桁架支撑的计算和构造

桁架计算引言桁架是一种通过连接许多杆件和节点来形成稳定结构的建筑体系。

它常被用于搭建临时或永久性的大型结构，如广告牌、天桥、悬索桥等。

在设计和计算桁架结构时，需要考虑到各种力学和结构上的因素，以确保桁架的稳定性和可靠性。

本文将介绍桁架计算的一般原理和方法。

桁架的基本概念桁架由两种基本要素构成：杆件和节点。

杆件是桁架结构中的线状元素，通常是直线或弧线形状，其作用是传递和承载力。

节点是桁架结构中的连接点，用于连接和固定杆件，同时也能分担一部分力。

桁架计算的步骤桁架计算通常可以分为以下几个步骤：1.确定桁架的几何形状和尺寸：根据设计要求和实际需求，确定桁架的长度、宽度和高度等几何参数。

2.确定桁架的节点和杆件数量：根据桁架的几何形状，确定桁架的节点数量和杆件数量，并给予它们编号。

3.选择杆件材料和荷载信息：根据桁架的设计要求和实际使用环境，选择合适的杆件材料，并确定荷载信息，包括重力荷载、风荷载等。

4.建立荷载模型和边界条件：根据实际情况，建立桁架的荷载模型，并确定桁架的边界条件，如支撑方式、固定方式等。

5.进行力学计算：根据桁架的几何形状、节点和杆件数量、杆件材料和荷载信息，利用力学原理和方法，进行桁架的力学计算，包括静力分析、动力分析等。

6.分析结果和优化设计：根据计算结果，分析桁架的稳定性和可靠性，如受力情况、变形等，如果需要，对桁架进行优化设计，以提高其性能。

7.编制计算报告和施工图纸：将计算结果整理成计算报告和施工图纸，以便后续的施工和检验过程。

桁架计算的常用方法桁架计算主要依靠力学原理和方法，其中常用的方法包括以下几种：1.静力学方法：通过平衡力的方法，计算桁架在静态荷载作用下的受力情况。

常用的方法有切向力平衡法、截面法、节点法等。

2.动力学方法：通过考虑桁架的质量和荷载的动态响应，计算桁架在动态加载下的受力情况。

常用的方法有模态分析、响应谱法等。

3.有限元法：将桁架离散为许多小的有限元，利用有限元法进行分析和计算。

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。

桁架结构体系在本小节中我们要给大家介绍桁架结构体系的组成、优缺点及适用范围；桁架结构体系的合理布置原则及及受力特点。

桁架结构组成:一般由竖杆，水平杆和斜杆组成（图1-23）。

图1－23 桁架结构在房屋建筑中，桁架常用来作为屋盖承重结构，这时常称为屋架。

用于屋盖的桁架体系有两类：（1）平面桁架，用于平面屋架；（2）空间桁架，用于空间网架。

这两类桁架的共同特点是它们都由一系列只受同向拉力或压力的杆件连接而成。

作为桁架结构的整体来说，它们在荷载作用下受弯、受剪；但作为桁架结构中的杆件来说，只承受轴向力，不承受弯矩、剪力和扭矩。

桁架结构的最大特点是，把整体受弯转化为局部构件的受压或受拉，从而有效地发挥出材料的潜力并增大结构的跨度。

桁架结构受力合理、计算简单、施工方便、适应性强，对支座没有横向推力，因而在结构工程中得到了广泛的应用。

屋架的主要缺点是结构高度大，侧向刚度小。

结构高度大，增加了屋面及围护墙的用料，同时也增加了采暖、通风、采光等设备的负荷，并给音响控制带来困难。

侧向刚度小，对于钢屋架特别明显，受压的上弦平面外稳定性差，也难以抵抗房屋纵向的侧向力，这就需要设置支撑。

桁架是较大跨度建筑的屋盖中常用的结构型式之一。

在一般情况下，当房屋的跨度大于18m时，屋盖结构采用桁架比梁经济。

屋架按其所采用的材料区分，有钢屋架、木屋架、钢木屋架和钢筋混凝土屋架等。

钢筋混凝土屋架当其下弦采用预应力钢筋时，称为预应力钢筋混凝土屋架。

目前，我国预应力钢筋混凝土屋架的跨度已做到60多米，钢屋架的跨度已做到70多米。

一、桁架结构的型式与受力特点屋架结构的型式很多:（1）按屋架外形的不同，有三角形屋架、梯形屋架、抛物线屋架、折线型屋架、平行弦屋架等。

（2）根据结构受力的特点及材料性能的不同，也可采用桥式屋架、无斜腹杆屋架或刚接桁架、立体桁架等。

我国常用的屋架有三角形、矩形、梯形、拱形和无斜腹杆屋架等多种型式，见图1-24。

图1-24常用的屋架型式（a）三角形屋架（b）平行弦屋架（矩形）（c）梯形屋架（再分式）（d）拱形屋架（e）下撑式屋架（f）无斜腹杆屋架尽管桁架结构中以轴力为主，其构件的受力状态比梁的结构合理，但在桁架结构各杆件单元中，内力的分布是不均匀的。

关于钢筋桁架楼承板的技术要求1、材料1.1、 钢筋：制作钢筋桁架采用的钢筋，上下弦主筋、支座钢筋（竖筋、水平筋） 统一要求为热轧HRB40C 钢筋（三级钢筋）。

腹杆可采用热轧HPB235钢筋 或冷轧光圆550级钢筋。

钢筋各项力学性能指标应符合《混凝土结构设计 规范》和《冷轧带肋钢筋》的相关规定。

1.2、 压型钢板1.2.1、 本工程钢筋桁架板底模压型钢板厚度应》 0.5mm1.2.2、 压型钢板质量应符合现行国家标准《建筑用压型钢板》 GB/T12755的要 求，用于冷弯压型钢板的基板应选用热浸镀锌钢板。

镀锌层应符合现行国家标准 《连续热镀锌薄钢板和钢带》GB/T2518的规定。

钢板的强度标准值应具有不小 于95%勺保证率，压型钢板材质应按下列规定选用：1） 现行国家标准《连续热镀锌薄钢板和钢带》GB/T2518中规定的S25Q S250GD+Z S250GD+ZFF, S350 （S350GD+Z S350GD+ZF, S550 （S550GD+Z S550GD+Z F 牌 号的结构用钢；2） 现行国家标准《碳素结构钢》 GB/T700和《低合金高强度结构钢》GB/T1591 中规定的Q235 Q345牌号钢。

1.2.3、 钢板抗拉强度设计值f a 应按下表采用。

钢板抗拉强度设计值（N/mn ^）1.2.4、钢板的弹性模量可按下表采用 钢板的弹性模量（x 1tfN/mm ）1.2.5、压型钢板两面镀锌量不宜小于 120g/m2（镀锌厚度》18卩n）1.3、焊接材料1.3.1、手工焊采用焊条应符合现行国家标准《碳钢焊条》GB/T5117和《低合金钢焊条》GB/T5118的规定。

1.3.2、钢筋桁架与底模之间的电阻焊点的抗剪承载力标准值应按下表采用。

电阻焊点抗剪承载力标准值（N）1.3.3、钢筋桁架与底模之间的电阻焊点的抗剪承载力设计值应按下表采用电阻焊点抗剪承载力设计值（N）2、钢筋桁架板的制作及构造要求2.1、桁架节点与底模接触点均应点焊，且点焊实测承载力不应小于 1.3.2条的要求。

桁架的力法计算公式桁架是一种由多个杆件和节点构成的结构体系，常用于支撑和承载建筑物或其他工程结构。

在工程设计和分析中，我们经常需要计算桁架结构中各个杆件的受力情况，以确保结构的安全性和稳定性。

而桁架的力法计算公式则是用来帮助我们进行这些受力计算的重要工具。

桁架的力法计算公式基于静力学原理，通过平衡节点上的受力和力矩，来求解桁架结构中各个杆件的受力情况。

在这篇文章中，我们将介绍桁架的力法计算公式的基本原理和应用方法，以及一些实际工程中的例子。

桁架的力法计算公式基本原理。

桁架结构由多个杆件和节点组成，每个节点上都可能存在多个外力作用，例如拉力、压力、弯矩等。

在进行受力计算时，我们首先需要对桁架结构进行受力分析，确定每个节点上的受力情况。

桁架的力法计算公式基于以下两个基本原理：1.节点受力平衡原理，对于每个节点来说，受力平衡是一个基本原理。

即节点上所有受力的合力为零，所有受力的合力矩也为零。

这一原理可以用来建立节点的受力方程，求解节点上各个杆件的受力情况。

2.杆件受力平衡原理，对于每个杆件来说，受力平衡也是一个基本原理。

即杆件上的拉力和压力之和等于零，杆件两端的力矩也为零。

这一原理可以用来建立杆件的受力方程，求解杆件的受力情况。

桁架的力法计算公式应用方法。

在进行桁架结构的受力计算时，我们可以按照以下步骤应用桁架的力法计算公式：1.确定节点和杆件，首先需要确定桁架结构中的节点和杆件，然后标记每个节点和杆件的编号，以便进行受力计算。

2.建立节点受力方程，对于每个节点来说，根据受力平衡原理，可以建立节点的受力方程。

通过将节点上所有受力的合力和合力矩等于零，可以求解节点上各个杆件的受力情况。

3.建立杆件受力方程，对于每个杆件来说，根据受力平衡原理，可以建立杆件的受力方程。

通过将杆件两端的拉力和压力之和等于零，力矩也为零，可以求解杆件的受力情况。

4.解方程求解，最后，通过解节点和杆件的受力方程，可以求解桁架结构中各个杆件的受力情况，包括拉力、压力等。

施工平台支撑验算支架搭设高度为7.4米，搭设尺寸为：立杆的纵距b=1.20m,立杆的横距l=1.20m,立杆的步距顶托下部h=1.50m, 采用2根50*100的方通。

方通下方为桁架。

1. 立杆计算：（1）荷载计算：取1 个计算单元:（1.2m*1.2m）立杆自重：7.4m*3.5kg/m=0.26kN；施工荷载取1 00kg/m 2；堆放荷载取1 00kg/m 2；水平杆作用在单根立杆上的重量为（5 道双向）：2.4*5*3.5kg/m=0.42kN ；单根立杆荷载总和为：N=2*1.44+0.26+0.42=3.6kN；（2）立杆稳定性验算：2A=4.24cm2, i=1.6cm计算长度l0=uh=1.75*1.5=2.6m入=l o/i=26O/1.6=162.5, © =0.29422f=N/ ① A=3.6/（424*0.294）=28.9N/mm2v[f]=215N/mm2满足要求。

2. 方通验算：按三跨连续梁计算：用SAP 200（进行计算，结果如下:最大挠度位于1.6m处，（双方通）挠度为14mm/2=7mm<3600mm/250=14.4mm满足要求。

（2）刚度验算：弯矩图如下（kN.m）:M max=3.54kN.m, W=15.52cm3;2 2f=M/W=3.54/ (2*15.52) =114N/mm2v[f]=215N/mm 2 满足要求。

(3) 支座反力：支座反力如下:3. 桁架验算:计算模型:a. Y-Z平面:内力计算结果为: 上部横杆计算结果为:F部横杆计算结果为:今.沪乜严1¥ ,OK J J |DEAO .-J aA^Jji ： ns 0iL (n>Q0m( Jffijjlc 7 OCCOfMOn (SieffiDOrrj)IPb. X-Y 平面:平行于X 轴杆件计算结果为:重住応抽甲笛JI 换 r 工住 |KKl,hi.C _2_Cut I EUM I |?dir|QdfiKhftn dlZ'JjLft) m 獲察當力Shear ¥2HgiOKFldt?^KDQmMimwrMl3^JSXEOmDnirfliM^Mm i(2 dir)OQOOQ^m& 幅iCDCOmFtf-iive ： i i -2 di =Ji_"c. X-Z 平面:内力计算结果为:d. Y-Z 平面内中间跨:内力计算结果为::毗.虫喚SZiZiija.IT IX |DUD*J 谄1 Jjt 価|材勺芦阳2堀』H3] ▼ |邙ngh j 凶Z * | ----- ormnoom[0 EDOODni} Jffi ： Lit IM ----- octnirom pi eocra^ * XTftt;-冃日和口幣味中p '?f +N, :Mwri 亦；讥 冷："蚀"|莖住社訪事直_ I 新 ] 卫位|KKtn C杆件计算:横梁内力计算结果为：M=7.94kN.m刚度验算：F=M/W=7.94kN.m/477cm3=16.6N/mm2<215N/mm2型钢立柱验算：支座反力为:N=102.74kN2A=64.28cm , i=8.61cm, l=1.5m入=l/i=150/8.61=17, © =0.9862 2f=N/ ① A=102.74/(0.986*642.8)=16.2N/mm2v[f]=215N/mm满足要求。

renchunmin一、设计计算资料1. 办公室平面尺寸为18m ×66m ，柱距8m ，跨度为32m ，柱网采用封闭结合。

火灾危险性：戊类，火灾等级：二级，设计使用年限：50年。

2. 屋面采用长尺复合屋面板，板厚50mm ，檩距不大于1800mm 。

檩条采用冷弯薄壁卷边槽钢C200×70×20×2.5，屋面坡度i =l/20～l/8。

3. 钢屋架简支在钢筋混凝土柱顶上，柱顶标高9.800m ，柱上端设有钢筋混凝土连系梁。

上柱截面为600mm ×600mm ，所用混凝土强度等级为C30，轴心抗压强度设计值f c ＝14.3N/mm 2。

抗风柱的柱距为6m ，上端与屋架上弦用板铰连接。

4. 钢材用 Q235-B ，焊条用 E43系列型。

5. 屋架采用平坡梯形屋架，无天窗，外形尺寸如下图所示。

6. 该办公楼建于苏州大生公司所属区内。

7. 屋盖荷载标准值：(l) 屋面活荷载 0.50 kN/m 2(2) 基本雪压 s 0 0.40 kN/m 2(3) 基本风压 w 0 0.45 kN/m 2(4) 复合屋面板自重 0.15 kN/m 2(5) 檩条自重 查型钢表(6) 屋架及支撑自重 0.12+0. 01l kN/m 28. 运输单元最大尺寸长度为9m ，高度为0.55m 。

二、屋架几何尺寸的确定1.屋架杆件几何长度屋架的计算跨度mm L l 17700300180003000=-=-=，端部高度取mmH 15000=跨中高度为mm 1943H ,5.194220217700150020==⨯+=+=取mm L i H H 。

跨中起拱高度为60mm （L/500）。

梯形钢屋架形式和几何尺寸如图1所示。

120图1 梯形屋架形式和几何尺寸（虚线为起拱后轮廓）2.檩条、拉条、及撑杆：长尺复合屋面板可以不考虑搭接需要，檩条最大允许间距为1800mm 。

另外，屋架上弦节点处一般应设檩条。

方钢管桁架结构设计要点及分析摘要：钢桁架是一种常见的结构形式，具有受力体系简单、用钢量少、轻盈跨度大等优点，常用于大跨度的厂房、展览馆、体育馆和桥梁等公共建筑中，工业厂房桁架杆件以H型钢、拼接角钢为主，本文通过对比分析，阐述方钢管桁架在造价方面的优势，并提供了设计方法、构造要求及连接节点，有助于设计人员对方钢管桁架结构设计的了解和运用。

关键词：方钢管桁架；设计原则；节点构造；引言：方钢管桁架与传统H型钢桁架相比，具有造型美观、制作安装方便、经济性好等特点，受到人们的青睐。

本文根据工程设计经验总结，阐述了方钢管桁架结构的设计原则、指标控制、构造要求、节点连接等内容。

1.结构优点方钢管桁架结构，是指由方形钢管做为腹杆和弦杆组成的桁架结构体系，与传统的H型钢桁架相比具有很多优越性能，主要有以下几个方面：1) 方钢管截面为空腔结构，材料绕中和轴均匀分布，截面回转半径大，能同时具有良好的抗压和抗弯扭承载能力，充分发挥材料强度，节省钢材，以某汽车厂研发车间为例，对用钢量进行对比，详见下表1.1。

2) 方钢管外表面积小，减少油漆、防腐、防火涂料费用。

3) 方钢管线性流畅，外形美观，无灰尘死角和凹槽，易于清理，适用于清洁度要求高的厂房。

2.设计原则2.1 材料方钢管选用Q235B或Q355B钢材，方钢管型号根据《冷弯薄壁型钢结构技术规范》（GB50018-2002）和《建筑结构用冷弯矩形钢管》（JG/T178-2005）选用。

2.2 荷载1) 竖向荷载：屋面恒载、屋面活载、公用管线及工艺吊挂荷载、雪荷载（不与活荷载同时考虑）2) 水平荷载：风荷载3) 地震作用：水平地震作用，竖向地震作用（8度跨度超过24m，9度跨度超过18m时考虑）2.3 整体建模计算采用中国建筑科学研究院PKPM结构设计软件中SATWE模块，对结构进行三维整体建模计算（如图2.1.1所示），其中可将桁架用实腹钢梁等刚度代换，进行结构分析，得到结构周期、位移及柱配筋等相关信息。