桁架模型在結(jié)構(gòu)工程中廣泛應(yīng)用，其簡(jiǎn)化計(jì)算方法對(duì)于工程實(shí)踐具有重要價(jià)值。由于桁架結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，簡(jiǎn)化計(jì)算方法不可避免地引入了誤差。本研究旨在探討桁架模型簡(jiǎn)化過(guò)程中的誤差來(lái)源及其對(duì)荷載響應(yīng)的影響。通過(guò)分析對(duì)稱(chēng)桁架的荷載響應(yīng)特點(diǎn)，提出了一種基于能量等效原理的簡(jiǎn)化技巧，以降低計(jì)算誤差。研究表明，該簡(jiǎn)化技巧能夠有效提高簡(jiǎn)化桁架模型的準(zhǔn)確性，為工程設(shè)計(jì)提供了更為可靠的理論依據(jù)。
桁架計(jì)算中的簡(jiǎn)化技巧
- 基于結(jié)構(gòu)特性的簡(jiǎn)化
- 對(duì)于靜定平面桁架，將實(shí)際桁架簡(jiǎn)化為理想桁架模型，包括假設(shè)桁架的結(jié)點(diǎn)都是光滑的鉸結(jié)點(diǎn)；各桿的軸線(xiàn)都是直線(xiàn)并通過(guò)鉸的中心；荷載和支座反力都作用在結(jié)點(diǎn)上；不計(jì)桁架各桿件的自重。雖然實(shí)際桁架與上述簡(jiǎn)化有一定差別，但結(jié)點(diǎn)剛性等因素對(duì)桁架內(nèi)力的影響一般來(lái)說(shuō)是次要的。按上述簡(jiǎn)化計(jì)算得到的桁架內(nèi)力為主內(nèi)力，由此可簡(jiǎn)化計(jì)算過(guò)程。
- 在分析對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)時(shí)，利用對(duì)稱(chēng)特性簡(jiǎn)化計(jì)算。例如，對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)在反對(duì)稱(chēng)荷載作用下，對(duì)稱(chēng)軸處正對(duì)稱(chēng)的未知力為零；對(duì)稱(chēng)軸處的豎桿為零桿。這有助于快速判斷部分桿件內(nèi)力情況，減少計(jì)算量。
- 基于結(jié)點(diǎn)平衡的簡(jiǎn)化
- 在結(jié)點(diǎn)法計(jì)算中，存在一些特殊的結(jié)點(diǎn)平衡情況可簡(jiǎn)化計(jì)算。如兩桿交于一點(diǎn)，若結(jié)點(diǎn)無(wú)荷載，則兩桿的內(nèi)力都為零；三桿交于一點(diǎn)，其中兩桿共線(xiàn)，若結(jié)點(diǎn)無(wú)荷載，則第三桿是零桿，而共線(xiàn)的兩桿內(nèi)力大小相等且性質(zhì)相同（同為拉力或壓力）；四桿交于一點(diǎn)，其中兩兩共線(xiàn)，若結(jié)點(diǎn)無(wú)荷載，則在同一直線(xiàn)上的兩桿內(nèi)力大小相等且性質(zhì)相同。
桁架模型簡(jiǎn)化誤差分析
對(duì)稱(chēng)桁架荷載響應(yīng)特點(diǎn)
結(jié)點(diǎn)平衡簡(jiǎn)化計(jì)算實(shí)例
桁架設(shè)計(jì)中的優(yōu)化方法
