在建築結構中,桁架結構是(shì)一種應用比較(jiào)普遍的結構形式,在橋(qiáo)梁工程、大型建築、船舶工程、港口機械等工程領(lǐng)域均有廣泛應用。在我國桁架結構發展迅(xùn)速且應用最為廣泛,如屋架、網架結構等(děng)。為了增加建築的表現(xiàn)力,近些年來管桁架結構得到了許多(duō)業(yè)主的青睞,在大量(liàng)的屋麵結構(gòu)中采用。
目(mù)前在普通鋼桁架的結構設計中,工(gōng)程中普遍采用的方法是按理(lǐ)想鉸接模型(xíng)進行計算,並根據計算(suàn)出的杆件截麵應(yīng)力選擇合適的杆件型號。計算桁(héng)架結構內力時(shí),一般采用如下(xià)基本假定(dìng):(1)節點(diǎn)均為鉸接;(2)杆(gǎn)件軸線(xiàn)平直相交於節點中心;(3)荷載作用線通過桁架的節點。
對於平麵桁架還要求所有杆件軸(zhóu)線及荷載作用線在同一平麵內。完全符合上述(shù)假定的桁架,其杆件隻受軸向力(lì)作用,由杆件的軸向內力引起的應力稱為正應力。但在實際結構中,這些假定並不可能完全成立。桁架(jià)節點處相交的杆件無論采用直接連接方式還是節點板連接(jiē)方式,一般情況下都是難以(yǐ)實現理想的“鉸”,杆件(jiàn)端部或多或少有一定的轉動約束。在這種桁架結構(gòu)中,除(chú)軸向應力外,還不(bú)可避免的會產生彎曲應力,此為(wéi)節點剛性所產生的次應力。
此外(wài),節點處杆件(jiàn)軸線不一定交匯於一點,由於節點偏心的影響也會使節(jiē)點處產生相應的額外的彎矩的作用(yòng),本文(wén)中把這種彎矩稱為節點偏心產生的次彎矩,相應的應力稱為彎曲次應力或(huò)次應力。由於次應力的存在,使得桁架(jià)結構杆件的截麵應力不僅有軸向應力還有彎曲(qǔ)應力,這(zhè)種彎曲應力(lì)與哪些因素(sù)有關,對於按理想桁(héng)架模型(xíng)計算的結構性能有多大的影(yǐng)響,在現有的文獻中並不(bú)一致。 為了配(pèi)合我國(guó)鋼(gāng)結構體係(xì)的發展,本文結合國內外的研究(jiū)成果,通過理論分析與工程實例計算相結合的方(fāng)法,分析了常見節(jiē)點剛性以及節點偏心產生的鋼桁架次應力,得到了節點剛性、桁架結構中的節點板(bǎn)、節點偏心(xīn)對於次應力的影(yǐng)響(xiǎng)以及考慮結構塑性發展的次(cì)應(yīng)力影響。
結合實例(lì),分析了考慮大變形對於(yú)結構次應力的影響,得到了杆件次應力隨結構大變形發展的規律。 由於節點連接(jiē)剛性以及節點板等可以導致次應力的產生(shēng),通過簡單結構模型(xíng),對於由節點剛性所產生的(de)次應力的影響因(yīn)素和影響(xiǎng)規律進(jìn)行了討論。
理論分析結果(guǒ)表明由節點剛性所(suǒ)產生的(de)次應(yīng)力的主要影響因素有:作用在結構上的荷載、杆件的長(zhǎng)度L、杆(gǎn)件的(de)線剛度(dù)以及杆件之間的相對軸向變形(xíng)。 |