桁架的优点是杆件主要承受拉力或压力,可以充分发挥材料的作用,节约材料,减轻结构重量。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。
考虑桁架各结点的平衡,结点承受汇交力系作用,逐次建立各结点的投影平衡方程,可求出所有的未知杆力,这种方法称结点法,适用于简单桁架。求解时宜根据组成特点先判定零杆,并尽可能避免解联立方程。有时只需求少数杆件内力或者对于联合桁架和复杂桁架,结点法无法奏效时,需用截面法。有选择地截断杆件(一般不超过三杆)以桁架的局部为平衡对象,考虑其中任一部分平衡,由平衡方程即可求得所需杆件轴力。对于某些桁架(如K式桁架),联合应用结点法和截面法更有效。对于杆件很多的复杂桁架或空间桁架,的选择应是计算机方法。各类梁式桁架的比较
梁式桁架可以看作是由梁演化而来,对同样跨度的梁和常见梁式桁架,在相同均布荷载作用下的内力情况作如下比较。桁架的外形对杆件内力分布影响很大。平行弦桁架弦杆的内力由跨中向两端递减;而三角形桁架弦杆的内力却由跨中向两端递增。这是由于桁架是依靠上、下弦杆的内力形成截面弯矩的,弦杆的内力可以表示为:
F=±M°/r
式中M°为同样跨度简支梁相应桁架节点位置的截面弯矩,r为弦杆内力对距心的力臂。在均布荷载作用下,简支梁的弯矩是按抛物线规律分布的,在跨中达到大值。因平行桁架弦杆的力臂是不变的,所以内力由跨中向两端递减;三角形桁架弦杆的力臂有跨中向两端按线性规律递减,快于M°按抛物线规律递减的速度,所以弦杆内力由跨中向两端递增。当桁架的上弦节点位于一条抛物线上时,其下弦以及各上弦水平分力对矩心的力臂与M°一样均按抛物线规律变化,故各下弦杆内力及各上弦杆水平分力的大小均相等,这样各上弦的内力也近乎相等。