桁架、支架、排架
规范中8.4.5条中对于可不考虑次弯矩的情况作了规定,主 要出发点就是转动刚度越小,次弯矩就越小。
No. 10
上弦杆线刚度较大时次弯矩的影响
不考虑次弯 矩影响,上 部弦杆的弯 矩为0
考虑次弯矩 影响,上部 弦杆的弯矩 较大
No. 11
桁架上恒活荷载的输入
程序中对于柱的,只记录两个端点的内力,所以,对于柱 间的等量竖向荷载,两个端点的剪力都是一样的,特别是 铰接时,按照柱间均布荷载和节点荷载输入完全是等效的。 为了简化输入,可以直接按均布荷载输入
上弦杆由于相互间的支持作用,实际平面 内计算长度小于1.0,可以偏安全取1.0。
下弦杆以受拉为主,程序会自动判断是否 为纯拉杆,并自动按拉杆控制。
平面外的计算长度还是按照支撑点间距取。
No. 8
柱构件与梁构件的区别(内力)
模型1(构件按柱输入)
模型2(构件按梁输入)
荷载 简图
弯矩 图
剪力 图
对于程序无法自动识别的体系,需要手动进行 布置。注意通过节点风荷载布置时,程序可以 按x,y向分解。输入时注意方向,向→为正,向 ←为负。或者08版中直接可以按柱间均布风荷
No. 13
05版程序到08版程序的变动
05版对斜柱的 柱间风荷载自 动处理
08版对斜柱的 柱间风荷载自 动处理
作用力不垂直于构件 表面,需要转化为节 点风荷载输入
No. 3
不同端部约束的弦杆轴力对比
不做端部变形 约束
对端部做水平 约束
No. 4
支座杆都设置成铰接了,是否是机构? 程序在处理上,对铰接节点做了特殊处理,使结构依然有 解。计算结果中的支座位移不用处理。
替代方案:滑动支座 新增加的支座形式,建议使用。但需要注意不能将两个支 座端部都加上滑动支座,否则即为机构。
一般杆件选择使用角钢或角钢组合,不同的角钢组合 形式的几何参数不同,因根据组合的特性,确定杆件 的布置。
注意输入时,对型钢组合截面,肢间距必须留出节点 板的厚度。
注意布置时的截面转角,当存在次弯矩时,会对计算 结果造成影响。
No. 7
上下弦的截面的选择和计算长度确定
由于上弦杆的压力比较大,需要选择面积 较大的截面,同时还要考虑稳定问题。由 于还有较大的端部弯矩,截面也要有一定 的抗弯刚度。
桁架、支架、排架
桁架建模设计 支架建模设计 排架建模设计
No. 1
桁架的建模和计算 常见的桁架样式:
三角形桁架
梯形桁架 空间桁架
No. 2
桁架下部的短柱是否有意义?
由于桁架中的杆件属于轴心受力构件,所 以必然有一定的轴向变形,当桁架的跨度 增大以后,这种变形的累积也就越大。如 果这种变形的累积得不到释放的话,就会 在杆件的端部形成一个反向的作用力。 当跨度较大时,端部的水平力就会很 大,对桁架的支座来说,这么大的水平力 集中力是非常危险的(比如混凝土柱就会 造成柱头被推坏)。所以一般厂房都会做 成能释放水平变形的滑动支座。 短柱的作用就是模拟水平变形释放的 滑动支座,必须设置成两端铰接。
No. 5
不应设置滑动支座的情况
如果有较大水平力,剪力无法均匀分配, 反而对边柱不利。
一侧柱顶释放剪力,不约束变形 水平荷载都由边柱承担
柱顶铰接,传递剪力 相连柱共同承担水平力
No. 6
杆件截面的选择,输入截面时需要注意的 事项
由于桁架的杆件都是以轴力为主,应按照柱输入。按 梁输入是不正确的,因为梁是按纯弯构件进行验算的。
No. 9
是否有必要将桁架节点都设置为铰接?如何考虑 节点的次弯矩?
传统的计算模型将桁架设为铰接主要是为了手算方便。实 际用节点板时更接近于半刚接。但是由于输入的杆件截面 模量比较小,变形导致的节点次弯矩也较小,所以按铰接 计算时,差别不是太大。
为了考虑次弯矩,可以按固接输入。铰接只是输入习惯问 题,使用计算机设计时,完全可以都按固接处理(支座杆 除外)
注意均布荷载的类型选择。
No. 12
桁架上风荷载的输入
两种布置方式:自动布置和手动节点布置
对于规则的桁架模型,可以采用自动布置,程 序会自动判断体型系数,并按垂直杆件的方向 布置均布风荷载。(注意桁架的高度,应按实 际桁架的高度输入,会影响风压高度变化系数)
如果存在部分斜度较大的杆件,可能会超出程 序的识别范围
建议可以按照前面的确定规则,手动修 构类型选择桁架 桁架的杆件都以轴力为主,所以如果为了
达到用钢量最小,在分组时可以参考内力 情况来分组。上下弦可分别单设一组,腹 杆按内力相近情况可分多组进行优化。 优化以当前截面的类型的最大尺寸为上限, 如果仍无法满足应力比和长细比要求,可 以修改截面类型
由于节点板平面外基本没有刚度,腹杆平面外的计算 长度可按原长(节点之间的距离)取,而对于上下弦 杆来说,则是平面外的支撑点间距离。
No. 15
设计参数的正确选择
设计规范应按钢结构规范 控制长细比按照钢结构规范的表5.3.8和
表5.3.9选取,一般可按150/350控制。 确定计算长度方法可按“无侧移”考虑,
No. 17
桁架计算结果的查看与控制
应力比和长细比
一般桁架构件都是按轴心受压构件进行强度 验算,所以如果截面强度不满足时,增大截 面一般都能满足;如果在稳定方面存在不满 足的情况,可以根据不满足的方向,减小该 方向的长细比。
长细比可以通过增加截面的回转半径来减小。 角钢等单轴对称截面还要考虑绕u轴的稳定
挠度的控制:按桁架下弦中心点的位移 量/桁架的跨度来确定桁架的整体挠度。
如果使用了铰接立柱作为支座,则桁架
No. 18
施工图和节点设计
注意程序对上下弦杆和腹杆的识别是否 正确
使用快速建模时选择的支座腹杆可以在 施工图中进行调整,但注意不要偏移过 大。
作用力垂直于构件表 面,无需调整
No. 14
桁架上下弦及腹杆的平面内外计算长度的选取
默认情况下,程序的计算长度系数都为-1,即由程序 自动确定,确定的原则由“参数输入”-“总信息参 数”-“钢柱计算长度系数方法”控制,桁架可按无侧移 控制。
由于节点板的转动约束,实际的腹杆平面内的计算长 度系数都偏小,规范中认为可以按0.8取值