桁架单元是 XYZ 坐标系中允许任意方向的双节点构件。桁架仅传递轴向力，且通常是三自由度 (DOF) 单元。桁架用于对塔、桥梁和建筑物等结构进行建模。
假定三维 (3D) 桁架单元的横截面面积恒定，且可用于线性弹性分析。线性弹性材料行为仅由弹性模量定义。线性桁架还可用于模拟平动和位移边界条件。
根据定义，桁架不能有旋转 DOF，即便在应用边界条件时已释放这些 DOF 也是如此。您可以根据需要应用平动自由度。
图 1：桁架单元公式
何时使用桁架单元
- 单元长度远远大于宽度或深度（大约 8-10 倍）。
- 使用不传递力矩的枢纽将单元连接到模型的其余部分。
- 仅对连接处施加外部作用力。
桁架单元参数
在“单元定义”对话框的“横截面面积”字段中，指定每个桁架单元部件的横截面面积。此值必须大于零，且对分析必不可少。若要对此部件执行热应力分析，请在“无应力参考温度”字段中指定此部件中的单元未产生热感应应力时测量得到的温度。使用在节点数据行上指定的平均温度，可计算基于单元、且与热增长约束关联的载荷。参考温度用于计算温度变化。热载荷可用于实现其他类型的构件载荷。对于这些情况，请使用等效温度变化 (dT)。
使用桁架单元的注意事项
- 确保已定义单位制。
- 确保模型使用结构分析类型。
- 对于要成为桁架单元的部件，请在其“单元类型”标题上单击鼠标右键。
- 选择“桁架”命令。
- 对于要成为桁架单元的部件，请在其“单元类型”标题上单击鼠标右键。
- 选择“编辑单元定义”命令。
- 在“单元定义”对话框的“横截面面积”字段中键入值。
- 如果要运行热应力分析，请在“无应力参考温度”字段中键入值。这是模型中不存在应力时测量得到的温度。此温度与节点温度之差将产生应力。
- 按“确定”按钮。
使用桁架单元对初始失拟进行建模
以下方程可用于计算与桁架构件在两个点之间的初始失拟关联的等效温度变化。正值表示单元最初太短。
其中：
其中：
T avg = 两个桁架单元节点的平均节点温度。
T sf = 部件的无应力参考温度。
D = 桁架单元的延伸度或收缩度。
α = 部件的热膨胀系数。
L = 桁架单元的无载长度。
使用桁架单元对初始预应力进行建模
以下方程可用于计算与初始应力（该应力使桁架构件变形，以便在两个点之间拟合）关联的等效温度变化。
其中：
其中：
T avg = 两个桁架单元节点的平均节点温度。
T sf = 部件的无应力参考温度。
P = 桁架单元中的轴向力。
E = 桁架单元的弹性模量。
A = 桁架单元的横截面面积。
α = 部件的热膨胀系数。
力 P 是结构的其余部分没有力时桁架单元中的初始力。如果结构的其余部分是无限刚性的，则分析结果是加热桁架单元中的轴向力 P。由于结构并非无限刚性，因此预载会导致结构变形并释放部分热预载。如果要载荷 P 表示桁架中的极限载荷（结构在预载的作用下发生变形之后），请参见梁预载页面中的相关方法。