桁架是现代建筑中常用的一种结构形式，它由一系列的杆件通过节点连接形成的空间结构。桁架具有重量轻、强度高、刚度大和制造方便等优点，广泛应用于桥梁、体育馆、剧院、展览馆、机场、车站等大型公共建筑及工业厂房等。在体育场看台上采用桁架结构可以有效地分散荷载，减轻结构自重，提高稳定性；在体育馆中，桁架的跨度和高度可以根据需要进行调整，以满足不同场地的需求。桁架在现代建筑中的应用越来越广泛，其独特的优势使其成为现代建筑设计中的优选方案。

桁架定义

桁架的基本概念

桁架是一种由杆件通过焊接、铆接或螺栓连接而成的支撑横梁结构。其主要特点在于杆件主要承受拉力或压力，能够充分发挥材料的潜力，从而节省材料并减轻结构重量。

桁架的历史与应用

桁架结构最早见于古罗马时期的特雷江桥建设，文艺复兴时期意大利建筑师也开始采用木桁架建桥。英国最早的金属桁架建于1845年，随后发展出多种形式的桁架结构，包括三角形、矩形、梯形和拱形等。

桁架的结构特点

桁架结构以其独特的几何形状和受力特性，在建筑领域得到了广泛应用。其主要优点包括：

• 抗弯能力强：通过将受拉与受压的截面集中布置在上下两端，增大了内力臂，使得以同样的材料用量，实现了更大的抗弯强度。
• 抗剪效率高：通过合理布置腹杆，能够将剪力逐步传递给支座，有效利用材料强度。
• 结构布置灵活：整个结构不对支座产生水平推力，使得结构布置更加灵活，应用范围非常广。

桁架的分类

根据外形分类

• 三角形桁架：相对稳定，适用于大跨度结构。
• 矩形、梯形和拱形桁架：各有其特点和适用场景。

根据几何组成方式分类

• 简单桁架：由较少的杆件组成。
• 复杂桁架：包含更多杆件，结构更为复杂。

根据所受水平推力分类

• 无推力的梁式桁架：结构内力只有轴力，而没有弯矩和剪力，受力合理，用材经济。

桁架与其他结构的比较

桁架与框架的区别

• 连接方式：桁架的上下杆及斜杆的连接为铰接，均为拉压受力；而框架结构的连接多为固结，可能承受弯矩。
• 优点对比：桁架的优点在于能够充分发挥材料的作用，节约材料，减轻结构重量；框架结构则以其较高的强度和较轻的自重，适合建造跨度较大的建筑。

总之，桁架作为一种重要的结构形式，不仅在现代建筑中得到广泛应用，而且在历史上的多个重要建筑项目中发挥着关键作用。通过了解桁架的定义、分类及其与其他结构的比较，可以更好地理解其在建筑领域的应用和价值。

桁架结构在现代建筑中的应用案例

桁架与框架结构的具体区别是什么

桁架结构的历史演变过程

桁架设计的基本原则有哪些