[科普中國]-空間桁架

空間桁架，即球節(jié)架，屬于輕便剛性結(jié)構(gòu)構(gòu)造組成一個(gè)幾何樣式。球節(jié)架通常運(yùn)用一個(gè)多向間距，是由張力桿和壓力桿組成的結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)處在三度空間的受力狀態(tài)下，無論哪一類桁架，能承受來自各個(gè)方向的載荷，對抗震大垮距的建筑物更能發(fā)揮功用。

簡介空間桁架，即球節(jié)架，屬于輕便剛性結(jié)構(gòu)構(gòu)造組成一個(gè)幾何樣式。球節(jié)架通常運(yùn)用一個(gè)多向間距，是由張力桿和壓力桿組成的結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)處在三度空間的受力狀態(tài)下，無論哪一類桁架，能承受來自各個(gè)方向的載荷，對抗震大垮距的建筑物更能發(fā)揮功用。

種類有平面桁架，曲面式球節(jié)架，平頂式球節(jié)架等三種，優(yōu)點(diǎn)重量輕，可做成各種造型。平面桁架是一個(gè)讓所有成員和節(jié)點(diǎn)屬于平面，而球節(jié)架的成員節(jié)點(diǎn)可以延伸到立體層面。1

概述基本單元常用的如四角錐單元和三角錐單元，由這些基本單元組成完整的球節(jié)架系統(tǒng)。1

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歷史1930年代德國MERO創(chuàng)造出球節(jié)架系統(tǒng)。

1970年大阪世界博覽會(huì)展現(xiàn)出這種特殊的結(jié)構(gòu)魅力。1

幾何最常見的幾何形狀是根據(jù)正多面體。最簡單的形式是鋁或鋼管三角形。在許多方面，這看起來像是一個(gè)水平三角形正反，反復(fù)多次，使之更廣泛。更強(qiáng)的純形式是由相互關(guān)聯(lián)的四面體金字塔中，所有的支柱有單位長度。技術(shù)上更是被稱為各向同性向量矩陣或一個(gè)單位寬度的八向桁架。更為復(fù)雜的變化改變長度的支柱，以曲線的整體結(jié)構(gòu)或可能納入其他幾何形狀。1

材料管材料（圓形，方形）或是節(jié)點(diǎn)，有鋼、鋁、不銹鋼、工程塑膠、車削件或木頭等可供選擇。1

構(gòu)件、系統(tǒng)主要概分為兩大構(gòu)件，平板式與圓球式。主要概分為四大系統(tǒng)，德國MERO；新加坡RAMCO-YKK；日本NIPPON STEEL；美國STARNRT。1

運(yùn)用現(xiàn)今橋梁、體育館、機(jī)場、車站等大尺寸及特殊造型建物上廣泛使用。球節(jié)架，是一個(gè)越來越普遍的建筑技術(shù)，尤其適用于大型屋頂覆蓋，例：商業(yè)和工業(yè)廠房大門屋檐?，F(xiàn)今容量更大的便攜式階段和照明支架，也經(jīng)常建造球節(jié)架和八向桁架。管式球節(jié)架也被廣泛用于生產(chǎn)現(xiàn)代摩托車和汽車，但單體車身已較為常見，用在最新的化身自行車設(shè)計(jì)。

建筑物球節(jié)架顯著的例子是：

臺(tái)北捷運(yùn)淡水線沿線捷運(yùn)站。

高雄國立科學(xué)工藝博物館一樓大廳。

桃園國際機(jī)場二期航站出境大廳。

盧浮宮入口處的金字塔。

倫敦斯坦斯特德機(jī)場。

香港中銀大廈。

羅杰斯與龐畢度文化中心。

麥考密克會(huì)展中心。

伊甸園計(jì)劃。

斯德哥爾摩環(huán)球競技場。

生物圈2號(hào)。1

素質(zhì)考慮方便攜帶：球節(jié)架可被完全拆除，物品正常放于集裝箱由卡車方便運(yùn)送。此外，這種類型的結(jié)構(gòu)明顯輕于其他任何類型的結(jié)構(gòu)。這樣可以節(jié)省運(yùn)輸和可能帶來的所有元素的結(jié)構(gòu)，現(xiàn)場沒有任何問題?；谶@個(gè)原因球節(jié)架適合出口。

消除焊接工作：不需焊接。

支撐結(jié)構(gòu)是在兩個(gè)主要方向，給它很大的剛性，這是一個(gè)很大的優(yōu)勢。

可以減輕70%～80%重量，節(jié)省大量水泥和模板。1

參見正多面體

底盤

張拉整體

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

周敏 - 副教授 - 西南大學(xué)