Cấu trúc tổ hợp tam giác là cấu trúc tổ hợp các thành phần cấu kiện làm việc chỉ trong trạng thái chịu nén hoặc chịu kéo dọc theo trục của chúng, liên kết khớp với nhau theo các đơn vị hình tam giác. Cấu trúc này bao gồm khung khơng gian, vịm trắc địa, dây cáp treo. Tính ổn định về hình dáng hình học của hình tam giác là cơ sở cho nguyên lý làm việc của cấu trúc này; hình tam giác là đa giác duy nhất chỉ cĩ thể bị biến dạng nếu các cạnh của nĩ thay đổi độ dài. Điều này cĩ nghĩa, với liên kết khớp, các cạnh của hình tam giác chỉ cần chống lại lực kéo và nén (khơng cĩ lực uốn) để giữ hình dạng bất biến. Các kiểu dáng đa giác khác địi hỏi ít nhất một liên kết cứng (và như vậy gây cho các cạnh bị uốn) để giữ chúng khơng thay đổi hình dạng (Hình II).
Trong thực tế, các thành phần của hệ bị biến dạng uốn một ít bất cứ khi nào các liên kết khơng phải là liên kết khớp khơng ma sát, hoặc khi tải trọng tác động trực tiếp lên các thành phần vuơng gĩc với trục
của chúng. Những lực uốn này thường được bỏ qua trong hệ tổ hợp tam giác vì chúng khơng đáng kể so với các lực dọc trục.
4
DÂY CÁP TREO
Ví dụ đơn giản nhất của hình thức dây căng là một tải trọng được treo bởi một dây cáp. Tải trọng sẽ nằm thẳng dưới điểm treo và dây cáp sẽ bị căng thành một đoạn thẳng. Một hình thức kết cấu khác hữu dụng hơn là một dây cáp treo giữa hai điểm tựa, chịu một tải trọng đơn đặt tại trung điểm. Dưới tác động của tải trọng, dây cáp sẽ võng và phân nửa tải trọng sẽ truyền đến mỗi điểm tựa. Giả sử rằng tải trọng của dây cáp là rất nhỏ so với tải trọng tác động, dây cáp sẽ cĩ hình dáng chữ V. Lực căng trong dây cáp phụ thuộc vào tải trọng tác động và độ dốc của dây cáp.
Nếu hai điểm tựa gần nhau và độ dốc của dây cáp rất lớn, lực căng trong dây cáp xấp xỉ bằng nửa tải trọng (mỗi bên dây cáp chịu nửa tải trọng). Ngược lại, nếu hai điểm tựa xa nhau và độ dốc của dây cáp rất nhỏ, lực căng trong dây cáp sẽ lớn lên rất nhiều (Hình 4.1). Nếu tải trọng tác động di chuyển ra khỏi trung điểm dây cáp, tại điểm tựa sẽ phát sinh các phản lực thẳng đứng khác nhau nhưng các phản lực theo phương ngang vẫn bằng nhau (để đạt trạng thái cân bằng tĩnh). Lực căng trong dây cáp ở mỗi đầu sẽ khác nhau, và bằng hợp lực của các phản lực thành phần theo hai phương tại mỗi điểm tựa.
Dây cáp cũng cĩ thể được chống đỡ tại trung điểm và được áp dụng để chịu tải trọng treo ở hai đầu. Thơng thường, các dây giằng phụ được dùng để kéo mỗi đầu dây cáp xuống để đạt sự ổn định. Hình
Hình 4.1: Các dây cáp ở những độ võng khác nhau. Để ý rằng, trong khi các phản lực thành phần thẳng đứng luơn khơng đổi bất chấp độ võng (tổng các lực này bằng tải trọng thẳng đứng), các phản lực thành phần theo phương ngang gia tăng rất nhiều khi độ võng tiến đến 0. Lực căng trong dây cáp luơn bằng hợp lực của các phản lực thành phần theo phương thẳng đứng và ngang.
thức này tương tự như kiểu giằng buộc để dựng một cột buồm. Đối với tàu buồm, mục đích là giữ cột buồm khơng bị nghiêng và tạo các lực chống đỡ bổ sung để cột khơng bị oằn. Đối với cơng trình kiến trúc, mục đích là để treo hệ mái từ đầu cột chống.
Cấu trúc dây cáp treo tạo khoảng vượt theo phương ngang bằng các dây cáp xiên treo từ điểm tựa cao hơn. Trong hầu hết các cấu trúc dạng này, cột chống được liên kết ngàm ở chân.
5
DAØN
Dàn là một tổ hợp tam giác phân bố tải trọng đến gối tựa thơng qua