桁架與網架的參數化設計 Grasshopper電池圖

桁架分類

▲單柱式桁架

▲單柱式桁架電池圖

▲雙柱式桁架

▲雙柱式桁架電池圖Grasshooper

隨著社會經濟的發展，到19世紀中葉，簡單的三角桁架已經不能滿足經濟建設的需要，加上新材料鐵和鋼的廣泛應用，各種現代桁架形式相繼出現，比如豪威桁架(Howe)、芬克桁架(Fink)、華倫桁架(Warren)、普拉特桁架(Pratt)等。

芬克式桁架

芬克式桁架由法國工程師於1837年發明，並應用於巴黎-凡爾賽鐵路的建築屋面。它由兩個帝柱式桁架連接而成。芬克式桁架在法國譯作Polonceau truss，但在美國譯作pink truss，以工程師Albert Pink的名字命名。

隨著跨度的增大，需要增加腹桿數量，確保檁條能以較密的間距佈置在桁架上弦上，這便是第二種，也是目前常用的形式，這種形式雖然耗材增加不少，但是在跨度，承重和穩定性等方面都有很大的提升。

芬克式桁架的第三種形式，將桁架下弦拱起得到，這樣可以獲得更高的內部空間，造型也更加優美。但是，與桁架下弦為直線的形式相比，它也有內力增大，效率下降和穩定性降低的缺點。

梁桁架

在美國西部大開發時期，對鐵路橋樑的需求急速增加，當時的大多數橋樑都是木橋，但因木材易腐朽，強度低，跨越能力不大，在一定程度上限制了鐵路運輸的發展。於是，以鋼為主要材料的梁桁架就出現了，桁架樑橋一般是由兩片主桁架和縱向聯結系及橫向聯結系組成空間結構達到跨越和承重的目的。

芬克式梁桁架：

豪式梁桁架：

沃倫梁桁架：

惠普爾梁桁架:

芬克式桁架：

空間桁架是由輕便剛性結構組成的一個幾何樣式，通常運用一個多向間距，是由張力桿和壓力桿組成的結構。空間桁架結構處在三維空間的受力狀態下，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。

空間桁架因三根弦桿不在同一平面屬於三維結構，有較大的側向剛度和平面外穩定性，減少了側向支撐，節省了用鋼量。現如今廣泛應用在橋樑、體育館、機場、車站等大尺寸及特殊造型建築物上，是一種越來越普遍使用的建築技術。

與網架結構相比，空間管桁架節點沒有外部構件採用相貫線銲接的相貫節點，可以適應多種結構形式，構造為圓拱等任意曲線外形，具有流暢柔美的視覺效果，沒有難以刷漆和容易積灰的位置，更利於後期的維護。同時桁架為單向受力結構，對於大多數單向受力的矩形平面建築來說較網架桿件數量更少，結構更輕巧，更節省材料。

按工程來說，桁架結構要比網架的受力好，可以做100多米跨度；網架一般不超過100米的跨度。構成網架的基本單元有三角錐，三棱體，正方體，截頭四角錐等，由這些基本單元可組合成平面形狀的三邊形，四邊形，六邊形，圓形或其他任何形體。