桁架(truss): 由直杆组成的一般具有三角形单元的平面或空间结构。在荷载作用下,桁架杆件主要承受轴向拉力或压力,从而能充分利用材料的强度,在跨度较大时可比实腹梁节省材料,减轻自重和增大刚度,故适用于较大跨度的承重结构和高耸结构,如屋架、桥梁、输电线路塔、卫星发射塔、水工闸门、起重机架等。常用的有钢桁架、钢筋混凝土桁架、预应力混凝土桁架、木桁架、钢与木组合桁架、钢与混凝土组合桁架。桁架按外形分有三角形桁架、梯形桁架、多边形桁架、平行弦桁架,及空腹桁架。在选择桁架形式时,应综合考虑桁架的用途、材料、支承方式和施工条件,在满足使用要求的前提下,力求制造和安装所用的材料和劳动量为小。
桁架早应用与建筑,巴黎世博会埃菲尔铁塔,由于桁架的稳定性比较好,承重力好,逐渐应用到桥梁,输电线路塔,卫星发射塔,水工闸门,起重机架等。随着会展行业的兴起,桁架轻巧、易组装、运输方便、美观等特点,开始应用到会展行业,习惯把应用在会展领域的桁架成为“会展桁架”。会展桁架的应用不仅增进了会展行业的发展,同时也使桁架的发展更进一步。
会展桁架,即会议、展览专用的桁架类搭建器材,该桁架结合会议展览行业特点,专门研发使用方便便于拆装的桁架器材。
桁架的产品分类:
固定桁架:桁架中坚固的一种,可重复利用性高,缺点就是运输成本较高。产品分为方管和圆管两种。
折叠桁架:的优点就是运输成本低,可重复利用性高。产品分为方管和圆管两种。
蝴蝶桁架:桁架中有艺术性的一种,造型奇特,优美。
球节桁架:又叫球节架,造型优美,坚固性好,也是桁架中造价的一种。
桁架的工程要求:
足够的强度—不发生断裂或塑性变形;
足够的刚度—不发生过大的弹性变形;
足够的稳定性—不发生因平衡形式的突然转变而导致的坍塌;
良好的动力学特性—抗震性。
桁架的设计要求:
要有符合要求的杆件;
要有良好的连接件,包括铆钉、销钉及焊缝的连接。这些就涉及到桁架的类型、杆件的尺寸和材料,但首先是静力学分析。
钢桁架与实腹梁相比是用稀疏的腹杆代替整体的腹板,并且杆件主要承受轴心力,从而常能节省钢材和减轻结构自重。这使钢桁架特别适用于跨度或高度较大的结构。此外,钢桁架还便于按照不同的使用要求制成各种需要的外形。并且,由于腹杆钢材用量比实腹梁的腹板有所减少,钢桁架常可做成有较大高度,从而具有较大的刚度。但是,钢桁架的杆件和节点较多,构造较为复杂,制造较为费工。
钢桁架中,梁式简支桁架为常用。因为这种桁架受力明确,杆件内力不受支座沉陷和温度变化的影响,构造简单,安装方便;但用钢量稍大。刚架式和多跨连续钢桁架等能节省钢材,但其内力受支座沉陷和温度变化的影响较敏感,制造和安装精度要求较高,因此采用较少。在单层厂房钢骨架中,屋盖钢桁架常与钢柱组成单跨或多跨刚架,水平刚度较大,能更好适应较大吊车或振动荷载的要求。连续钢桁架常用户于较大跨度的桥梁等结构和有纤绳的桅杆塔结构。在大跨度的公共建筑和桥梁中,也常采用拱式钢桁架。在海洋平台和某些房屋结构中,也常采用悬臂式钢桁架。各种塔架都属于悬臂式结构。