浅谈温室桁架及其设计计算桁架计算

桁架计算（浅谈温室桁架及其设计计算）

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桁架作为一种材料消耗较少的结构件，在大跨度温室中得到了广泛的使用。本文结合温室的实际设计过程，介绍桁架在设计计算过程中的相关注意事项，供相关专业设计人员参考。
一、桁架的种类及特性
桁架是由直杆通过焊接、铆接或螺栓连接而成的、具有相邻三角形单元的平面或空间结构。由于直杆仅承受轴向拉力或压力，从而能充分利用材料的强度，在跨度较大时相较实腹梁能节省大量材料，减轻结构重量。
从外形上区分，常用桁架可分为三角桁架、梯形桁架、平行弦桁架等几何类型。其中平行弦桁架因为组成零件规格较少，制造简单，在温室行业使用较为普遍。
温室用平行弦桁架通常由上下弦杆、直腹杆、斜腹杆、端板组成，各构件之间采用焊接相连。根据斜腹杆的布置方式不同，平行弦桁架又可以分为人字式、单向斜杆式（豪式）两种类型，如下图所示。

图一平行弦桁架的两种类型
其中，人字式斜腹杆桁架所用腹杆数量、总长度较小，相应节点数量也少，可以减少制造成本及焊接工作量，但受拉、受压斜腹杆长度相等，结构上不尽合理；同时，弦杆节间长度较大，当弦杆吊挂荷载较大（例如瓜果类种植）时，需要提高弦杆抗弯能力；与之相对应，单向斜杆式桁架杆件数量较多，材料用量、加工量较大，但受压的直腹杆长度较小，弦杆结间距同样较小，在较大吊挂荷载下材料性能能可得到更好的发挥。设计过程中应根据桁架荷载状况综合考虑，选择最优结构方案。为简便起见，以下仅就人字式腹杆平行弦桁架进行讨论。
二、桁架设计注意事项
1.桁架的计算应该在与立柱组成的组合结构中进行
早期桁架计算多参考力学计算手册、采用手工方式进行。为减少计算工作量，往往将桁架作为一个独立部件进行计算，不考虑立柱对桁架的影响，最终网通过提高结构安全系数来解决计算误差问题。在目前的技术环境下，各种结构计算软件的使用已经非常普遍，桁架的精确组合计算变得非常简单。以下是特定规格的同一桁架的三种不同组合状态，以及对应状态下的杆件轴力图、轴力汇总表（桁架荷载包括上弦均布垂直、上弦中点集中垂直荷载），荷载值采用有限元结构计算软件进行计算。