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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。

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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。

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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。

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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。

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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,

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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。

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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,

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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。

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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。

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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。

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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…………

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