土木工程中使用的桁架类型有哪些?

桁架结构-基础

每个桁架都由三角形组成。它们放在一起的方式使重量均匀分布成为可能。使用桁架结构也能够处理变化的张力和压缩而不弯曲或遭受破坏。

桁架中的每个三角形单元都由直构件构成。每个构件的末端连接到称为节点的节点上。

此外，每个桁架都有三个基本元素:

• 桁架上最常受压的顶弦。
• 最下面的和弦最常处于紧张状态。
• 两和弦之间的支撑

桁架的形成使结构能承受重载荷。当琴弦对压缩和张力提供阻力时，就会发生这种情况。使用桁架的其他原因包括:

• 实现大跨越。
• 最小化结构的重量。
• 减少偏差。

类型的桁架

桁架结构有三个基本版本。

• 简单桁架有一个奇异的三角形结构，最常用于屋顶的建造。

• 平面桁架是二维的。当所有的构件和节点都在一个平面上时，这种桁架就存在了。

• 空间框架桁架是三维的。一个例子是电力或电信塔。

在这三种基本类型的桁架是不同的品种，已经发展多年。

普拉特桁架

普拉特·特拉斯是在19世纪发展起来的．它由受压的垂直构件和受压的对角线构件组成。这种设计是有效的，因为它使更少的钢使用在对角线成员。这也使得桁架更容易建造。

这种类型的桁架最常用的水平跨度，力主要是垂直的。对于成本效益最为重要的简单结构的建造来说，这是最有利的。当负载不是垂直的时候，桁架就不能很好地工作。

沃伦桁架

的沃伦桁架是当今最常用的桁架设计之一。它的确切历史不为人知，但詹姆斯·沃伦在1848年首次申请了该设计的专利。

这个桁架的设计由等边三角形组成。这使得负载可以均匀地分布在整个结构中。然而，在点荷载作用下，该结构不善于分配重量，因此最好在跨载作用下使用。

K桁架

的K桁架是由加拿大蒙特利尔道明尼桥公司的菲尔普斯·约翰逊发明的。这是普拉特桁架更复杂的版本。两种设计的主要区别是K桁架的竖向构件较短。这意味着抗屈曲能力得到了提高。

这种桁架设计的主要问题是构件的性能不总是如预期的那样。它们可能在某些载荷作用下处于压缩状态，在其他载荷作用下处于拉伸状态。这使得设计难以达到最佳水平。

豪桁架

这种类型的桥梁设计由美国建筑师威廉·豪设计．该设计的基础类似于普拉特桁架。然而，斜梁向桥的中心倾斜，而在普拉特桁架设计中，他们向外倾斜。

这意味着Howe桁架的对角构件处于压缩状态，而Pratt桁架的对角构件处于拉伸状态。这两种类型的桁架常用于类似的情况，但普拉特桁架往往有更多的空载成员比豪桁架。

芬克桁架

芬克桁架是由阿尔伯特·芬克．这个设计的基本形式是由形成一个重复的V形图案的网构件组成的。这些桁架比其他类型的桁架更依赖对角线构件。这使得它们能够有效地将负载传输到支架上。

还有其他版本的芬克桁架以及基本设计。这些版本包括双翅和风扇桁架。

踝关节桁架

的踝关节桁架用于屋顶建筑。它有两个不同的斜坡，斜坡从中心开始变陡。桁架有一个向外突出的形状，这意味着它可以很容易地有一个空心中心安装。

在建造像谷仓这样的建筑时，木材的使用意味着这种设计更像是一个框架而不是桁架。

这种桁架设计的衍生品被称为Mansard屋顶或“法国屋顶”，在法国特别流行。

每一种桁架设计在结构的建造中都是有用的。决定使用哪种桁架需要作为整体设计过程的一部分。