桁架設計（桁架設計中如何處理次內力）
桁架設計中次內力的處理是確保結構安全和功能的關鍵步驟。次內力是指在主應力之外，由于荷載、材料性質或幾何形狀引起的其他應力。正確處理次內力對于防止結構失效至關重要。，，了解次內力的成因是基礎。這包括考慮非均勻加載、局部變形、溫度變化以及材料非線性等因素的影響。使用適當的分析方法來識別和計算次內力。常見的方法包括有限元分析（FEA）、解析解法或實驗測量。，，在確定了次內力之后，必須采取措施進行控制或消除。這可能涉及到調整構件尺寸、改變材料屬性、施加預應力、采用隔振措施或優化設計以減少次應力的影響。通過合理的施工技術和質量控制，可以進一步降低次內力對結構性能的不利影響。，，處理桁架設計中的次內力需要綜合考慮各種因素，運用合適的分析方法和控制策略，以確保結構的長期穩定性和安全性。
一、桁架設計的基本概念
桁架一般由上弦、下弦和腹桿組成。在實際結構中，由于節點的非理想鉸結等原因，會同時存在較小的彎矩和剪力（稱為次內力），對軸力有很小的影響（因節點剛性和桁架桿橫截面積與慣性矩比值的大小而不同，一般減小5% - 0.1%）。
二、桁架設計的計算假定
- 軸線與節點假定
- 各桿的軸線在同一平面內，節點均為鉸結。
- 所有外荷載作用在桁架平面內，并集中作用于節點上。解決方法為使節點間距等分一致，或再分，盡量將外荷載作用于桁架節點上。
- 結構計算依據
- 根據平衡理論，節點承受匯交力系作用。
三、桁架設計中的荷載考慮
- 恒荷載
- 根據具體的情況取值，例如在一些情況中，恒荷載取值1.0KN/m2。
- 活荷載
- 不同部位活荷載取值不同，如走道板一般活荷載取值2.0KN/m2。
- 風荷載
- 風荷載對鋼桁架提供一個橫向的作用力，使得水平撐受力，并且在設計中需將其轉換為節點荷載輸入。
四、桁架設計中的軟件應用
- PKPM軟件
- 在PKPM里設計桁架的時候，各桿件需要按柱輸入，并且桿件兩端餃接。可通過PKPM模型進行設計，當均為軸力時，所有節點可簡化為鉸接節點。拉桿長細比一般可取350，強度應力和穩定應力可取0.85，凈毛截面當螺栓連接時可取0.85，如果是焊縫連接可取0.85。按PKPM結果查看時，要注意穩定應力和強度應力。
- 3D3S軟件
- 在3D3S里的任意模塊里設計桁架時，關于是否需要進行單元釋放存在疑問。在屋架、桁架模塊里，軟件生成的各桿件沒有單元釋放；在3D3S網架模塊里，由軟件生成的網架各桿件也沒有單元釋放，對于是否需要人為進行釋放有待進一步確定。
- Medeek Truss Plugin
- 這是一款先進的三維桁架結構設計工具，擁有直觀的用戶界面，便于用戶快速構建和修改復雜的桁架結構模型。支持多種輸出格式，包括CAD、FEM和BIM軟件，從而實現了與主流設計工具的無縫集成。具有快速高效、多樣化設計、實時可視化、兼容性強等優點，例如提供快速的三維桁架結構設計體驗，大大提高了設計效率；提供多樣化的桁架設計選項，滿足各種設計需求；在設計中可實時查看設計結果，方便進行修改和優化；與多種三維設計軟件兼容，方便用戶在各種設計環境中使用等。
五、桁架設計中的一些特殊情況與案例
- 特殊結構形式中的桁架設計
- 在超高層建筑中，環帶桁架 + 伸臂桁架的鋼結構形式因滿足結構抗側力的要求而被應用。伸臂桁架具有用鋼量大、結構復雜、結構自重大、焊接量多等特點。
- 在工業室外管線支架設計中，鋼桁架是常見的一種結構形式。在保證上部管網正常工作的情況下對下部支撐鋼桁架結構進行負載加固的工程也存在，如對某過河管廊桁架結構進行安全性復核的工程。
- 實際工程中的桁架設計案例
- 例如有一個跨度30m，柱距6m，7度，0.1g，基本風壓0.5kN/m2的工程，上弦恒荷載1.8KN/m，活荷載3kN/m；下弦活荷載1.8kN/m，下弦節點活荷載45kN/節點。采用STS進行了計算，然后用SAP2000進行了校核，兩者內力比較接近。上下弦桿以軸力和彎矩為主，而腹桿以彎矩和剪力為主。節點計算均考慮固接，做法為等強剖口焊，支座為鉸接，還需要專家幫忙審核計算和構造有無問題的情況。
- 有一個5層的鋼結構，11mx11m，由于地下有遺址，柱子下面不能做基礎，采用16米的大桁架支撐上部的柱子，每個柱子設計豎向力400kN，也就是16米桁架上作用四個400kN的集中力，這里存在桁架的撓度應控制在多少范圍比較合適，以及規范上這種結構形式是否可行的疑問。
桁架設計
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