中华钢结构论坛 China Structure Forum

标题: 桁架弦杆到底是断还是不断？ [打印本页]

作者: UFO007 时间: 2012-8-20 16:48 标题: 桁架弦杆到底是断还是不断？

最近看到关于桁架方面的知识，定义说桁架的杆件和杆件之间的连接为铰接。就是如下图所示的情况：上、下弦杆是打断，并和腹杆铰接的，由此说明桁架结构的杆件都是二力杆受力。

可是，我们平常所做的工程中，为何弦杆都是连续的，并不打断，而且弦杆也是受弯矩和剪力的。那么实际做法和桁架的定义不是矛盾的吗?

我的问题是：那实际的桁架是不是不应该叫桁架，而应该叫另一个名字，因为它和桁架的定义不同，受力方式也不同，这样不是容易给人误解吗

请大家给我一些指点。

附件: LP$_@242VL5_6KTB91JVP]O.jpg (2012-8-20 16:48, 8.61 K) / 下载次数 0
http://bbs.okok.org/attachment.php?aid=141301

作者: 泥人 时间: 2012-8-21 08:14

那是力学问题简化，突出了主次要矛盾，土木不都这样吗？？？

作者: cpchust 时间: 2012-8-21 12:05

单从这个模型上面讲，全部铰接也是稳定的体系，全是三角形吗。实际工程的话，管桁架，上下弦杠都是连续的，截面也比腹杆大比较多，通常可以把上下弦杠看成刚接的。

作者: UFO007 时间: 2012-8-21 15:13

我的意思是，桁架的定义说所有杆件在节点处都是铰接，所以每根杆件都是二力杆。现实弦杆大部分都连续，根本不是二力杆。连受力特点都变了，那还能定义为桁架吗？

虽然规范中有规定什么时候弦杆和腹杆的连接可以看作铰接，那同时也反过来说明了什么时候不能看成铰接。那如果是刚接，那么就跟桁架定义不同了。

我也找了桁架的分类，发现没有根据弦杆断和不断来分类的。所以很迷惑。有点教条，呵呵，但是确实很想弄明白，到底是桁架的定义不准，还是我们平常就这么约定俗成的做。

作者: yyl_606 时间: 2012-8-21 16:48

UFO007 wrote:
我的意思是，桁架的定义说所有杆件在节点处都是铰接，所以每根杆件都是二力杆。现实弦杆大部分都连续，根本不是二力杆。连受力特点都变了，那还能定义为桁架吗？

虽然规范中有规定什么时候弦杆和腹杆的连接可以看作铰接，那同 ...

你图中的结构，只是一个“力学模型”，其用途仅是近似模拟实际的结构。实际结构的节点中也没有非常理想的铰接和刚接，你把概念搅乱了

作者: smomo 时间: 2012-8-21 21:11

桁架只是一个平面模型，与实际工程是有差别的，其弦杆的平面外计算是由支撑体系保证的，同时也与弦杆的节距有关系，所以桁架的弦杆在实际工程上不是二力杆，只有空间网架结构才有可能是二力杆。
因此桁架弦杆基本上都是连续构件，其在平面内由于节点刚度对结构的贡献远小于结构体系的作用，所以认为是铰接对平面模型的桁架结构计算的影响可以忽略。

作者: lyj1976 时间: 2012-8-22 09:57

首先UFO007 兄的问题问的好，理论计算要与工程实际相符才行，就像有的软件边界假定一样；
对本问题，我基本同意smomo (北风) 兄的意见。
另个人理解：平面桁架弦杆平面外一般是铰接（空间桁架有时是刚接），平面内是刚接的（因为弦杆是连续的）由于“平面内节点刚度对结构的贡献远小于结构体系的作用”，所以认为铰接也是可以的，这样可以把力学问题简化；对此《空间网格结构技术规程》JGJ 7-2010第4.1.4条有规定；

作者: 李国建 时间: 2012-8-23 14:04

呵呵，我也来参加讨论。
我是老工程技术人员，我们那个年代没有电脑、没有计算器，加减用算盘。其它运算用计算尺。画图用铅笔手工制图，字体全部为仿宋体。那个年代过来的工程师，基本都能写出一手的漂亮的字体。扯远了啊。
我们对这类桁架结构经常接触。为了将n次超静定的桁架结构求解出内力来，是非常困难的一件事。因为上下弦杆都是连续的，不断开的。是典型的多次甚至是几十次超静定结构，手工计算及其困难啊！如何计算呢？我们则采用经典结构力学中对桁架计算的方法进行设计与计算：
1、所有杆件的重心轴线汇交在一个点上。
2、应用节点板体系。
3、所有杆件都假设为2力杆。
4、所有轴线汇交点假设为铰节点。
通过以上的假设我们就能够用普通静力学中的平面汇交体系、平面任意体系的力学原理。用节点法、截面法、混合法分别求解出各杆件的内力。有了内力则杆件的强度自然就知道了，杆件的截面也同时得到了确定。以后有了电测应变仪测试应力手段检验这个简化计算方法。是否符合实际。结果是数值接近实际，偏于安全。所以现在仍有一些年纪较大的人初步设计杆件的截面时仍采用此法。特点就是计算速度快啊。

作者: vexyu 时间: 2012-8-23 20:32

嗯，我觉得也是简化计算的原因，正常情况下弦杆没必要断的。

作者: wuhao198391512 时间: 2012-8-24 16:07

桁架的简化是有条件要求的，结构力学里有明确的说法，如果弦杆抗弯刚度过大，就会变成梁系杆体系。这么方面的东东，可以去参加铁道部所属院校编的结构力学（比较老的版本才会有）或桥梁专业方面的书

作者: zhangtony 时间: 2012-9-21 15:24 标题: 11

《空间网格结构技术规程》4.1.4有关于刚接铰接的规定可参考一下。实际上，对于细长杆刚接铰接计算结果差别不大，均可视为铰接

作者: suibing 时间: 2012-10-9 20:59

李国建 wrote:
呵呵，我也来参加讨论。
我是老工程技术人员，我们那个年代没有电脑、没有计算器，加减用算盘。其它运算用计算尺。画图用铅笔手工制图，字体全部为仿宋体。那个年代过来的工程师，基本都能写出一手的漂亮的字体。扯远了啊。 ...

在当下软件建模分析已经非常的普及的情况下，桁架分析已经可以不用再考虑计算是否麻烦的事了。
这时候紧要的问题应该转向：哪种模型更能模拟结构实际？（叫不叫桁架都无所谓的，仅仅是一个名字而已，能准确模拟结构实际才是核心）
一般的桁架弦杆在节点处均连续，采用刚接更合理（建模单元自然要采用梁单元），这点我想大家疑问都不大。

我的问题是，腹杆？腹杆的两端节点按刚接还是铰接？腹杆采用哪种单元建模更合适？尤其对于当下使用非常广泛的采用相贯焊的管桁架结构体系，这是一个值得探讨的问题。
从《钢规》10.1.4条有个规定，当杆件长径比大于某值时可以按铰接。但我的问题是：按刚接如何？是否更接近结构实际？是否也更合理？
如果按刚接可以，当长径比小于某值时肯定更可以。这样就不必麻烦做长径比上的区分了，问题不就变的更简洁了吗？

如果这个做法是可行的，所有的桁架杆件就都可以采用梁元建模，所以的节点都可以按照刚接处理，这样岂不是更好！
（注意这里讨论的前提是相贯焊节点做法，不包括人为特意铰接化处理桁架）

作者: geniuswenz 时间: 2012-10-12 10:32

本人新手，只是来学习学习。我同意楼上的说法，全部按刚接的梁单元来考虑，不是更加方便嘛？？？反正就是都是采用计算机一样的跑。当然，这里说的也是相贯焊接的做法

作者: bill-shu 时间: 2012-10-23 11:27

1、现在通常意义上，单层实腹叫刚架，双层格构基本都叫做桁架（空间也好，平面也好）。
2、原来手算年代，为了计算方便，对桁架（做了很多简化，都以为是二力杆件，当然这是有前提的（如8楼所述），还要求节点受力，桁架杆件上不能有荷载。有些有限元软件就有桁架单元和梁单元之分，很多桁架结构的弦杆是有荷载的，应该用梁单元，一般腹杆是纯桁架单元（不能有荷载）。其实怎么叫并不重要，重要的是理解构件（单元）的受力特点。
3、桁架结构就是格构结构，节点处，杆端是刚接还是铰接（空腹桁架一定是刚接），对结构的受力有一定影响，在一定条件下简化成铰接处理（规范和相关文献有介绍），计算精度是满足工程设计要求的；但有的时候，要考虑节点刚度，要考虑节点刚度产生的次弯矩影响。
4、大多情况下，桁架节点不是铰接，也不是刚接，是有限刚接，这和节点形式、杆件相对刚度有关，有不少学者在做关于关于节点（桁架节点，框架节点）刚度的研究，桁架节点刚度直接的影响就是杆件的次弯矩，对整个结构的刚度和整体稳定也有直接的影响。设计中，有的采用包络方法，假定铰接、刚接计算，现在的软件计算也是很容易的事情，至于具体工程中，节点是按刚接计算还是铰接计算更合理，并没有一个完整的准确定量的规定（规范对角钢杆件和管截面给出了长宽比的建议），应由设计人针对具体工程做具体分析。

作者: chinagaofeng 时间: 2012-10-24 12:49

我感觉楼主如果有足够的本事，把桁架的这几个内力都考虑上（这就不是桁架，是刚架了），算完后也许会比这简化的更厉害，哈哈…
看了各位前辈的讨论，受益匪浅。
在众多矛盾中抓住住主要矛盾，并在各矛盾中寻找平衡…

作者: chntod 时间: 2012-12-23 12:56

8楼和14楼说的不错，学习了，初步设计可以看做桁架，然后再用软件验算校核，如果弦杆和腹杆差别比较大的话，是桁架和梁混合的桁构结构

作者: 飞e 时间: 2013-1-4 14:12

实际当中也要考虑制作加工的

作者: kinjin 时间: 2013-1-22 23:34

钢规具体有规定，长径比大于规定值时按铰接，可以这么理解:虽然是焊接，但长径比大，杆件对弯距贡献较小。所以可按二力杆计算。

作者: vividetail 时间: 2013-1-23 09:02

有些平面桁架结构体系平面外稳定要靠弦杆自身稳定来,如果认为的打断掉了就是瞬变体系了

作者: kinjin 时间: 2013-1-24 23:18

其实弦杆施工时貌似不断开，事实上是断开的，因为长径比过大，导致杆件承担弯矩效应明显减小，此时的杆件以轴拉轴压为主。

欢迎光临中华钢结构论坛 China Structure Forum (http://bbs.okok.org/)