三角形桁架 在沿跨度均匀分布的节点荷载下,上下弦杆的轴力在端点处最大,向跨中逐渐减少;腹杆的轴力则相反。三角形桁架由于弦杆内力差别较大,材料消耗不够合理,多用于瓦屋面的屋架中。梯形桁架和三角形桁架相比,杆件受力情况有所改善,而且用于屋架中可以更容易满足某些工业厂房的工艺要求。如果梯形桁架的上、下弦平行就是平行弦桁架,杆件受力情况较梯形。略差,但腹杆类型大为减少,多用于桥梁和栈桥中。在通过端部释放模拟桁架时,不仅排除了节点对单元端部的转动约束,同时也排除了单元对节点的转动约束。如果交于同一个节点的各个单元在该节点处都释放转动约束,则该节点的转动将不受任何单元的限制,可以任意转动。此时,分析模型将发出警告,提示结构不稳定!
桁架拱有平面桁架拱和立体桁架拱之分. 后者比前者有较大的平面外刚度, 本文只讨论立体桁架拱的稳定性能及其应用. 立体桁架拱由于其本身参数较多, 所以具体形式也十分多样化。按照桁架截面形式,有三角形(正、倒)立体桁架拱、梯形( 正、倒)立体桁架拱等;按照拱轴线形式,可划分为圆弧形桁架拱、 抛物线形桁架拱以及其它(轴线)变曲率拱等;按照支座约束方式,又可划分为无铰拱、两铰拱和三铰拱等。在钢管桁架拱形结构失稳模态分析的基础上,利用非线性有限元分析方法, 对立体管桁架拱进行了面内整体稳定承载力分析,从结构的荷载- 位移全过程曲线考察了桁架拱稳定性能的基本规律, 从中找到控制桁架设计的主要失稳形式.最后,结合整体稳定性能进行研究, 指出现阶段对桁架稳定性分析的基本方法和步骤.拱形钢结构是众多结构体系中的一种, 在建筑结构及桥梁结构中有着广泛的应用.桁架拱形钢结构作为一种合理有效的结构体系,更是广泛地应用在大跨度结构及空间结构中, 如体育馆、会展中心、航站楼等.从力学的角度看,建筑结构的发展都遵循着一个基本的客观规律,将外荷载产生的弯矩转化为构件的轴向拉压力!,从而不断地提高结构的效率。拱和桁架就是在这一原理下产生的两种典型结构.拱以其独特的曲线形式实现了弯矩向轴力的转化,而广川桁架则通过格构的方式将弯矩转化为弦杆的轴力.所以,将拱和桁架有机结合, 便形成了一种受力更为合理的新型结构形式桁架拱。首先介绍桁架的组成特点、力学特性及工程应用, 探讨拱的弹性和非弹性失稳特点及分类.结合桁架弹性屈曲模型、荷载作用类型及初始挠度沿轴线的分布形式,指出了桁架拱几种可能的破坏和失稳形式。
如果不稳定,产生这个问题的根本原因在于:SAP2000中没有真正意义上的桁架单元,而只能通过对框架单元进行端部释放来实现。框架单元的每个节点都具有6个自由度,端部释放后很容易产生无转动约束的节点,进而发出该警告信息。所以,解决该问题可以从两个方面入手:对无转动约束的节点,直接施加转动支座限制。通过对框架的刚度修正实现桁架构件的模拟,即将构件的抗弯、抗剪、抗扭刚度全部折减为零。值得一提的是,在很多的通用有限元程序(如Ansys、Abaqus)中,都有专门的桁架单元,如Ansys中的Link单元,Abaqus中的Truss单元。这些单元的节点只有平动自由度,没有转动自由度,因此不会类似上述SAP2000的问题,求解的计算量也会更少(不考虑转动自由度,系统刚度矩阵规模减少一半)。