木桁架力学原理？

一、木桁架力学原理？

桁架简支梁与外形的弯矩图相似的时候，上弦杆和下弦杆的轴力分布的均匀，腹杆轴力较小，用料最省；制造与材料：木桁架制成三角形；力学方面：钢桁架采用平行或梯形弦形，预应力混凝土和钢筋混凝土桁架应该制成多边形或梯形。

二、中国古代建筑中有没有木桁架结构？如果没有，为什么木桁架结构没有在中国古代被发明出来？

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这个问法是有价值倾向的，暗含的意思是：木桁架这么个NB的东西，我们老祖宗号称木构建筑玩得好，到底有没有弄出来过呢？

我先结论抛出：

**中国木构建筑的发展，进化掉了原始的桁架，但没有进化出现代桁架。**

也就是说，桁架这个东西我们搞出来过，后来觉得不够好，不弄下去了。但是没想到的是，这个桁架的潜力还很大，当注入新技术的时候，反超了，于是我们就被pia pia 打脸了。

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很多人能感受到桁架的NB，有这么两个时刻：

第一次看到钢铁大桥横跨两岸，钢柱钢板用螺丝铆定在一起，极具力量感，车能跑，人能走。印象最深的是奇奇怪怪的三角形接连不断，有人告知说，这个叫做桁架，钢桁架桥，外国人造的。

再一个就是走进老工厂车间，顶极高，大空间里面各种机器在转，工人就在这个大屋子里面忙活。屋顶下方是三角型的木架子，看上去也是木头做的。有人告知说，这个叫桁架，这么大的屋顶都是靠它撑着，最早都是外国人设计。

事实上，这两种印象正好对应着两种桁架类型：

• 屋顶桁架，roof truss，用在房屋建筑上，支持屋顶。

• 平行弦桁架，parallel chord truss，主要用在桥梁，初始用木料，后迅速被钢材替代。

那么，到底什么是桁架？从上面两张图，估计很多人第一感觉就是三角形，各种三角形组合在一起就是桁架。大家都知道，三角形有稳定性嘛，不会像四边形一旦受力，就形变了。所以要回答中国古代建筑中有没有木桁架结构，或许可以先从找三角形入手。

为了更有效找到三角形，我们看一下西方桁架的最基础类型，king-post truss 单柱桁架 和 queen-post truss 双柱桁架。你可以认为其它更复杂的桁架，都是由这两个衍生出来的。

看上去很简单，就是一根叫做king，两根叫做queen。

然后呢，我们再偷点懒，直接从梁思成先生那里借点图来，看看能不能找到三角形。

你看，发现了不少三角形，好几个都与基本型中的king post桁架构造非常接近。并且，非常有趣的是，英文注释中出现了：king post，top chords等字眼，在龙兴寺转轮藏殿图中，出现了 truss like，也就是打了引号的桁架。

然而，梁思成先生在《中国建筑史》中提及：

在中国木构架建筑的构造中，对屋顶的支承方式根本上不同于通常的西方三角形屋顶桁架，而正是由于后者，西方建筑的直线形的坡屋顶才会有那样僵硬的外表，与此相反，中国的框架则有明显的灵活性...

梁先生如此的表态，告诉我们看上去像桁架的，并不一定真是桁架。

然而，疑问就来了：长得形状这么类似，为什么就不是了呢？靠形态来分辨桁架，是不是就不对了呢？

我们把这个问题再明确一下，考考眼力：

左：中式古建筑中的小叉手+童柱+二椽栿的组合

中：传统工艺制作的king-post桁架

右：现代king-post桁架

他们三个看上去形状像不像？为什么后面两个是桁架？中式的为什么被排除在桁架之外？提示：关注一下红圈所在的位置。

接下去要说到桁架的核心了，形态是它的表象，力学结构才是桁架的本质。

**wikipedia中的定义：**

桁架（英语：Truss）为工程名词，是指“只由二力元件组成，组装后如同单一物体”的结构[1]。二力元件（two-force member）是指只在二个端点上有受力的结构元件。

看不懂完全没有关系。我们来画一张图。

图看不懂也完全没有关系。

先说一个结论：**桁架只是一个理想状态。**

我们看到一些关于桁架的一些说法，如只受轴向力，不是拉就是压，这个就是桁架的力学核心。

节点铰接，三角形态，都是保证上面这条。

与桁架相对的是框架，还记得梁思成先生说

中国的框架则有明显的灵活性

到这里，好像没有说清楚桁架，又多了一个框架，不是更晕嘛？我们来做一个理想桁架的力学分析，桁架的特性，或者说NB之处马上就清楚了。

理想情况下：如果的king-post 桁架的顶端节点，受到向下的压力（荷载为-y轴 10kN），那么各根杆子受力（member的内力）情况为

- 两根斜杆受到压力

- 水平杆分成两个节点，分别受到拉力

- 请注意红框中的0member，king-post中柱，它完全不受力

感兴趣的可以到https://skyciv.com/free-truss-calculator/ 自已验证玩一下。

接下来，我们把这个理想状态标在实际的图上，再来理解一下

如果结构足够理想，1，2斜柱只要足够能抗住轴向的压力，水平柱3只要能够抗住轴向的拉力，那么中间的那个竖直的柱子是不受任何力的，可以把它锯掉，或者留着做结构上的搭连。

当你明白中间这个柱子不受力的时候，你大概就能窥见桁架的力学特点了。再想一下，桁架NB在哪里？原来，压力没有顺着这个中柱往下传下来啊！

于是，你想到什么了？中国古建筑没有桁架结构吗？

平梁上用大叉手而不用侏儒柱，两叉手相交的顶点与令拱相交，令拱承托替木与脊搏...

没有中柱，妥妥的。

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可见，中国古建筑起码保留了基础的桁架单元。再贴上几张图做佐证

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那么，为什么梁思成先生，对于这个桁架存在与否持不肯定的态度呢？

我想，可能的原因有这样两个：

• 这个桁架是指，全屋顶都是桁架的形态，当时发现的古建筑中没有见到。

其实这个也存在实例，苏北金字梁目前发现的就是全屋顶一个桁架

• 更关键的一点是，桁架是个力学结构，不是有三角形就是桁架，节点的处理非常关键。以king-post 桁架的上顶点为例，如果两个斜杆与中间的竖杆连接点偏离顶点太远，就不符合铰接的原则。下面的横梁不再是拉杆，而是一个简支梁。上面考考大家眼力的一个方面就是顶点的铰接处理。

西方传统的king-post桁架节点处理，其实也远远没有达到现代桁架的标准，更多是靠大斜柱撑开着。

而中国古代曾经出现过更为合理的节点连接方式，这里有一例：

1999年，曾侯乙墓西侧发现了一排5个陪葬坑，其中一号陪葬坑K1出土467件青铜构件。这些筒、环、钩状的构件可以相互插接、套扣，大部分构件端部设有成对的销孔，知其原来套接木料，木料在陪葬坑中已经腐朽。结合过去相关的发现，这些青铜器应该为帷帐构件。

以屋脊与斜梁的连接来看，用青铜三通构件，非常合理得做了一个刚性连接点，构成了一个无中柱的king-post桁架。虽然建筑体量较小，但说它是现代钢木结构的鼻祖，一点都不为过。

讲到这里，我们稍微小结一下：

**桁架是一种力学结构，三角形是表面特征，节点铰接是关键处理。中国古代不仅出现过桁架，在节点处理上还出现过很先进的技术方法。**

----->这个问题太大了，后面还有两大部分：

1. 为什么说原始的桁架在中国木构发展史上出现，在抬梁式和穿斗式梁架发展起来之后，又被淘汰了。背后很大原因是：抛弃了夯土墙承重，没有发展石材，而是走全木构承重的路线。技能树加点的倾向不同。
2. 西方看上去很NB的桁架大跨度，并不是纯粹的桁架。以西敏寺大厅为代表的Hammer-beam Truss，实质是木质的拱券；原始桁架在西方也一直停滞，直到工业革命后，现代桁架出现。用新的材料，如钢构，解决了木桁架节点连接之后，用新的力学分析指导下，才重新厉害起来。

所以说，技能点加的方式不同而已，木构输在近现代的整体科技落后，这一路科技树将来未必没有焕发生机的可能，比如抗震。

这两部分都已经写好，等精简一下再发上来。

三、异形建筑施工图？

这几天正在做这种类型，头痛

四、建筑施工图与房屋建筑施工图的区别？

区别就是，前者没有“房屋”！！范围广。后者局限于房子！

五、如何画好建筑施工图？

正好有一篇旧文，供参考。

近期刚弄完防火规范整理，这就要正式开始做公司的施工图培训了，上次写这篇旧文，是2011年。。。可见知易行难，吹牛容易兑现难。

最近在顺带研究公司对新毕业本科生的培养计划问题，想来想去，觉得大体上可以按照这样一个路径执行：

1 熟悉规范。

这个很简单，网上流传的建筑问号（规范集CHM文件），另外也包括结构设备各专业的基本规范，需要总体通读几遍，重要规范天天翻看，并且要了解其制定者的意图和现实意义。

2 理解基本做法。

大量的标准图集是很枯燥的，但实际上都还是有规律可循的，甚至很多一旦理解终身难忘，如果曾经遇到过实际问题，看到恰好能解决问题的好做法，还会发自内心的哈哈大笑。不过看一遍还是很花时间的，特别是有些老规范可读性很差。现在新的一批规范和相关书籍不但很多有详细说明，还附有彩图，感觉好看多了。还有些新材料做法需要看厂商出的图集，收集起来比较麻烦些。

3 对比材料。

材料除了要大量看实物和建成效果，就是要多方收集资料并进行横向测评对比。收集供应商资料能得到很多信息，但是也要注意他们总是自卖自夸的，实际情况还得自己去了解。这算是最麻烦的一件事情。有一些施工方面的期刊文章可以参考，但总体来说此类信息是很不系统的。标准院出的大厚书《建筑产品选用技术》是比较好的一本。据说国外有更大规模而且持续更新的此类资料集，很向往。

4 研究特定供应商和细节。

具体到一些重点部分，经常需要针对重要厂商做深一步了解对比，才能控制效果，给甲方采购提供建议。有些产品是某些企业独有的，比如虹吸排水之类的，就更要去专门了解了。

5 熟悉施工现场的种种疑难杂症。

这个是最难搞的，需要时间和机会，但是也总会遇到的，常常需要多方请教，集思广益才能解决。即使是熟悉了图纸上的做法，也要亲眼看看工人是怎么施工的，容易产生什么样的问题，才会对建筑有更充分的理解。

至于方案能力以及方案和施工图的统筹能力，我觉得一方面要在这个过程中自然进行，另一方面也要等这几项有比较全面系统的提升以后才能有显著提高。

学了这几年施工图，自己的感受是：

1 施工图并不难，

毕竟连工人都能看懂执行的东西，画图本身没有难度

2 难得是态度，

太多人不把施工图当回事，更有一大批虽然叫嚷着细部构造多么重要，可是有几个人自己去画了呢？有几个人去认真学习供应商的资料了呢？还不是安排小弟画图，甩给二次设计深化。

3 关键是长期的积累和耐心。

因为现在信息发达，以前很难获得的资料坐在电脑前就能得到差不多，大城市出门半小时就能看到一堆实施样例，厂商吧资料送上门还给你发好处，以前的只有少数人才能搞到的资料如今已经不是门槛。但是能花多少时间上去，能坚持研究学习多少年不停止，才是最大的门槛。太多人只顾重复干活，再也不愿意更新自己的知识库。

4 技术上讲，施工图是比较繁杂的，

尤其是一开始要把所有的规范、做法、材料、设备先统统有个大概了解，然后才能把握总体，再进而又针对性的强化和深入研究某些局部，并且在以后的很多年里持续更新知识结构。这个前期建立框架的工作量确实比较大，个人感觉起码需要5年的入门期。后期的更新又延伸得太长，所以很多人一旦升职，就放弃了施工图工作甚至设计工作，只顾轻松捞钱了。这样的风气大行其道，实在非行业之福。

六、建筑施工图怎么收费？

没有结构？

一般价格是在10-50/平米的，你这没有水电暖，就按10-30/平米把

七、怎样看建筑施工图？

1、按顺序进行

我们在拿到施工图纸后，需要根据图纸的顺序进行查看，先看设计施工说明，了解该建筑的基本情况、施工材料和注意事项，然后在看平面图、立面图、剖面图、最后看结构图，这样能够让你对整个建筑有个大致了解，从而了解设计者的思想和意图。

2、牢记主要尺寸

施工图上有各种各样的尺寸，我们想要将所有尺寸记住具有一定难度，但对建筑物的主要尺寸，例如房屋的层高、基础尺寸、开间的进深等尺寸我们要牢牢记住，这样能够减少施工中所犯错误。

3、弄清相互关系

我们在看施工图纸时需要弄清每张图纸之间的联系和相互关系，将施工说明中做法和图纸对照，同时做好洞、沟、槽等的预留，这是减少和避免差错的重要步骤。

4、抓住重点

我们在看施工图时，需要抓住每张图的重点才能减少差错，在结合施工中容易出现的问题，进行纠正，例如平面图中首先看指北针，弄清房屋朝向，立面图主要记住门窗洞口标高，结构图中需要了解墙、梁、柱等设计要求。

5、图表对照法

看施工图时，如果出现无法详细表达的表格，我们需要采用图表对照法，将图中的数据与表格中的数据做对照，看下是否有错误。

6、了解建筑特点

不同的建筑类型在施工特点上也有些不同，因此我们需要了解建筑特点，才能更快的抓住到图纸的关键点。

八、建筑施工图多少张？

建筑施工图一般情况是电子版四张，纸兰图纸不一样了

九、如何下载建筑施工图？

建筑图纸下载方法：首先建筑图纸一般都是dwg文件，需要电脑按照autocad才能打开，之后到网上搜索得到（比较有名的网站有：筑龙、土木在线、建筑英才等等），注册后找到合适的图纸下载即可。

十、建筑施工图纸打不开？

那是软件不对，用CAD打开，如果是dbf图纸就用dbf软件，广联达也可以，很多的。