桁架荷載計算的具體步驟（桁架荷載計算中常見錯誤分析）

桁架荷載計算是結構工程中的重要環(huán)節(jié),，涉及對桁架在各種荷載作用下的內力分析,。以下是桁架荷載計算的基本步驟：確定荷載類型和分布情況；根據材料力學原理和相關公式進行強度校核,；考慮荷載組合和效應組合的影響,；通過有限元方法或簡化模型進行進一步分析,。在計算過程中,，常見的錯誤包括忽視材料的非線性特性,、未考慮荷載的隨機性、以及在計算過程中的錯誤假設,。

一、桁架荷載類型確定

恒荷載
- 桁架自重：這是桁架結構本身的重量,，對于不同材料（如木桁架,、鋼桁架等）和形式的桁架，自重計算方式有所不同,。例如木桁架的自重計算可能需要考慮木材的規(guī)格和密度等因素,，在初步估算時，當僅有上弦荷載時,，可認為桁架的自重完全作用在上弦節(jié)點處,；當上、下弦均有荷載時,，則認為自重按上,、下弦各半分配。
- 附著于桁架的永久設備重量：如果桁架上有一些固定的設備（如某些建筑結構中桁架上安裝的固定照明設備,、通風管道等）,，這些設備的重量也屬于恒荷載，需要根據設備的實際重量進行統(tǒng)計,。
活荷載
- 施工荷載：在施工過程中,，可能會有施工人員,、施工機具在桁架上作業(yè)或停放。如施工中所用的附著式震搗器,、張拉千斤頂及油泵等設備重量和施工人數都要計算在內,，根據實際的施工情況確定相應的荷載數值。
- 使用過程中的活荷載：對于不同用途的桁架結構,，使用過程中的活荷載不同,。例如用于屋面的桁架，屋面活荷載與雪荷載一般不會同時出現(xiàn),，需要根據實際情況按照相關規(guī)范進行取值,。并且活荷載除按全跨分布外，還應根據桁架的受力特點,，分別按可能出現(xiàn)的不利分布情況開展組合,，像三角形桁架在半跨活荷載（包括懸掛吊車）作用下，中間一對斜腹桿的內力不同,；梯形桁架在半跨活荷載作用下,，中間腹桿內力可能變號；多邊形桁架或弧形桁架可能在3/4跨及1/4跨（或2/3跨及1/3跨）活荷載的組合下,，某些腹桿的內力到達其最大值,。
附加荷載
- 動力附加荷載：在一些情況下需要考慮動力因素產生的附加荷載，例如澆筑混凝土時的動力因素,，在計算掛籃主桁架時就需要考慮此項荷載,。具體數值根據工程實際情況和安全性要求確定。
- 沖擊附加荷載：如掛籃空載行走時會產生沖擊影響,，需要計算沖擊附加荷載,，其計算方法根據具體的工程情況確定。
- 風荷載：對于處于室外的桁架結構,，特別是高空作業(yè)的桁架（如懸臂施工中的掛籃主桁架）,，需要考慮風荷載。風荷載的數值可由當地氣象資料提供或查全國風壓圖得到,，并且在6級以上大風條件下,，很難保證施工質量，一般大風情況下停止掛籃施工,，但出于安全性考慮,，應對桁架在可能的大風條件下的錨固、行走及整體的穩(wěn)定性進行檢算,。

二,、確定荷載作用點

結點荷載
- 如果桁架的計算簡圖假設各結點都是無摩擦的理想鉸，各桿軸都是直線，并在同一平面內且通過鉸中心,，荷載作用在結點上,，并在桁架的平面內，那么在計算時將恒荷載（如桁架自重,、永久設備重量等）和活荷載等根據實際情況轉化為集中荷載作用在相應的節(jié)點上,。例如在PKPM軟件中計算桁架時，對于恒荷載就可能需要轉化為集中荷載輸在節(jié)點上,，而對于活荷載可能按均布荷載輸入,，不過如果把恒載也按均布輸入可能存在不合理之處，需要根據具體情況判斷,。
非結點荷載轉化
- 當實際荷載并非直接作用在結點上時（如桁架上弦或下弦中間某位置受到集中力）,，需要將這些非結點荷載等效轉化為結點荷載。對于分布荷載,，可以通過計算等效的集中荷載作用在相應的節(jié)點上,，轉化的原則是保證在轉化前后對桁架整體的力學效應（如內力、變形等）等效,。

三,、內力計算

選擇計算方法
- 結點法：截取桁架的一個結點為隔離體，由于桁架各桿只承受軸力,，作用于任一結點的各力組成一個平面匯交力系,，平面匯交力系可建立兩個獨立方程，所以選取的結點的未知力應不超過兩個,。通過建立平衡方程求解桿的軸力,。對于簡單桁架來說，按照一定的順序選取結點,，逐步求解各桿內力是比較簡便的方法,。
- 截面法：一般截面法截斷的桿件個數不超過三根可以直接求得桿的內力，但有一些特殊情況雖然截開的桿件個數超過三個,，但對于某一個桿件仍可以直接求解,。通過選取合適的截面,，將桁架分割為兩部分,，考慮其中一部分的平衡，建立平衡方程求解被截斷桿件的內力,。
計算各桿件內力
- 根據確定的荷載和選擇的計算方法（結點法或截面法）,，逐步計算桁架各桿件的內力。在計算過程中,，需要注意桁架的幾何形狀,、桿件的布置以及荷載的分布等因素對內力計算的影響。例如在計算靜定平面桁架時,，要根據桁架是由基礎或由一個基本鉸結三角形開始依次增加二元體組成,，還是由幾個簡單桁架按照幾何不變體系的簡單組成規(guī)則聯(lián)成的情況,，來準確分析各桿件的受力關系。

四,、校核計算結果

內力平衡校核
- 對計算得到的桁架各桿件內力進行整體的內力平衡校核,。例如對于整個桁架結構，在水平方向和垂直方向上,，所有桿件內力的合力應該與外荷載在相應方向上的合力平衡,；對于桁架的某一局部，如某個結點或者某幾個桿件組成的子結構,，其內力也應該滿足平衡條件,。
與經驗值或類似工程對比
- 將計算得到的內力結果與經驗值（如根據以往類似桁架結構的設計經驗得到的內力范圍）或者類似工程的計算結果進行對比，如果存在較大差異,，需要檢查計算過程,，找出可能存在的錯誤，如荷載取值是否準確,、計算方法是否正確,、計算過程中是否存在遺漏等情況。