空间桁架的计算方法主要 取决于其结构形式、荷载类型及分布情况。以下是一些常见的计算方法:
静力计算
平面桁架:通常假设荷载施加在节点上,按理想铰接桁架进行计算,即假设荷载施加在节点上,杆件和载荷平面共面,且节点可自由转动。
空间桁架:可以将荷载分解成与桁架同一平面的分力,按平面桁架进行计算,或按空间铰接杆系用有限元法计算。
动力计算
对于风力、地震力、运行的车辆和运转的机械等动荷载,需化为乘以动力系数的等效静荷载进行计算。
特殊重大的承受动荷载的桁架,如大跨度桥梁和飞机机翼等,需进行动力分析以考虑其动态效应。
有限元法
适用于复杂的空间桁架结构,尤其是当结构形式较为复杂或需要考虑非线性效应时。
节点法
通过应用平面汇交力系平衡条件,逐一研究桁架上每个节点的平衡状态,从而计算各杆件的受力情况。
截面法
通过应用平面任意力系的平衡条件,研究桁架由截面切出的一部分的平衡状态,从而计算被截杆件的未知内力。
考虑次应力
在实际工程中,节点并非理想铰接,它们有一定的刚性,因此会产生次应力。这些次应力的计算需要考虑杆件的轴向变形,可以通过超静定结构方法或有限元法求解。
荷载组合
桁架内力分析应根据最不利的荷载组合,并考虑屋面结构在安装阶段和半跨活载等不对称荷载的作用。
支撑系统
桁架的支撑系统对于保证桁架的横向整体稳定和建筑物屋盖刚度有重要作用,是保证桁架工作的重要构件。
综上所述,空间桁架的计算方法主要包括静力计算、动力计算、有限元法、节点法、截面法以及考虑次应力和荷载组合等。具体选择哪种方法,应根据桁架的具体结构形式、荷载类型及分布情况来确定。对于复杂或重要的桁架结构,建议采用有限元法进行详细分析,以确保结构的安全性和可靠性。