桁架是一種結(jié)構(gòu)，由若干根桿件按一定的幾何形狀連接而成的平面或空間結(jié)構(gòu)。在設(shè)計(jì)桁架時(shí)，為了確保其穩(wěn)定性和承載能力，通常需要對(duì)活動(dòng)部分和固定部分進(jìn)行區(qū)分。，，活動(dòng)部分是指那些可以在荷載作用下產(chǎn)生相對(duì)位移的桿件。這些部分通常包括斜拉桿、斜撐等，它們?cè)诔惺芡饬r(shí)能夠發(fā)生彎曲或扭轉(zhuǎn)，從而增加結(jié)構(gòu)的靈活性和適應(yīng)性。活動(dòng)部分的存在使得桁架具有更好的抗震性能和適應(yīng)性，因?yàn)楫?dāng)外部荷載發(fā)生變化時(shí)，活動(dòng)部分可以迅速調(diào)整以適應(yīng)新的負(fù)荷條件。，，相比之下，固定部分是指那些在受力后保持原有位置不變的桿件。這些部分通常是桁架的骨架，如主梁和次梁等，它們?cè)诤奢d作用下不發(fā)生位移，以確保整個(gè)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和剛性。固定部分的存在使得桁架具有更高的承載能力和更強(qiáng)的抗變形能力，因?yàn)橐坏┌l(fā)生位移，整個(gè)結(jié)構(gòu)的性能就會(huì)受到嚴(yán)重影響。，，通過合理地劃分活動(dòng)部分和固定部分，設(shè)計(jì)師可以在滿足結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度要求的同時(shí)，提高結(jié)構(gòu)的抗震性和適應(yīng)性，從而確保桁架在實(shí)際使用中的安全性和可靠性。

在結(jié)構(gòu)力學(xué)中，桁架的分析通常會(huì)將節(jié)點(diǎn)簡(jiǎn)化為鉸接，這意味著每一根桿件可以在節(jié)點(diǎn)處自由轉(zhuǎn)動(dòng)。這種簡(jiǎn)化處理有助于估算桁架中各桿件的受力情況，特別是拉力和壓力，而忽略由于桿件彎曲引起的應(yīng)力。以下是詳細(xì)解釋：

桁架節(jié)點(diǎn)的簡(jiǎn)化處理

1. 節(jié)點(diǎn)鉸接假設(shè)：在桁架的分析中，節(jié)點(diǎn)被假定為鉸接，即桿件可以在節(jié)點(diǎn)處自由旋轉(zhuǎn)。這種假設(shè)使得每個(gè)桿件只承受軸向力（拉力或壓力），而不承受彎矩。

2. 忽略彎曲應(yīng)力：實(shí)際工程中，桁架桿件的長(zhǎng)度通常遠(yuǎn)大于其截面尺寸（$l \gg a$l?a）。因此，當(dāng)桿件受力變形時(shí)，其彎曲引起的應(yīng)力遠(yuǎn)小于軸向應(yīng)力。具體來說，如果桿件的軸向變形為 $l/1000$l/1000，則橫向位移引起的彎曲應(yīng)力比軸向應(yīng)力小一個(gè)數(shù)量級(jí)。

桁架簡(jiǎn)圖中的活動(dòng)與不動(dòng)

在桁架簡(jiǎn)圖中，所謂的“活動(dòng)”和“不動(dòng)”實(shí)際上指的是節(jié)點(diǎn)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)：

• 活動(dòng)節(jié)點(diǎn)：在分析過程中，節(jié)點(diǎn)被假定為鉸接，意味著它們可以在外力作用下繞節(jié)點(diǎn)自由旋轉(zhuǎn)。這種節(jié)點(diǎn)在簡(jiǎn)圖中表現(xiàn)為可以移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)的狀態(tài)。

• 不動(dòng)節(jié)點(diǎn)：在某些特定情況下，例如固定支撐處的節(jié)點(diǎn)，會(huì)被假定為固定不動(dòng)。這些節(jié)點(diǎn)不僅承受軸向力，還可能承受彎矩和剪力。在簡(jiǎn)圖中，這些節(jié)點(diǎn)通常表示為固定支座或剛性連接。

實(shí)際應(yīng)用中的區(qū)別

在實(shí)際工程中，桁架的節(jié)點(diǎn)可能是鉚接、焊接或其他形式的固接。然而，在理論分析中，為了簡(jiǎn)化計(jì)算，通常將所有節(jié)點(diǎn)視為鉸接。這種簡(jiǎn)化處理有助于快速估算桁架的受力情況，指導(dǎo)實(shí)際設(shè)計(jì)和施工。

總結(jié)

綜上所述，桁架簡(jiǎn)圖中的“活動(dòng)”和“不動(dòng)”反映了節(jié)點(diǎn)在受力分析中的不同假設(shè)狀態(tài)?；顒?dòng)節(jié)點(diǎn)代表鉸接假設(shè)下的自由轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)，而不動(dòng)節(jié)點(diǎn)則代表固定支撐等特殊情況。這種簡(jiǎn)化處理方法在工程實(shí)踐中被廣泛應(yīng)用，以便于快速準(zhǔn)確地進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析和設(shè)計(jì)。

桁架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則

桁架節(jié)點(diǎn)鉸接與固接的區(qū)別

桁架受力分析的步驟詳解

桁架結(jié)構(gòu)在橋梁建設(shè)中的應(yīng)用