在结点荷载作用下，桁架中杆件只受轴力（无弯矩无剪力），截面应力均匀分布，故材料性能可得到充分发挥。组合结构是由两种受力特性不同的杆件（梁式杆和链杆）组成，能发挥这两类杆件的各自优势。本章主要讨论了桁架的特点、分类和求解方法（结点法、截面法及其联合应用），以及静定组合结构的分析计算。 第一节桁架结构的特点及类型
一、桁架的特点
梁式杆在荷载作用下，产生的内力主要为弯矩，这会导致截面上的应力分布是很不均匀的（图5-1(a)）。弹性设计时，一般是以某截面的最大应力来决定整个构件的断面尺寸，因而材料强度不能得到充分利用。桁架结构是由直链杆组成的铰接体系（图5-1(b)），当荷载只作用在结点上时，各杆只有轴力（拉力或压力），截面上应力是均匀分布的，故材料性能可得到充分的发挥。
因此，桁架结构较梁式结构具有更大的优势：
(1)材料应用较为经济，自重较轻，是大跨度结构常用的一种形式；
(2)可用各种材料制造，如钢筋混凝土、钢或木材均可；
xtt(3)结构体型可以多样化，如平行弦桁架、三角形桁架及梯形桁架等形式；
(4)施工方便，桁架可以整体制造后吊装，也可以在施工现场高空进行杆件拼装。
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王立军自白图5-1 梁和桁架受力性能比较
(a)梁式杆及截面应力分布（b）桁架及应力分布
桁架结构在工程实际中有广泛的应用。如图5-2(a)所示轻型钢屋架和图5-2(b)所示某钢桁架桥等，都是典型的桁架结构实例。
二、桁架的计算简图
理想桁架各杆只有轴力（拉力或压力），没有弯矩和剪力，且两端轴力大小相等、方向相反、作用在同一直线上，习惯称为二力杆。这一受力特点反映了实际桁架结构的主要工作形态。而实际桁架结构中，如钢筋混凝土桁架的结点是浇铸的，钢桁架使用结点板把各杆焊接在一起的。这些节
点都有一定的刚性，并不是理想铰结点。同时，杆件也不可能绝对平直，荷载也不可能完全作用在结点上。这导致实际桁架中杆件内力除轴力外，还有附加的弯矩和剪力对轴力的影响，但这种影响是次要的。因此，桁架在计算时通常简化为理想桁架，这就需要对结点、轴线及荷载等作以下假设：
(a)(b)
图5-2 桁架结构工程实例
(a)钢屋架（b）钢桁架桥
（1）理想铰：各杆在两端用绝对光滑而无摩擦的铰相互连接；
（2）理想轴：各杆轴线都是绝对平直而且处于同一平面内，并且通过铰的几何中心；
滚压头（3）结点荷载：荷载和支座反力都作用在结点上，并处于桁架平面内；
（4）材料为线弹性且变形是微小的。
如图5-2(a)所示钢屋架结构的计算简图可简化为如图5-3所示的理想桁架。
图5-3 图5-2（a）钢屋架的计算简图
通常把理想情况下计算出的桁架内力称为基本内力，将理想情况不能完全实现而出现的内力称为次内力。计算主应力则按理想桁架计算简图计算，次内力的计算一般需将桁架结点取为刚结点，按超静定结构办法计算。大量工程实践表明，一般情况下桁架中的主内力占总内力的80%以上，所以主内力的确定是桁架中内力的主要部分。也就是说，桁架的内力主要是轴力，而由于不符合理想情况的附加弯矩的影响是次要的。本章只讨论理想桁架计算问题，即桁架主内力的计算。
理想桁架是各直杆在两端用理想铰相连接而组成的几何不变体系，其组成杆件分为弦杆和腹杆两种。弦杆又分为上弦杆和下弦杆，腹杆包括竖杆和斜杆，如图5-4所示为平行弦桁架中杆件构成情况。
图5-4 桁架各部分名称
三、静定平面桁架的分类
关于切实做好征地拆迁管理工作的紧急通知平面桁架可从以下几个方面进行分类。
按照外形可以分为平行弦桁架（图5-5(a)）、三角形桁架（图5-5(b)）、折弦桁架（图5-5(c)，当上弦结点位于一抛物线上时称为抛物线形桁架）和梯形桁架（图5-5(d)）。
图5-5 桁架按外形分类
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（a）平行弦桁架（b）三角形桁架（c）折弦桁架（d）梯形桁架按支座反力的性质可以分为梁式桁架（无推力桁架，如图5-5所示各桁架）和拱式桁架（有推力桁架，如图5-6(a)所示）。
按几何组成特征可以分为简单桁架、联合桁架和复杂桁架。
（1）简单桁架
它是由基础或一个基本铰结三角形依次增加二元体而形成的桁架结构，如图5-5中所有桁架均为简单桁架。
（2）联合桁架
它是由几个简单桁架按几何不变体系的组成规律而形成的桁架结构，如图5-6所示。
图5-6 联合桁架示例
图5-7 复杂桁架示例
（3）复杂桁架
不是按简单桁架或联合桁架几何组成方式而形成的桁架，称为复杂桁架，如图5-7所示。复杂桁架的几何组成有时无法根据第二章所讲的几何组成规则来判别其几何组成，需用其他方法（如零荷载法等）来判定。
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