在土木工程中有哪些不同类型的桁架?

桁架结构-基础

每根桁架都由一张三角形网组成。它们放在一起的方式使重量均匀分布成为可能。使用桁架的结构也能够处理变化的拉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是由直杆构件构成的。每个成员的末端都附着在称为节点的关节上。

此外，每个桁架都有三个基本元素:

• 最常受压的桁架的上弦。
• 最常处于紧张状态的底和弦。
• 两和弦之间的支撑。

桁架的形成使结构能够承受沉重的载荷。当和弦提供了抗压缩和拉力的能力时，就会出现这种情况。桁架使用的其他原因包括:

• 实现大跨越。
• 使建筑物的重量最小化。
• 减少偏差。

类型的桁架

桁架结构有三种基本形式。

• 简单桁架具有奇异的三角形结构，最常用于屋顶的建造。

• 平面桁架是二维的。当所有杆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。这方面的一个例子就是电力或电信塔。

在这三种基本类型中，是多年来发展起来的不同种类的桁架。

普拉特桁架

普拉特·特拉斯是发展于19世纪．它由受压的垂直构件和受拉的对角构件组成。这种设计是有效的，因为它使较少的钢被用于对角构件。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是垂直的。它对于成本效益最重要的简单结构的建造是最有利的。当载荷不是垂直的时候，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。它的确切历史并不为人所知，但詹姆斯·沃伦(James Warren)在1848年首次为该设计申请了专利。

这个桁架的设计由等边三角形组成。这使得荷载能够均匀地分布在结构上。然而，结构不是很好地分配重量在点荷载下，所以是最好的使用时，跨越荷载是存在的。

K桁架

的K桁架是由菲尔普斯·约翰逊发明的，他是加拿大蒙特利尔自治领桥梁公司的首席执行官。它是普拉特·特拉斯的更复杂版本。这两种设计的主要区别是，在K型桁架中，垂直构件较短。这意味着抗屈曲的阻力得到了提高。

这种桁架设计的主要问题是，构件并不总是像预期的那样表现。它们可能在某些载荷下处于压缩状态，在其他载荷下处于张力状态。这使得我们很难在最佳水平上进行设计。

豪桁架

这种桥梁设计是由美国建筑师威廉·豪开发．设计的基础是类似的普拉特桁架。然而，对角梁向桥中心倾斜，而在普拉特桁架设计中，它们向外倾斜。

这意味着一个豪桁架的对角成员是在压缩和普拉特桁架的对角成员是在张力。这两种桁架通常用于类似的情况，但普拉特桁架往往有更多的卸载成员比豪桁架。

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有一个重复的V图案的网络成员。这些桁架比其他类型的桁架更依赖于对角构件。这使得他们能够高效地将负载传输到支架上。

除了基本设计之外，还有其他版本的芬克桁架。这些版本包括双芬克和风扇桁架。

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中空的中心安装。

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一个框架而不是桁架。

这种桁架设计被称为Mansard屋顶或“法国屋顶”，这在法国特别流行。

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。