桁架结构：杆件或桁架

1. 概念

• 桁架结构是由多个直杆在节点(joint)处连接而成的结构。

• 杆件主要承受轴向力（拉力或压力），弯曲较小，从而最大限度地利用了材料的承载能力。

• 常见的形状：三角形，因为三角形是最稳定的几何形状。

2. 主要组成部分

1. 受力杆件

   • 上弦杆 (top chord)：通常承受压力。

   • 下弦杆 (bottom chord)：通常承受拉力。

   • 斜杆 (diagonal members)：传递节点之间的力，稳定结构。

   • 竖杆 (vertical members)：增加刚度并均匀分配载荷。

2. 节点连接 (joints)

   • 焊接、螺栓或销连接。

   • 计算中的假设：节点是理想铰链（仅传递轴向力，不传递弯矩）。

3. 桁架分类

• 按形状：

  • 三角形桁架。

  • 普拉特桁架、豪伊桁架、沃伦桁架（常用于桥梁、工业厂房屋顶）。

• 按平面：

  • 平面桁架 (2D)。

  • 空间桁架 (3D) → 用于拱顶、体育馆屋顶、大型厂房。

• 按材料：

  • 钢、钢筋混凝土、木材、铝（钢材最为常见）。

4. 应用

• 工业建筑：厂房、棚屋、仓库、体育馆。

• 桥梁道路：钢桁架桥、铁路桥、人行桥。

• 建筑：拱顶、玻璃屋顶、展览空间。

• 临时结构：脚手架、支撑框架。

5. 优点&缺点

优点：

• 轻巧但承载力好（由于合理的拉力-压力分布）。

• 跨度大（50-100米，甚至更大）。

• 与实心梁相比，节省材料。

• 施工安装迅速。

缺点：

• 结构空洞→笨重，占用空间大。

• 许多连接点→如果施工不规范，容易出现错误。

• 维护困难（钢材防锈涂漆、清洁）。