桁架结构中的桁架指的是桁架梁,是格构化的一种梁式结构。桁架结构常用于大跨度的厂房、展览馆、体育馆和桥梁等公共建筑中。由于大多用于建筑的屋盖结构,桁架通常也被称作屋架。桁(héng)架(jià)(truss):一种由杆件彼此在两端用铰链连接而成的结构。桁架由直杆组成的一般具有三角形单元的平面或空间结构,桁架杆件主要承受轴向拉力或压力,从而能充分利用材料的强度,在跨度较大时可比实腹梁节省材料,减轻自重和增大刚度。
"桁"字念"héng",由于"桁"字较少使用,误被念为"háng"(行),故此,"行架"由此得名。桁架的定义:由杆件通过焊接、铆接或螺栓连接而成的支撑横梁结构,称为"桁架"。
桁架的优点是杆件主要承受拉力或压力,可以充分发挥材料的作用,节约材料,减轻结构重量。常用的有钢桁架、钢筋混凝土桁架、预应力混凝土桁架、木桁架、钢与木组合桁架、钢与混凝土组合桁架。
主要结构特点各杆件受力均以单向拉、压为主,通过对上下弦杆和腹杆的合理布置,可适应结构内部的弯矩和剪力分布。由于水平方向的拉、压内力实现了自身平衡,整个结构不对支座产生水平推力。结构布置灵活,应用范围非常广。桁架梁和实腹梁(即我们一般所见的梁)相比,在抗弯方面,由于将受拉与受压的截面集中布置在上下两端,增大了内力臂,使得以同样的材料用量,实现了更大的抗弯强度。在抗剪方面,通过合理布置腹杆,能够将剪力逐步传递给支座。这样无论是抗弯还是抗剪,桁架结构都能够使材料强度得到充分发挥,从而适用于各种跨度的建筑屋盖结构。更重要的意义还在于,它将横弯作用下的实腹梁内部复杂的应力状态转化为桁架杆件内简单的拉压应力状态,使我们能够直观地了解力的分布和传递,便于结构的变化和组合。
只受结点荷载作用的等直杆的理想铰结体系称桁架结构。它是由一些杆轴交于一点的工程结构抽象简化而成的。桁架在建造木桥和屋架上最先见诸实用。古罗马人用桁架修建横跨多瑙河的特雷江桥的上部结构(发现于罗马的浮雕中),文艺复兴时期,意大利建筑师(帕拉迪奥Palladio)也开始采用木桁架建桥出现朗式、汤式、豪式桁架。英国最早的金属桁架是在1845年建成的,适合汤式木桁架相似的格构桁架,第二年又采用了三角形的华伦式桁架。受力特点是结构内力只有轴力,而没有弯矩和剪力。这一受力特性反映了实际结构的主要因素,轴力称桁架的主内力。实际结构(如钢筋混凝土屋架,铆(栓)接或焊接的钢桁架桥)中由于结点的非理想铰结等原因,还同时存在微小的弯矩和剪力(理想铰接没有),对轴力也有很小的影响(因结点刚性和桁架杆横截面积与惯性矩比值的大小而异,一般减小5%~0.1%),称为次内力。