桁(héng)架 (jià)(truss):一種由桿件彼此在兩端用鉸鏈連接而成的結構。桁架由直桿組成的一般具有三角形單元的平面或空間結構,桁架桿件主要承受軸向拉力或壓力,從而能充分利用材料的強度,在跨度較大時可比實腹梁節省材料,減輕自重和增大剛度。
“桁”字念“héng”,由于“桁”字較少使用,誤被念為“háng”(行),故此,“行架”由此得名。 桁架的定義: 由桿件通過焊接、鉚接或螺栓連接而成的支撐橫梁結構,稱為“桁架”。
桁架的優點是桿件主要承受拉力或壓力,可以充分發揮材料的作用,節約材料,減輕結構重量。常用的有鋼桁架、鋼筋混凝土桁架、預應力混凝土桁架、木桁架、鋼與木組合桁架、鋼與混凝土組合桁架。
空間桁架
組成桁架各桿件的軸線和所受外力不在同一平面上。在工程上,有些空間桁架不能簡化為平面桁架來處理,如網架結構。塔架、起重機構架等。空間桁架的節點為光滑球鉸結點,桿件軸線都通過聯結點的球鉸中心并可繞球鉸中心的任意軸線轉動。每個節點在空間有三個自由度。節點和桿件數的關系為W=3j-n,W>0為幾何可變桁架,W=0為幾何不變且無多余約束的空間桁架??臻g桁架和平面桁架一樣,可用部分截割法和節點法求出桁架內所有桿件所受的內力。部分截割法則是利用空間任意力系的六個平衡條件求出各桿的內力。節點法是截取節點為隔離體,利用每個節點所受的空間匯交力系的三個平衡條件,求出各桿的內力。
由于橋梁跨度都較大,而單榀的桁架“平面外”的剛度比較弱,因此,“平面外”需要設置支撐。設計橋梁時,“平面外”一般也是設計成桁架形式,這樣,橋梁就形成雙向都有很好剛度的整體。
有些橋梁橋面設置在上弦,因此力主要通過上弦傳遞;也有的橋面設置在下弦,由于平面外剛度的要求,上弦之間仍需要連接以減少上弦平面外計算長度。
桁架的弦桿在跨中部分受力比較大,向支座方向逐步減小;而腹桿的受力主要在支座附件,在跨中部分腹桿的受力比較小,甚至有理論上的“零桿”。
