簡介
空間桁架,即 球節架,屬於輕便剛性結構構造組成一個幾何樣式。球節架通常運用一個多向間距,是由張力桿和壓力桿組成的結構,結構處在三度空間的受力狀態下,無論哪一類桁架,能承受來自各個方向的載荷,對抗震大垮距的建築物更能發揮功用。
種類有平面桁架,曲面式球節架,平頂式球節架等三種,優點重量輕,可做成各種造型。平面桁架是一個讓所有成員和節點屬於平面,而球節架的成員節點可以延伸到立體層面。
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架系統。
平面桁架系統 | 四角錐系統 | 三角錐系統 |
兩向正交正放桁架 | 正放四角錐系 | 三角錐系 |
兩向正交斜放桁架 | 正放抽空四角錐系 | 抽空三角錐系 |
兩向斜交斜放桁架 | 棋盤形四角錐系 | 蜂巢形三角錐系 |
三向桁架 | 斜放四角錐系 | |
單向折線形桁架 | 星形四角錐系 |
歷史
•1930年代德國MERO創造出球節架系統。
•1970年大阪世界博覽會展現出這種特殊的結構魅力。
幾何
最常見的幾何形狀是根據正多面體。最簡單的形式是鋁或鋼管三角形。在許多方面,這看起來像是一個水平三角形正反,反覆多次,使之更廣泛。更強的純形式是由相互關聯的四面體金字塔中,所有的支柱有單位長度。技術上更是被稱為各向同性向量矩陣或一個單位寬度的八向桁架。更為複雜的變化改變長度的支柱,以曲線的整體結構或可能納入其他幾何形狀。
材料
管材料(圓形,方形)或是節點,有鋼、鋁、不銹鋼、工程塑膠、車削件或木頭等可供選擇。
構件、系統
主要概分為兩大構件,平板式與圓球式。主要概分為四大系統,德國MERO;新加坡RAMCO-YKK;日本NIPPON STEEL;美國STARNRT。
運用
現今橋樑、體育館、機場、車站等大尺寸及特殊造型建物上廣泛使用。球節架,是一個越來越普遍的建築技術,尤其適用於大型屋頂覆蓋,例:商業和工業廠房大門屋檐。現今容量更大的攜帶型階段和照明支架,也經常建造球節架和八向桁架。管式球節架也被廣泛用於生產現代機車和汽車,但單體車身已較為常見,用在最新的化身腳踏車設計。
建築物球節架顯著的例子是:
•台北捷運淡水線沿線捷運站。
•高雄國立科學工藝博物館一樓大廳。
•桃園國際機場二期航站出境大廳。
•羅浮宮入口處的金字塔。
•倫敦斯坦斯特德機場。
•香港中銀大廈。
•羅傑斯與龐畢度文化中心。
•麥考密克會展中心。
•伊甸園計畫。
•斯德哥爾摩環球競技場。
•生物圈2號。
素質考慮
•方便攜帶:球節架可被完全拆除,物品正常放於貨櫃由卡車方便運送。此外,這種類型的結構明顯輕於其他任何類型的結構。這樣可以節省運輸和可能帶來的所有元素的結構,現場沒有任何問題。基於這個原因球節架適合出口。
•消除焊接工作:不需焊接。
•支撐結構是在兩個主要方向,給它很大的剛性,這是一個很大的優勢。
•可以減輕70%~80%重量,節省大量水泥和模板。
參見
•正多面體
•底盤
•張拉整體