三角桁架常识

2020-10-16

常规桁架是由几何形状不变的三角形单元组成的刚性结构,其构件主要承受轴向拉压,因此结构效率很高。桁架结构对于空间结构的悬臂和跨越主题几乎无所不能。

三角形桁架介绍:

早在2000年前,人类祖先就发现了三角形的稳定原理,发明了三角形桁架,广泛应用于古代房屋的木屋顶。三角形桁架和梁、拱一样,是实现古建筑跨度重要的方法。

三角形桁架的基本原理

三角形桁架的形状与跨中集中荷载作用下简支梁的弯矩图一致,比梁结构更高效,不会像拱一样对支座产生推力。

早期的三角形桁架只有两个倾斜的上弦杆和一个水平的下弦杆。然后人们根据经验,尝试在弦中点对应的三角形中加入三个腹杆,演化出两种基本形式:KingPostTruss和QueenPostTruss。

单柱和双柱屋架在很长的历史中没有太大的变化。直到19世纪中期,各种现代桁架形式相继出现,如豪)、芬克)、沃伦)、普拉特。桁架材料不再局限于木材,越来越多地使用铁或钢。

三角形桁架的基本形式及其演变

在大跨度结构中,现存早的记录是1818年由贝塔克鲁设计建造的莫斯科马术体育馆。建筑长宽160x50m,大跨度木三角桁架跨度沿短边50m布置,间距5.8m.其跨度远远超过同期常规建筑,三角形桁架内嵌三层梯形桁架,以抵抗巨大且不均匀的雪荷载。

上弦杆截面呈可变型,符合轴向压力的变化趋势。超长下弦承受巨大拉力,由两层木材重叠而成。桁架之间有许多连接件,通过螺栓紧密连接,形成一个稳定的整体。200年前的桁架设计,处处体现了设计师的创意。


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