3） 背靠背桁架设计

Vertex经过了多次研究工作和升级，使得桁架设计功能满足背靠背桁架设计要求。背靠背桁架不能用与平面内桁架相同的方法来设计，因为它的不对称性和开口冷弯型钢截面的非线性弹性形变。背靠背桁架的腹杆与上下弦使用层叠式连接，所以它不能当作对称结构来考虑。作用在非对称桁架的均布外部荷载会引起横向应力，在杆件和连接设计的过程中必须考虑。

如果没有正确地检查桁架的应力分布，则不能保证杆件的安全性。除了正应力，非对称的层叠式连接会弯曲桁架的腹杆。弯矩会降低腹杆的承载力，所以需要在杆件设计时考虑进去。在平面内桁架中也会产生类似的弯矩，不过较小。这种弯矩来自于连接处的不对称性。我们使用ANSYS有限元分析软件分析了这些弯矩的大小。

在承载力图中，平面内桁架背靠背腹杆的挠度随荷载变化。在开始阶段，两根腹杆的挠度都是线性上升的。腹杆的最大承载力可以看作是当挠度不再线性变化的时候。根据ANSYS分析，背靠背腹杆具有更高的承载力，虽然弯矩也更高。这可以用弯曲的方向解释。

上弦的形变也可以使用ANSYS分析。背靠背桁架的上弦受力时绕着它的剪心弯曲。C型杆件的剪心位于横截面之外。当荷载作用在上翼缘时剪心的偏移导致杆件产生扭转应力。按照ANSYS分析，当荷载通过屋面板条作用到上弦时横截面不会绕着剪心扭转。所以扭转应力非常小，在杆件设计过程中可以不予考虑。

深入地理解背靠背桁架在荷载下的行为对于Vertex BD桁架设计发展非常重要。一些设计软件没有考虑到背靠背桁架的非对称性，所以它们的计算结果可能会出现偏差。根据我们的研究工作，非对称性对背靠背桁架的行为具有很大的影响，所以Vertex BD中对其考虑。