桁架设计是建筑结构中常用的一种形式，其经济性分析对于确保项目成本效益至关重要。在材料选择方面，应考虑材料的强度、重量、耐久性和成本等因素。通过合理的材料选择和优化设计，可以有效降低建造成本，提高结构的可靠性和安全性。
平面桁架设计的基本原则
- 满足设计目标与要求
- 首要满足建筑的使用要求和功能需求。明确结构的强度、稳定性、刚度和耐久性等要求，同时考虑建筑的造型、空间和美观等因素，确保设计与实际需求相匹配。
- 合理选取材料
- 根据项目要求和实际情况选择合适的材料，如钢材、木材和混凝土等。要充分考虑材料的强度、耐久性、施工可行性以及经济性等因素。
- 优化节点设计
- 节点是关键部分，起连接杆件和传递荷载的作用。应根据杆件连接方式及受力情况，采用适当的节点形式和连接方法，如焊接、螺栓连接等，同时保证节点的刚性和可靠性，防止变形和松动。
- 合理布置荷载路径
- 荷载的传递路径应合理布置，使荷载均匀分散和传递，避免荷载集中或引起局部应力过大。对于大跨度桁架结构，还需考虑荷载在横向和纵向的分布以及侧向位移的限制。
- 考虑施工和维护
- 施工方面，要确保桁架在施工过程中的可行性和安全性。维护方面，要考虑到桁架结构日后的维护和检修工作，便于进行必要的维护和修复操作。
- 特定的计算相关原则
- 内力计算假定：可假定节点为铰接，将荷载集中于各个节点上，按节点荷载求得各杆件的轴向力。节间荷载对上弦杆所引起的弯矩，在选择杆件截面时再行考虑。
- 压杆计算长度确定：在结构平面内，弦杆及腹杆取节点中心间的距离。
- 上弦计算原则
- 当檩条布置在节点处时，除按轴心受压杆件计算外，尚应验算在桁架支座偏心达到施工偏差限值时，此种偏心对上弦的不利影响。
- 当节点之间布置有檩条时，上弦因节间荷载而承受弯矩，应按压弯构件计算。
- 上弦弯矩的计算：根据木桁架和钢木桁架的破坏试验测定，连续上弦的跨间弯矩值接近于按简支计算的弯矩，而在节点处存在较小的负弯矩。这是由于在桁架承受荷载后，作为连续上弦中间支座的节点随桁架的变形而产生相应的竖向位移，使其按连续梁作用产生的正弯矩和由于支座位移产生的负弯矩互相抵消之故。
桁架结构的稳定性提升方法
桁架设计中荷载分配技巧
桁架节点连接的创新技术
桁架材料选择的经济性分析
