桁支点处斜腹杆最不利拉力、中桁约l/4挠度，8车；6）工况六：边桁支点处斜腹杆最不利拉力、边桁约l/4挠度，6车。

桁架荷载计算范文

桁架荷载计算范文桁架是一种用于支撑结构的框架结构，它由多个连杆和节点组成。

桁架广泛应用于建筑和工程领域，用于支撑大跨度的屋顶、天桥和塔结构等。

在设计和分析桁架结构时，需要进行荷载计算，以确保结构的安全性和稳定性。

桁架的荷载计算主要包括静力分析和动力分析两个方面。

静力分析是指在结构处于静止状态时，根据受力平衡原理计算结构承受的荷载。

动力分析则是指结构在受到外力作用下的振动响应分析。

下面将对这两个方面进行详细介绍。

静力分析是桁架荷载计算的基础，它涉及到桁架结构受力分析、荷载计算和支撑反力计算等内容。

首先，需要通过力学原理分析桁架结构在各个节点处的受力情况。

根据受力平衡原理，可以得到节点处的受力平衡方程。

然后，需要根据设计规范和实际需求确定荷载类型和大小，包括常见的自重、活载和风载等。

最后，通过求解受力平衡方程，可以计算出每个节点处的受力大小和方向。

此外，还需要计算支撑反力，以确定结构在支撑点的受力情况。

静力分析的结果可以用于确定结构的抗弯强度和刚度。

动力分析是指在桁架结构受到外力作用下的振动响应分析。

外力可以是地震、风力或人为激励等。

动力分析需要考虑结构的固有振动频率和阻尼特性，以评估结构的振动稳定性和疲劳寿命。

在动力分析中，需要进行模态分析和响应分析两个步骤。

首先，进行模态分析，确定结构的固有振型和固有频率。

通过求解结构的特征值问题，可以得到结构的固有振动模态和频率。

然后，进行响应分析，计算结构在外力作用下的动力响应。

响应分析可以采用时程分析方法或频谱分析方法。

在时程分析中，需要考虑结构的非线性特性和材料的非弹性变形。

频谱分析则是根据外力的频谱特性和结构的振动特性，确定结构在各个频率点处的响应。

除了静力分析和动力分析，桁架荷载计算还需要考虑其他因素，如温度变化引起的热应力、材料的强度和刚度等。

荷载计算结果需要满足设计规范中的安全要求和可靠性要求。

通常，荷载计算结果包括节点受力大小和方向、支撑反力大小和方向、结构的位移和应力等。

第三章桁架结构解析

第三章桁架结构第一节桁架结构的特点由简支梁发展成为桁架的过程――简支梁在均布荷载作用下，沿梁轴线弯曲，剪力的分布及截面正应力的分布（分为受压区和受拉区两个三角形）在中和轴处为零。

截面上下边缘处的正应力最大，随着跨度的增大，梁高增加。

根据正应力的分布特点，要节省材料，减轻自重，先形成工字型梁――继续挖空成空腹形式――最后，中间剩下几根截面很小的连杆时，就发展成为“桁架”。

由此可见，桁架是从梁式结构发展产生出来的。

桁架的实质是利用梁的截面几何特征的几何因素――构件截面的惯性矩I增大的同时，截面面积反而可以减小。

梁结构的梁高加大时，自重随之增加很多，桁架结构无此弊端。

Z在实际工作中，由于其自重轻，用料经济，易于构成各种外形适应不同的用途，桁架成为一种应用极广泛的形式，除经常用于屋盖结构外，（我们常说的屋架），还用于皮带运输机栈桥、塔架和桥梁等。

（如图示各种组合屋架、武汉长江大桥采用的桁架形式等）一．桁架结构计算的假定（基本特点）1．杆件与杆件之间相连接的节点均为铰接节点2．所有杆件的轴线都在同一平面内。

（这一平面称为桁架的中心平面）3．所有外力（包括荷载与支座反力）都作用在桁架的中心平面内，且集中作用在节点上实际桁架与上述假定是有差别的，尤其是节点铰接的假定。

例如：木桁架常常为榫接，它与铰接的假定是接近的。

而钢桁架有些杆件在节点处是连续的，腹杆采用的是节点板焊接或铆接，节点具有一定的刚性；混凝土节点构造往往采用刚性连接。

尽管如此，科学试验和工程实践均表明，上述不符合假定的因素对桁架影响很小，只要采取适当的构造措施，就能保证这些因素产生的应力对结构和杆件不会造成危害。

故桁架在计算中仍按“节点铰接”处理。

假定3 “集中力作用在节点上”是保证桁架各杆件仅承受轴向力的前提。

对于桁架上直接搁置屋面板或屋架下弦承受吊顶荷载时，当上下弦间有荷载作用时，则会使原来杆件的受力形式发生变化（纯压、纯拉变为压弯、拉弯构件），从而使得上、下弦截面尺寸变大，材料用料增加。

桁架结构的多工况载荷的分析2

桁架结构的多工况载荷的分析C*** 采用<TIME>/<SOLVE>的方式进行桁架结构的多工况分析/PREP7 !进入前处理模块/TITLE, EX 2.8(1)b by Zeng P, Lei L P, Fang GANTYPE,STATIC !设定为静力结构分析ET,1,LINK1 !设置第1号单元MP,EX,1, 2.07e11 !设置第1号材料F1=-1000 $F2=5000 $F3=-2000 !设置载荷的参数R, 1, 1E-4 $R, 2, 2E-4 !设置1号及2号实常数N, 1, 0, 0 $N, 2, 1, 0 $N, 3, 2, 0 $N,4,3,0 !生成第1至4号节点N, 5, 0.5, 1 $N, 6, 1.5, 1 $N,7,2.5,1 !生成第5至7号节点TYPE,1 $MAT,1 $REAL,1 !激活第1号单元，第1号材料，第1号实常数E, 1, 2 $E, 2, 3 $E,3,4 $E, 5, 6 $E,6,7 !由节点直接生成5个单元REAL,2 !激活2号实常数E, 1, 5 $E, 2, 5 $E, 2, 6 $E, 3, 6 $E,3,7 $E,4,7 !由节点直接生成6个单元D, 1, ALL !在节点1处施加所有位移约束D, 4, UY, 0 !在节点4处施加位移约束UY=0FINISH ! 结束前处理模块/SOLU ! 进入求解模块TIME,1 $F, 2, FY, F1 $SOLVETIME,2 $F, 3, FY,F3 $SOLVETIME,3 $FDEL, 3, FY $F, 6, FX, F2 $SOLVETIME,4 $FDEL, 2, FY $F, 3, FY, F3 $SOLVETIME,5 $F, 2, FY, F1 $SOLVEFINISH !结束求解模块/POST1 !进入后处理SET,1 !调出结果的1号数据集*GET,C1_P2_UY,NODE,2,U,Y !获取节点2处的位移UY，赋给参数C1_P2_UY SET,2 !调出结果的2号数据集*GET,C2_P2_UY,NODE,2,U,Y !获取节点2处的位移UY，赋给参数C2_P2_UY SET,3 !调出结果的3号数据集*GET,C3_P2_UY,NODE,2,U,Y !获取节点2处的位移UY，赋给参数C3_P2_UY SET,4 !调出结果的4号数据集*GET,C4_P2_UY,NODE,2,U,Y !获取节点2处的位移UY，赋给参数C4_P2_UYSET,5 !调出结果的5号数据集*GET,C5_P2_UY,NODE,2,U,Y !获取节点2处的位移UY，赋给参数C5_P2_UY *STATUS !列显所有参数的内容FINISH !结束。

桁架结构的分析【深度剖析】

内容来源网络，由“深圳机械展（11万㎡，1100多家展商，超10万观众）”收集整理！更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示，就在深圳机械展.【基本知识】桁架结构是由若干个杆件在杆两端用铰联结而形成的结构，各铰结点为无摩擦的理想铰，各杆轴线通过铰中心，荷载和支座反力作用在结点上。

这次采用link8单元来模拟空间桁架结构，每个节点只用三个自由度（Ux，Uy，Uz），该单元可承受轴向拉压但不能承受弯矩。

【基本资料】此次分析为一吊车梁桁架，采用N型万能杆件拼组而成。

尺寸：具体尺寸如下图所示，其中单根杆件的截面面积（㎡）：N1=2330e-6, N3=1670e-6,N4=1150e-6,N4=1150e-6。

约束：在下平纵联平面内，一端支座固定，其中一个为固定，另一个横向可动；另外一端支座纵向可动，但与固定支座位于一侧的支座横向固定。

荷载：1、自重（重力加速度取9.8m/s2）；2、风荷载；工作状态横向风压强度为500Pa；3、移动荷载；吊重为600KN且在跨中16m范围内的两个对应的上弦节点上移动；材料：弹性模量E=2.1e11；密度8399.5【建模要点】1、建立空间的桁架模型可以先建立一个简单的模型，然后通过线的复制（lgen）来生成整个模型；2、给建成的模型赋属性时，选择相应的杆，可以通过这三个命令流（lsel,s,loc,x；lsel,r,tan1；lsel,r,length）来选择，方便快捷，具体的看可以查看帮助文件；3、因为第三个荷载时移动的荷载，且每种类型荷载的分项系数不同，因此需要用到荷载工况，将自重、风荷载分别与位于不同结点的移动荷载进行组合，需要采用循环的命令，详情请见命令流。

【建模过程】1、建模。

先建立前后两边的主桁架，由于这个是个有规律的，可以先建立一个简单，然后利用lgen复制得到大的模型；如下图所示；部分命令流：lgen,6,all,,,4\部分命令流：lgen,2,all,,,,,2同理，上下平纵联结系和横向联结系同样通过复制的形成，最后进行关键点的压缩和重新编号，这样的模型就建立好了，如下图所示；部分命令流：nummrg,all$numcmp,all2、赋予线材料属性。

桁架的荷载计算公式

桁架的荷载计算公式桁架是一种常见的结构形式，通常用于支撑大跨度的建筑物或桥梁。

在设计和建造桁架结构时，荷载计算是非常重要的一步，它可以帮助工程师确定结构需要承受的力量，从而确保结构的安全性和稳定性。

本文将介绍桁架的荷载计算公式，以帮助读者了解桁架结构设计的基本原理和方法。

在进行桁架的荷载计算时，通常需要考虑以下几种荷载，自重荷载、活载、风荷载和地震荷载。

其中，自重荷载是指桁架结构本身的重量，活载是指由人、车辆等引起的动态荷载，风荷载是指风对桁架结构的作用力，地震荷载是指地震引起的水平力。

下面将分别介绍这几种荷载的计算公式。

1. 自重荷载计算公式。

桁架结构的自重荷载可以通过以下公式进行计算：自重荷载 = 结构体积×结构材料的密度。

其中，结构体积可以通过桁架的几何形状和尺寸进行计算，结构材料的密度可以根据具体材料的密度数据进行确定。

通过这个公式，工程师可以计算出桁架结构本身所承受的自重荷载，从而在设计和建造过程中进行合理的考虑和安排。

2. 活载计算公式。

活载是指由人、车辆等引起的动态荷载，其大小可以通过以下公式进行计算：活载 = 载荷系数×载荷密度×结构跨度。

其中，载荷系数和载荷密度可以根据具体的使用情况和场地情况进行确定，结构跨度是指桁架结构的跨度长度。

通过这个公式，工程师可以根据实际情况计算出桁架结构需要承受的活载大小，从而在设计和建造过程中进行合理的考虑和安排。

3. 风荷载计算公式。

风荷载是指风对桁架结构的作用力，其大小可以通过以下公式进行计算：风荷载 = 风压系数×风速²×结构面积。

其中，风压系数可以根据具体的地理位置和气象数据进行确定，风速可以根据气象数据进行测量，结构面积可以通过桁架的几何形状和尺寸进行计算。

通过这个公式，工程师可以计算出桁架结构需要承受的风荷载大小，从而在设计和建造过程中进行合理的考虑和安排。

4. 地震荷载计算公式。

桁架结构的力学行为分析

桁架结构的力学行为分析桁架结构是一种由杆件和节点组成的稳定结构，在工程领域中广泛应用于梁柱、屋顶和桥梁等建筑物中。

本文将对桁架结构的力学行为进行详细分析，包括结构的受力特点、应力分布和刚度等方面。

1. 结构的受力特点桁架结构的受力特点主要体现在以下几个方面：1.1. 杆件受力均匀桁架结构中的杆件大多为轻型直杆，其受力状态主要为轴力和拉压力。

由于杆件在桁架结构中的布置相对均匀，因此受力分布也较为均匀。

1.2. 节点强度高桁架结构的节点处通常通过焊接或螺栓连接，这种连接方式使节点能够承受较大的拉压力。

同时，桁架结构中节点与杆件的连接方式也决定了整个结构的刚度和稳定性。

1.3. 桁架结构的自重轻由于桁架结构主要由轻型杆件组成，因此整个结构的自重相对较轻。

这一特点使得桁架结构在应用中能够减轻建筑物的荷载，提高结构的承载能力。

2. 应力分布桁架结构的应力分布主要受到加载方式和结构形状的影响。

通常情况下，桁架结构中的杆件受到轴力的作用，因此其应力分布呈现出一定的规律。

2.1. 拉压杆件的应力在桁架结构中，从支座到加载点的杆件一般会受到压力，而从加载点到支座的杆件则受到拉力。

这种受力方式决定了桁架结构中杆件的应力分布规律。

2.2. 杆件受力方向与应力分布根据桁架结构中杆件受力的方向不同，其应力分布也会有所变化。

一般来说，斜向杆件受力方向与应力分布较为均匀，而水平和垂直杆件受力方向则会导致应力集中。

3. 刚度桁架结构的刚度是指结构在受力作用下的形变大小。

刚度直接影响着结构的稳定性和抗震能力。

3.1. 刚度与杆件的直径和材料性质桁架结构的刚度与结构中杆件的直径和材料性质密切相关。

通常情况下，直径较大的杆件具有较高的刚度，而刚度较高的材料也可以有效提高整个结构的稳定性。

3.2. 刚性节点的影响桁架结构中刚性节点对整个结构的刚度有着重要的影响。

刚性节点的设置可以提高结构的刚度和稳定性，确保结构在受力时不会发生过大的形变。

桁架受力分析

3.4 静定平面桁架教学要求掌握静定平面桁架结构的受力特点和结构特点，熟练掌握桁架结构的内力计算方法——结点法、截面法、联合法3.4.1 桁架的特点和组成3.4.1.1 静定平面桁架桁架结构是指若干直杆在两端铰接组成的静定结构。