管桁架結(jié)構(gòu)分類
管桁架以桁架結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ),因此其結(jié)構(gòu)形式與桁架的形式基本相同,外形與其用途有關(guān)。
就屋架來(lái)說(shuō),外形一般為三角形、梯形、平行弦及拱形桁架。桁架的腹桿形式常用的有芬克氏、人字式、豪式(也叫單向斜桿式)、再分式、交叉式。其中前四種為單系腹桿,第五種交叉腹桿又稱為復(fù)系腹桿。
1.按受力特點(diǎn)和桿件布置分類
根據(jù)受力特點(diǎn)和桿件布置不同,分為平面管桁架結(jié)構(gòu)[普拉特(Pratt)式桁架、華倫(Warren)式橋架、芬克(Fink)式桁架和拱形桁架,及其各種演變形式,和空間管桁架結(jié)構(gòu)(通常為三角形截面)。
平面管桁架結(jié)構(gòu)的上弦、下弦和腹桿都在同一平面內(nèi),結(jié)構(gòu)平面外剛度較差,一般需要通過(guò)側(cè)向支撐保證結(jié)構(gòu)的側(cè)向穩(wěn)定,普拉特(Pratt)式桁架、華倫(Warren)式桁架、芬克(Fink)式桁架和拱形桁架,及其他各種演變形式,都可以用作平面管桁架結(jié)構(gòu)。在現(xiàn)有管桁結(jié)構(gòu)的工程中,多采用華倫桁架和普拉特桁架形式,華倫桁架一般是最經(jīng)濟(jì)的布置,與普拉特桁架相比華倫桁架只有它一半數(shù)量的腹桿與節(jié)點(diǎn),且腹桿下料長(zhǎng)度統(tǒng)一,這樣可極大地節(jié)約材料與加工工時(shí),此外華倫桁架較容易使用有間隙的接頭,這種接頭容易布置。同樣,形狀規(guī)則的華倫桁架具有更大的空間去滿足放置機(jī)械、電氣及其他設(shè)備的需要。
三角形空間管桁架結(jié)構(gòu)截面分正三角形和倒三角形兩種,兩種截面形式的桁架各有優(yōu)缺點(diǎn)。倒三角形截面中,上弦有兩根桿件,而通常上弦是受壓構(gòu)件,從桿件的穩(wěn)定性考慮,上弦受壓容易失穩(wěn),下弦受拉不存在穩(wěn)定性問(wèn)題,因而倒三角截面形式是-種比較合理的截面形式。這種截面形式,由兩根上弦桿通過(guò)斜腹桿與下弦桿連接后,再在節(jié)點(diǎn)處設(shè)置水平連桿,而且支座支點(diǎn)多在上弦處,從而構(gòu)成了上弦側(cè)向剛度較大的屋架。另外,這種形式的兩根上弦貼靠屋面,下弦只有一根桿件,給人以輕巧的感覺(jué)。除此之外,這種倒三角截面形式也會(huì)減少檁條的跨度。因此,實(shí)際工程中大量采用的是倒三角截面形式的桁架。
正三角截面桁架的主要優(yōu)點(diǎn)在于上弦是一根桿件,檁條和天窗架支柱與上弦的連接較簡(jiǎn)單,多用于屋架及輸管棧道。