桁架展覽展示

桁架一般都是用鋼鐵材質焊成的框架式結構，有主管、副管、斜管等焊接而成，起到對懸掛物加強固定作用。由直桿組成的一般具有三角形單元的平面或空間結構。在荷載作用下，桁架桿件主要承受軸向拉力或壓力，從而能充分利用材料的強度，在跨度較大時可比實腹梁節省材料，減輕自重和增大剛度，故適用於較大跨度的承重結構和高聳結構，如屋架、橋樑、輸電線路塔、衛星發射塔、水工閘門、起重機架等。在選擇桁架形式時，應綜合考慮桁架的用途、材料、支承方式和施工條件，在滿足使用要求的前提下，力求製造和安裝所用的材料和勞動量為最小。

基本介紹

• 中文名：桁架
• 用於：廠房、展覽館、體育館和橋樑
• 定義：鋼鐵材質焊成的框架式結構
• 作用：起到對懸掛物加強固定作用

桁架的用途

桁架結構（Truss structure）中的桁架指的是桁架梁，是格構化的一種梁式結構。由桿件通過焊接、鉚接或螺栓連線而成的支撐橫樑結構，稱為“桁架”。桁架結構常用於大跨度的廠房、展覽館、體育館和橋樑等公共建築中。由於大多用於建築的屋蓋結構，桁架通常也被稱作屋架。

桁架常識

“桁”字念“heng”，由於“桁”字較少使用，誤被念為“hang”（行），故此，“行架”由此得名。各桿件受力均以單向拉、壓為主，通過對上下弦桿和腹桿的合理布置，可適應結構內部的彎矩和剪力分布。由於水平方向的拉、壓內力實現了自身平衡，整個結構不對支座產生水平推力。結構布置靈活，套用範圍非常廣。桁架梁和實腹梁（即我們一般所見的梁）相比，在抗彎方面，由於將受拉與受壓的截面集中布置在上下兩端，增大了內力臂，使得以同樣的材料用量，實現了更大的抗彎強度。在抗剪方面，通過合理布置腹桿，能夠將剪力逐步傳遞給支座。這樣無論是抗彎還是抗剪，桁架結構都能夠使材料強度得到充分發揮，從而適用於各種跨度的建築屋蓋結構。更重要的意義還在於，它將橫彎作用下的實腹梁內部複雜的應力狀態轉化為桁架桿件內簡單的拉壓應力狀態，使我們能夠直觀地了解力的分布和傳遞，便於結構的變化和組合。

桁架的歷史演變

桁架在建造木橋和屋架上最先見諸實用。古羅馬人用桁架修建橫跨多瑙河的特雷江橋的上部結構（發現於羅馬的浮雕中，文藝復興時期，義大利建築師（拔拉雕Palladio）也開始採用木桁架建橋出現朗式、湯式、豪式桁架。英國最早的金屬桁架是在1845年建成的，適合湯式木桁架相似的格構桁架，第二年又採用了三角形的華倫式桁架 。

結構分類

三角形桁架

在沿跨度均勻分布的節點荷載下，上下弦桿的軸力在端點處最大，向跨中逐漸減少；腹桿的軸力則相反。三角形桁架由於弦桿內力差別較大，材料消耗不夠合理，多用於瓦屋面的屋架中。

梯形桁架

和三角形桁架相比，桿件受力情況有所改善，而且用於屋架中可以更容易滿足某些工業廠房的工藝要求。如果梯形桁架的上、下弦平行就是平行弦桁架，桿件受力情況較梯形略差，但腹桿類型大為減少，多用於橋樑和棧橋中。

多邊形桁架

也稱折線形桁架。上弦節點位於二次拋物線上，如上弦呈拱形可減少節間荷載產生的彎矩，但製造較為複雜。在均布荷載作用下，桁架外形和簡支梁的彎矩圖形相似，因而上下弦軸力分布均勻，腹桿軸力較小，用料最省，是工程中常用的一種桁架形式。

空腹桁架

基本取用多邊形桁架的外形，上弦節點之間為直線，無斜腹桿，僅以豎腹桿和上下弦相連線。桿件的軸力分布和多邊形桁架相似，但在不對稱荷載作用下桿端彎矩值變化較大。優點是在節點相交會的桿件較少，施工製造方便。

產品分類

固定桁架：

桁架中最堅固的一種，可重複利用性高，唯一缺點就是運輸成本較高。產品分為方管和圓管兩種。

摺疊桁架：

最大的優點就是運輸成本低，可重複利用性稍遜。產品分為方管和圓管兩種。

蝴蝶桁架：

桁架中最具有藝術性的一種，造型奇特，優美。

球節桁架：

又叫球節架，造型優美，堅固性好，也是桁架中造價最高的一種。桁架內力特徵受力特點是結構內力只有軸力，而沒有彎矩和剪力。這一受力特性反映了實際結構的主要因素，軸力稱桁架的主內力。實際結構（如鋼筋混凝土屋架，鉚（栓）接或焊接的鋼桁架橋）中由於結點的非理想鉸結等原因，還同時存在微小的彎矩和剪力，對軸力也有很小的影響（因結點剛性和桁架桿橫截面積與慣性矩比值的大小而異，一般減小5%～0.1%），稱為次內力。考慮桁架各結點的平衡，結點承受匯交力系作用，逐次建立各結點的投影平衡方程，可求出所有的未知桿力，這種方法稱結點法，最適用於簡單桁架。求解時宜根據組成特點先判定零桿，並儘可能避免解聯立方程。有時只需求少數桿件內力或者對於聯合桁架和複雜桁架，結點法無法奏效時，需用截面法。有選擇地截斷桿件（一般不超過三桿）以桁架的局部為平衡對象，由平衡方程即可求得所需桿件軸力。對於某些桁架（如K式桁架），聯合套用結點法和截面法更有效。對於桿件很多的複雜桁架或空間桁架，最好的選擇應是計算機方法。

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