桁架是什么意思 桁架的作用和优缺点

一、桁架是什么意思

桁（héng）架（jià）（truss）：一种由杆件彼此在两端用铰链连接而成的结构。桁架由直杆组成的一般具有三角形单元的平面或空间结构，桁架杆件主要承受轴向拉力或压力，从而能充分利用材料的强度，在跨度较大时可比实腹梁节省材料，减轻自重和增大刚度。

“桁”字念“héng”，由于“桁”字较少使用，误被念为“háng”（行），故此，“行架”由此得名。桁架是由杆件通过焊接、铆接或螺栓连接而成的支撑横梁结构，称为“桁架”。

常用的桁架有钢桁架、钢筋混凝土桁架、预应力混凝土桁架、木桁架、钢与木组合桁架、钢与混凝土组合桁架。

二、桁架的作用

桁架是一种用来支撑和加固结构的构件，它主要由多个杆件和节点组成。桁架的作用有很多，包括承载和传递荷载、抵抗变形、提供稳定性和刚度、分散荷载并保持结构的整体性等。

1、承载和传递荷载

通过合理设计和安排杆件，桁架可以将受力点的荷载均匀分散到各个杆件上，从而保证结构的稳定性和安全性。桁架通常可以承受较大的荷载，使得其在大跨度和高层建筑中得到广泛应用。

2、抵抗变形

桁架采用三角形布置的杆件结构，这种结构形式使得桁架具有较高的刚度和抗弯能力。在受到外力作用下，桁架可以通过其杆件之间的相互约束，减小结构的变形，保证结构的稳定性和正常工作。

3、提供稳定性和刚度

由于桁架的杆件由节点连接而成，其杆件之间的相互约束可以有效地提高结构的刚度，使得结构具有更好的抗震和抗风能力。此外，桁架还能够保持结构的稳定性，防止结构发生屈曲或失稳等问题。

4、分散荷载并保持结构的整体性

在桥梁、大型体育馆等大跨度结构中，桁架可以将荷载均匀传递到各个杆件上，从而避免局部结构受力过大而造成破坏。此外，桁架还能够保持整个结构的整体性，使得结构的组成部分之间的位移和变形保持一致，从而更好地保证结构的安全性和稳定性。

三、桁架的优缺点

1、桁架的优点

（1）可重复使用：桁架的组件可以被拆卸并重复使用，这种结构的可重复性更加节约了资源，这是框架结构所不具备的。

（2）强度高：桁架结构由各种大小的杆件和节点组成，它们能够均衡地分散载荷并承受荷载，使整个结构强度更高。

（3）建造速度快：相比传统的混凝土建筑，桁架的建造时间更短，因为建筑工人可以在一个厂房内制造和预制这些构件，然后将它们拼接在工地上。这样大大提高了施工效率。

（4）空间利用率高：相对于其他结构形式，桁架结构中的空间所占比例较小，因此能够增加可使用的建筑空间。这也是桁架建筑物在机场、商场、展览中心等场所广泛使用的原因之一。

（5）良好的设计性：桁架结构是通过计算机软件进行设计和优化的，因此能够更好地满足设计师的需求。

2、桁架的缺点

（1）难于施工：桁架结构的组装需要更高的精度水平和更高的成本。需要设计师和施工团队有更高的技能水平和经验。

（2）维护成本较高：与其他结构相比，桁架结构的维护和修缮成本更高。由于桁架构件之间需要进行拼接，这些连接部分容易受到疲劳和应力问题的影响，这就需要定期的检查和维护。

（3）需要高质量的材料和制造工艺：为了保证桁架结构的强度和稳定性，需要使用高质量的材料和精确的制造工艺。

（4）热量阻挡：桁架结构中的窄小空间结构对于热量传递是非常困难的，这就涉及到空调和供热设备的设计问题。