Truss是什麼?淺談桁架結構應用
Truss一詞源自古代法文Trousse,意思是「將許多東西連結在一起,
形成一個集合」,現在則用來描述許多元件組成的物體。
在建築工程名詞中,Truss(桁架)代表「只由二力元件(two-force member)組成,
組裝後如同單一物體」的結構,
在上述這個定義下組成的任意形狀,就稱為Truss結構。
一般來說,桁架結構都會包含直杆結構以及5個以上的三角形,
且各元件的末端以結構節點連接,讓外力只會作用在端點上,當一元件受到的
轉矩時無法傳遞到其他元件,進而維持結構穩定。
簡易Truss結構就是三角形組成的桁架,三角形只要確定各邊長度,
形狀就不會改變,相較於四邊形,在結構上更穩定,因此經常出現在Truss結構中。
簡易Truss結構主要由二根斜向的椽架及水平托梁組成,
常見於屋頂、自行車及飛機。
當Truss結構位在同一個平面時,稱為平面Truss結構,將多個平面Truss結構
平行排列,就可以組成屋頂或橋梁,例如單柱桁架(king post truss)、
雙柱桁架(queen post truss),都是橋樑中常見的結構。
平面Truss結構比起實心的樑柱,在重量及成本上都更低,
可以在節省材料的同時,以更低的成本打造相同強度的結構。
立體Truss結構也就是所謂的四面體,以6個邊、4個接點、4個三角形
組成三維框架,常見於廠房、倉庫屋頂、橋樑結構以及大型的獨立電塔。
除了上述3種常見的Truss結構之外,根據實際工程應用,
還可以發展出許多不同的Truss結構,例如坡頂桁架(pitched truss)、
平行弦桁架(parallel chord truss)、扁桁架(flat truss)、普拉特桁架(Pratt truss)、
弓弦桁架(Bowstring truss)等等,
基本上只要滿足上述Truss結構的定義,
都能在工程結構上提供穩定的支撐效果。
桁架橋(英語:truss bridge)是橋梁的一種形式,
這種橋的主體類似屋子裡的「桁」,「桁」原本是指屋頂下面托住椽子的橫木,
這種結構是由短木梁發展成的堅固三角形連結組合而成,
而後發展成鋼鐵結構,應用到橋梁構築時會再用一個架子支撐橋體
,一般跨距較大的鋼橋,為了避免梁的深度太大而看起來笨重,
多會採用桁架橋的設計方式,
早期的桁架都是以平面形式出現,工程師一般通過布置水平支撐的方式,
解決其平面外的穩定問題。而後出現的空間桁架,構件則在三個維方向布置,
其橫斷面常為三角形或矩形等,大大提高了桁架的整體穩定性,
適用於現代大跨度空間結構。
空間桁架,在建築和結構工程中,是一種剛性,輕質,桁架狀結構,
構造組成一個幾何樣式,由幾何圖案中的互鎖支柱構成。
空間桁架通常運用一個多向間距,是由張力桿和壓力桿組成的結構,
結構處在三度空間的受力狀態下,無論哪一類桁架,能承受來自各個
方向的載荷,對抗震大垮距的建築物更能發揮功用。
種類有平面桁架,曲面式空間桁架,平頂式空間桁架等三種,
桁架結構中的桁架指的是桁架樑,是格構化的一種梁式結構。
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。
平面桁架是一個
讓所有成員和節點屬於平面,
而空間桁架的成員節點
可以延伸到立體層面…………