第一节
第二节
第三节
第四节
第五节
第六节
   

第五节   各式桁架比较

现取工程中常用的平行弦、三角形和抛物线形三种桁架,以相同跨度、相同高度、相同节间及相同荷载作用下的内力分布(图13—25a、b、c)加以分析比较。从而了解桁架的形式对内力分布和构造上的影响,以及它们的应用范围,以便在结构设计或对桁架作定性分析时,可根据不同的情况和要求,选用适当的桁架形式。
平行弦桁架(图13—25a)的内力分布很不均匀。上弦杆和下弦杆内力值均是靠支座处小,向跨度中间增大。腹杆则是靠近支座处内力大,向跨中逐渐减小。如果按各杆内力大小选择截面,弦杆截面沿跨度方向必须随之改变,这样结点的构造处理较为复杂。如果各杆采用相同截面,则靠近支座处弦杆材料性能不能充分利用,造成浪费。其优点是结点构造划一,腹杆可标准化,因此,可在轻型桁架中应用。
三角形桁架(图13—25b)的内力分布是不均匀的。其弦杆的内力从中间向支座方向递增,近支座处最大。在腹杆中,斜杆受压,而竖杆则受拉(或为零杆),而且腹杆的内力是从支座向中间递增。这种桁架的端结点处,上下弦杆之间夹角较小,构造复杂。但由于其两面斜坡的外形符合屋顶构造的要求,所以,在跨度较小、坡度较大的屋盖结构中较多采用三角形桁架。
抛物线形桁架上、下弦杆内力分布均匀。当荷载作用在上弦杆结点时,腹杆内力为零;当荷载作用在下弦杆结点时,腹杆中的斜杆内力为零,竖杆内力等于结点荷载。是一种受力性能较好,较理想的结构形式。但上弦的弯折较多,构造复杂,结点处理较为困难。因此,工程中多采用的是如图13—25c所示的外形接近抛物线形的折线形桁架,且只在跨度为18米至30米的大跨度屋盖中采用。