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發布時間：2021-06-25 04:43
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桁架內力計算及受力性能分析
在工程實際中，工業廠房、體育館、橋梁、起重機、電視塔等結構中常用銜架結構.桁架是一種由桿件彼此在兩端用鉸鏈連接而成的結構.它在受力后幾何形狀不變。桁架中桿件的連接點稱為節點。桁架的優點是:桿件主要承受拉力或壓力，可以充分發揮材料的作
用，減輕結構的重量，節約材料，實現大跨度。
在實際結構中，桁架的受力情況較為復雜，為簡化計算，同時又不與實際結構產生較大的誤差，桁架的計算簡圖常常采用下列假定:
(1)連接桿件的各節點是無任何摩擦的理想鉸.
(2)各桿件的軸線都是直線，都在同一平面內，并且都通過鉸的中心。
(3)荷載和支座反力都作用在節點上，并位于桁架平面內。
工程實際中的桁架，與上述假設有些差別.如銜架的節點不是鉸接的，桿件也不可能是的直桿。但在工程實際中，采用上述假設能夠簡化計算.而且所得的計算結果符合工程實際的要求.根據這些假設，桁架中的各桿都可看成只在兩端受到約束反力作用的二力桿.因此，各桿
只產生沿著桿的軸線方向的內力，即軸力。
桁架的安裝
(1)接頭施工
①重慶桁架上弦、下弦接頭的位置，所采用的螺栓直徑、數量及排列間距均應按圖施工。受拉構件端部布置螺栓的區段及其連接板的木節子尺寸的限值應符合《木結構工程施工質量驗收規范》(GB
50206-2012)的規定，螺栓排列應避開木材髓心。
②受壓接頭的承壓面應與構件的軸線垂直鋸平，不應采用斜搭接頭。
③齒連接或構件接頭處，不得采用凸凹摔。
④采用木夾板螺栓連接的接頭及用螺栓拼合的木構件鉆孔時，應按設計的要求，將各部分定位并臨時固定，然后用電鉆一次鉆通。受剪螺栓的孔徑不應大于螺栓直徑I
mm，系緊螺栓的孔徑可大于螺栓直徑1-3 mm.
(2)螺栓和墊板施工
①木結構中所用鋼件應符合設計的要求。鋼件的連接均應用電焊，禁止用氣焊或鍛接。鋼件在焊接前應做除銹處理，并
涂抹防銹油漆。
②受拉、受剪和系緊螺栓的墊板尺寸應符合設計要求，并不得用兩塊或多塊墊板來達到設計厚度。
③下列受拉螺栓必須戴雙螺母:鋼木析架的圓鋼下弦;析架的主要受拉腹桿;受振動荷載的拉桿;直徑等于或大于20 mm的拉桿。
空間桁架結構優化設計
桁架結構優化設計常用的基結構法以虛擬的初始基結構入手，通過改變桿件結點位置、拓撲連接情況和截面尺寸實現桁架結構的拓撲和布局優化，其優解是基結構的一個子集，因此合理的結構形式是整個結構優化的基礎。等[3]基于遺傳算法，提出桁架基結構的自動形成機制，避免傳統的基結構法中存在的缺陷；姜冬菊等[4]智能生成形式多樣、合理的基結構代替傳統優化模型中單一基結構。此類問題的研究大多是針對二維平面桁架的。在特定的載荷和約束條件下，對于三維空間桁架，很難采用定量的方法來描述其結構形式，因此該類研究較少。
本文在已知三維設計空間大小和約束載荷的條件下，基于連續體拓撲優化方法建立優化模型，以多工況下靜態剛度和動態固有頻率為目標函數，獲得結構材料在設計空間的分布形式和傳力路徑，構造空間桁架的結構構型，并以此為基礎進行詳細設計。
