桁架问题（桁架在现代建筑中的应用案例）

文山壮族苗族自治州加固设计公司20秒前1阅读0评论

桁架是一种常见的结构形式，它通过一系列垂直和水平的杆件来支撑载荷。在现代建筑设计中，桁架的应用非常广泛，特别是在大跨度空间结构和高层建筑中。以一个具体的案例为例：一座位于上海的摩天大楼采用了桁架结构作为其主要支撑体系。这座摩天大楼的总高度达到了300米，其独特的设计包括了12个桁架单元，每个单元都由4根桁条组成，总长度达到1.6公里。这种设计不仅确保了结构的强度和稳定性，还实现了良好的美学效果。为了适应风荷载和其他动态载荷的影响，建筑师还对桁架进行了优化设计，以提高其抗震性能。这个案例展示了桁架结构在现代建筑中的广泛应用及其在满足功能需求的同时，也注重美学和环境适应性的设计原则。

一、桁架的基本概念

定义与组成
- 桁架是由若干直杆在两端通过焊接、铰接、铆接所构成的几何形状不变的工程承载结构。组成桁架的杆件的轴线都在同一平面内的桁架称为平面桁架，否则为空间桁架。在工程桁架中，假设所有外力（包括荷载及支座约束力）都作用在节点上。以基本三角形为基础，每增加一个节点，需要增加两根轴线不平行的杆件，依次类推所构成的桁架称为简单平面桁架。
在建筑中的作用及意义
- 桁架结构常用于大跨度的厂房、展览馆、体育馆和桥梁等公共建筑中。由于大多用于建筑的屋盖结构，桁架通常也被称作屋架。桁架结构中的桁架指的是桁架梁，是格构化的一种梁式结构。各杆件受力均以单向拉、压为主，通过对上下弦杆和腹杆的合理布置，可适应结构内部的弯矩和剪力分布。由于水平方向的拉、压内力实现了自身平衡，整个结构不对支座产生水平推力。结构布置灵活，应用范围非常广。与实腹梁（一般所见的梁）相比，在抗弯方面，将受拉与受压的截面集中布置在上下两端，增大了内力臂，能以同样的材料用量实现更大的抗弯强度；在抗剪方面，通过合理布置腹杆，能够将剪力逐步传递给支座，使材料强度得到充分发挥，从而适用于各种跨度的建筑屋盖结构。更重要的是，它将横弯作用下的实腹梁内部复杂的应力状态转化为桁架杆件内简单的拉压应力状态，便于了解力的分布和传递以及结构的变化和组合。

二、桁架的受力分析方法

节点法
- 假想地截取平衡桁架的一部分为分离体，若分离体只包含一个节点，称为节点法。节点处的平衡力系为平面汇交力系。例如在求解桁架杆件内力时，可以先计算约束反力，再从某个节点开始分析受力情况，逐步求解各杆受力。
截面法
- 可以通过作截面截取桁架的一部分，考虑这部分的平衡来求解杆件内力。例如在桁架上作截面，考虑截面一侧的平衡来求杆件内力，在已知一些荷载和尺寸的情况下，可求出特定杆件所受力。

三、桁架施工相关问题

钢筋桁架楼承板施工问题
- 人员安全方面
  - 施工人员在上岗前需做好三级安全教育，进行安全技术交底；操作人员应持证上岗。施工作业时，施工人员应穿胶底鞋、带好安全帽、挂好安全带。钢筋桁架楼承板施工楼层下方禁止人员穿行；工作人员不得在未固定牢靠或未按设计要求设临时支撑的板材上行走。楼承板铺设后应及时封闭洞口，设护栏并作明显标识。
- 施工环境方面
  - 施工时应对周边及下面进行清理检查，防止火险发生，并配置有效灭火设施及有专人进行监督。

四、桁架相关的特殊概念

零杆
- 在桁架结构分析中存在零杆的概念，即受力为零的杆件。通过特定的分析方法（如节点法、截面法等）在分析桁架杆件内力时可以确定哪些杆件是零杆。
桁架在成语中的含义
- 在成语中，“桁架”是指用木材或金属制成的支撑结构，比喻稳定的基础或支持。可以用于描述事物的稳定和可靠的基础，适用于各种正式和非正式场合，如在演讲或写作中，可以用桁架比喻一个理论的基础或一个计划的支持；在日常生活中，也可以用桁架来形容一个人的支持或依靠。