空間桁架

空間桁架，在建築和結構工程中，是一種剛性，輕質，桁架狀結構，構造組成一個幾何樣式，由幾何圖案中的互鎖支柱構成。空間桁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，曲面式空間桁架，平頂式空間桁架等三種，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，而空間桁架的成員節點可以延伸到立體層面。

設計方法 
空間桁架通常使用剛性矩陣設計。建築空間桁架中剛度矩陣的特殊特徵是角度因素的獨特性。如果接頭剛性足夠，則可以忽略角度偏轉，從而簡化計算。

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空間桁架系統。

歷史 
1930年代德國MERO創造出空間桁架系統。
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，反復多次，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、機場航廈、車站等大尺寸及特殊造型建物上廣泛使用。空間桁架，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簷。現今容量更大的可攜式階段和照明支架，也經常建造空間桁架和八向桁架。管式空間桁架也被廣泛用於生產現代摩托車和汽車，但單體車身已較為常見，用在最新的化身自行車設計。

建築物空間桁架顯著的例子是：
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。
盧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。
伊甸園計劃。
斯德哥爾摩環球競技場。
生物圈2號。

素質考慮 
 方便攜帶：空間桁架可被完全拆除，物品正常放於集裝箱由卡車方便運送。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。基於這個原因空間桁架適合出口。 
 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
张拉整体

資料來源

參考資料 
《空間桁架：無限自由的空間創作》，詹氏書局，岩田衛 著，邱榮政譯，1997年8月
《圖解辭典：建築的整體組構》，詹氏書局，建築圖解事典編集委員會編著，崔征國譯，2009年3月
《結構系統》，遠東圖書，恩格爾（Heirrich Engel）著，鍾英光譯，1974年
《工程師奇想》，創興出版社有限公司，彼德萊斯著，丁肇辰謝佳倩譯，1997年
《空間桁架之設計、製做與施工》，立眾金屬工業股份有限公司，台灣建築36期，1998年
《建築結構系統》，科技圖書股份有限公司，劉柏宏譯，1992年
《新建材新工法》，詹氏書局，羅醒亞著，1992年

外部連結 

動畫 
www.deltastructurescom 
www.archistructures.org 
www.buschindustries.com 
www.mero.de 
www.novumstructures.com 
組合原理 
Aluminum alloy spaceframe
USTEM www.ustem.com.tr

學術 
 University of Surrey - Space Structures Research

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