桁架模式是一種大跨度鋼管輕質(zhì)混凝土結(jié)構(gòu)，它通過使用高強度的鋼材和混凝土來提供良好的承載能力和剛度。這種結(jié)構(gòu)通常用于橋梁、高層建筑和其他大型結(jié)構(gòu)的建設(shè)。與實腹梁相比，桁架模式具有以下優(yōu)勢：桁架模式的結(jié)構(gòu)形式更為靈活，能夠適應(yīng)更復(fù)雜的設(shè)計和更大的跨度要求。由于其輕質(zhì)的特性，桁架模式在施工過程中可以節(jié)省大量的材料和勞動力成本。桁架模式還具有更好的耐久性和抗腐蝕性能，能夠承受更高的荷載和惡劣的環(huán)境條件。桁架模式的維護(hù)和檢修也相對簡單，降低了長期的運營成本。桁架模式在大跨度鋼管輕質(zhì)混凝土結(jié)構(gòu)中具有顯著的優(yōu)勢，是未來建筑發(fā)展的重要方向之一。

桁架模式概述

定義及歷史演變

桁架是一種由多根小截面桿件組成的“空腹式的大梁”，屬于梁式構(gòu)件，是靜定結(jié)構(gòu)。它最早應(yīng)用于木橋和屋架上，古羅馬人利用桁架修建了特雷江橋的上部結(jié)構(gòu)，文藝復(fù)興時期，意大利建筑師也開始采用木桁架建橋。英國最早的金屬桁架建于1845年，隨后出現(xiàn)了多種形式的桁架，如朗式、湯式、豪式等。

結(jié)構(gòu)特點

• 主要結(jié)構(gòu)特點：桁架的跨中主要結(jié)構(gòu)特點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(yīng)結(jié)構(gòu)內(nèi)部的彎矩剪力分布。
• 抗彎與抗剪能力：由于水平方向的拉、壓內(nèi)力實現(xiàn)了自身平衡，整個結(jié)構(gòu)不對支座產(chǎn)生水平推力。桁架梁相比實腹梁，在抗彎方面由于將受拉與受壓的截面集中布置在上下兩端，增大了內(nèi)力臂，使得以同樣的材料用量，實現(xiàn)了更大的抗彎強度。在抗剪方面，通過合理布置腹桿，能夠?qū)⒓袅χ鸩絺鬟f給支座。

桁架的分類

按外形分類

• 簡單桁架：由一個基本鉸結(jié)三角形依次增加二元體組成。
• 聯(lián)合桁架：由幾個簡單桁架按幾何不變體系的簡單組成規(guī)則聯(lián)合組成。
• 復(fù)雜桁架：不同于前兩種的其它靜定桁架。

按所受水平推力分類

• 無推力的梁式桁架：掏空率大，上下弦桿抗彎，腹桿主要抗剪，受力合理，用材經(jīng)濟。
• 有推力的拱式桁架：拱圈與拱上結(jié)構(gòu)聯(lián)為一體整體性好，便于施工，跨越能力強，節(jié)省鋼材料。

桁架的應(yīng)用領(lǐng)域

桁架結(jié)構(gòu)常用于大跨度的廠房、展覽館、體育館和橋梁等公共建筑中。由于其截面可以作得很高，就具備了大的抗彎能力，而撓度小，這就能適合比實腹梁更大的跨度，而且省料，自重小。桁架通常也被稱作屋架，適用于各種跨度的建筑屋蓋結(jié)構(gòu)。

桁架的最新發(fā)展

近年來，隨著建筑技術(shù)的不斷進(jìn)步，桁架結(jié)構(gòu)也在不斷創(chuàng)新和發(fā)展。例如，構(gòu)建了大跨度空間新型管桁架結(jié)構(gòu)體系，提出了新型結(jié)構(gòu)體系的實用設(shè)計方法。系統(tǒng)地研究了鋼管輕質(zhì)混凝土新型桁架結(jié)構(gòu)的破壞模式和承載力相關(guān)關(guān)鍵參數(shù)，并針對大跨度鋼管輕質(zhì)混凝土桁架結(jié)構(gòu)，首次提出了在不同跨度條件下桁架結(jié)構(gòu)經(jīng)濟幾何設(shè)計參數(shù)的取值范圍和實用設(shè)計方法。

總之，桁架作為一種重要的結(jié)構(gòu)形式，不僅在傳統(tǒng)建筑中發(fā)揮著重要作用，在現(xiàn)代建筑中也展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。

桁架結(jié)構(gòu)在現(xiàn)代建筑中的應(yīng)用案例

桁架結(jié)構(gòu)與實腹梁比較優(yōu)勢

桁架結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本原則

桁架結(jié)構(gòu)未來發(fā)展趨勢預(yù)測