空间桁架

科技工作者之家 2020-11-17

空间桁架,即球节架,属于轻便刚性结构构造组成一个几何样式。球节架通常运用一个多向间距,是由张力杆和压力杆组成的结构,结构处在三度空间的受力状态下,无论哪一类桁架,能承受来自各个方向的载荷,对抗震大垮距的建筑物更能发挥功用。

简介空间桁架,即球节架,属于轻便刚性结构构造组成一个几何样式。球节架通常运用一个多向间距,是由张力杆和压力杆组成的结构,结构处在三度空间的受力状态下,无论哪一类桁架,能承受来自各个方向的载荷,对抗震大垮距的建筑物更能发挥功用。

种类有平面桁架,曲面式球节架,平顶式球节架等三种,优点重量轻,可做成各种造型。平面桁架是一个让所有成员和节点属于平面,而球节架的成员节点可以延伸到立体层面。1

概述基本单元常用的如四角锥单元和三角锥单元,由这些基本单元组成完整的球节架系统。1

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历史1930年代德国MERO创造出球节架系统。

1970年大阪世界博览会展现出这种特殊的结构魅力。1

几何最常见的几何形状是根据正多面体。最简单的形式是铝或钢管三角形。在许多方面,这看起来像是一个水平三角形正反,反复多次,使之更广泛。更强的纯形式是由相互关联的四面体金字塔中,所有的支柱有单位长度。技术上更是被称为各向同性向量矩阵或一个单位宽度的八向桁架。更为复杂的变化改变长度的支柱,以曲线的整体结构或可能纳入其他几何形状。1

材料管材料(圆形,方形)或是节点,有钢、铝、不銹钢、工程塑胶、车削件或木头等可供选择。1

构件、系统主要概分为两大构件,平板式与圆球式。主要概分为四大系统,德国MERO;新加坡RAMCO-YKK;日本NIPPON STEEL;美国STARNRT。1

运用现今桥梁、体育馆、机场、车站等大尺寸及特殊造型建物上广泛使用。球节架,是一个越来越普遍的建筑技术,尤其适用于大型屋顶覆盖,例:商业和工业厂房大门屋檐。现今容量更大的便携式阶段和照明支架,也经常建造球节架和八向桁架。管式球节架也被广泛用于生产现代摩托车和汽车,但单体车身已较为常见,用在最新的化身自行车设计。

建筑物球节架显著的例子是:

台北捷运淡水线沿线捷运站。

高雄国立科学工艺博物馆一楼大厅。

桃园国际机场二期航站出境大厅。

卢浮宫入口处的金字塔。

伦敦斯坦斯特德机场。

香港中银大厦。

罗杰斯与庞毕度文化中心。

麦考密克会展中心。

伊甸园计划。

斯德哥尔摩环球竞技场。

生物圈2号。1

素质考虑方便携带:球节架可被完全拆除,物品正常放于集装箱由卡车方便运送。此外,这种类型的结构明显轻于其他任何类型的结构。这样可以节省运输和可能带来的所有元素的结构,现场没有任何问题。基于这个原因球节架适合出口。

消除焊接工作:不需焊接。

支撑结构是在两个主要方向,给它很大的刚性,这是一个很大的优势。

可以减轻70%~80%重量,节省大量水泥和模板。1

参见正多面体

底盘

张拉整体

本词条内容贡献者为:

周敏 - 副教授 - 西南大学

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