你不知道桁架結構,不來了解一下?

  • 發布時間:2020-05-11 12:00
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    傳統桁架是由幾何形狀不變的三角形單元組成的剛性結構。構件主要承受軸向拉伸壓力,結構效率很高。桁架結構對于空間結構的懸臂和跨的主題幾乎是無所不能的。今天從桁架的歷史發展入手,介紹了三角桁架、梁桁架、空腹桁架、空間桁架等形式,以及相應的經典案例。早在兩千年前,人類的祖先就發現了三角形的穩定性原理,并發明了三角形,廣泛應用于古代房屋的木質屋頂上。三角形桁架與梁、拱一樣,是古建筑中實現跨越的重要手段。
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    三角形桁架的基本原理是三角形桁架的形狀與簡支梁在跨內集中荷載作用下的彎矩圖一致。它比梁結構更有效,它不會像拱那樣產生對支撐的推力。早期三角形桁架只有兩根對角頂弦和一根水平底弦。然后,根據經驗,嘗試在三角形弦的中點增加三個網桿,演變出單桿桁架和雙桿桁架兩種基本形式。1793年由Kingposttruss建造的第一座鑄鐵橋,單柱和雙柱屋架在相當長的歷史中并沒有太大的變化。直到19世紀中葉,各種現代桁架形式相繼出現,如豪威爾桁架、芬克桁架、沃倫桁架、普拉特桁架等。桁架材料不再局限于木材,越來越多地使用鋼鐵。
 
    三角桁架的基本形式和演變是在大跨度結構中進行的。最早的記錄是由bertakur在1818年設計和建造的莫斯科馬術體育館。建筑長、寬160x50m,大跨度木三角桁架跨度沿50m短邊布置,間距5.8m。它的跨度比同時期的傳統建筑要大得多。三角桁架中嵌入三層梯形桁架,以抵抗巨大且不均勻的雪荷載。莫斯科馬術體育館,betakur,1818,頂部弦呈現變截面,符合軸向壓力的變化趨勢。超長底弦桿承受著巨大的拉力,它是由兩層木材構成的。桁架之間還布置有許多連接構件,桁架之間用螺栓緊密連接,形成一個穩定的整體。
 
    200年前的桁架設計體現了各地設計師的創造力。梁式桁架,又稱平行弦桁架,是19世紀中葉突然出現的一種形式。當時,隨著美國西部的發展,對鐵路橋的需求迅速增加。木橋是當時橋梁的主流,大多采用歐洲傳統的拱橋技術。在均勻荷載作用下,拱橋的承載力很大,但在列車不均勻移動荷載作用下,拱橋的變形很大。因此,拱橋與加筋土剛架組合在木橋中得到了廣泛的應用。經過多次實踐,發現只要加勁框架足夠堅固,拱甚至可以省略。于是各種新型桁架紛紛出現,梁桁架的時代開始了。

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