Uma treliça convencional é uma estrutura rígida composta de elementos triangulares geometricamente invariáveis. As hastes são principalmente submetidas a tensão e pressão axial, e a eficiência estrutural é muito alta. Para o tema saliente e abrangente da estrutura espacial, a estrutura em treliça é quase onipotente.

Hoje, partindo do desenvolvimento histórico das treliças, apresentaremos treliças triangulares, treliças em viga, treliças vazadas, treliças espaciais e outras formas, bem como os correspondentes casos clássicos.

Já há dois mil anos, os ancestrais humanos descobriram o princípio de estabilidade dos triângulos e inventaram as treliças triangulares, que eram amplamente utilizadas em telhados de madeira de casas antigas. Treliça triangular, como vigas e arcos, é o método mais importante para os edifícios antigos darem um salto.
A forma da treliça triangular é consistente com o diagrama de momento fletor da carga concentrada no meio da viga simplesmente apoiada. É mais eficiente que a estrutura de viga e não gera empuxo no suporte como um arco.

As primeiras treliças triangulares tinham apenas 2 cordas superiores inclinadas e 1 corda inferior horizontal. Então, com base na experiência, as pessoas tentaram adicionar 3 barras de teia à posição do ponto médio da corda dentro do triângulo e evoluíram para duas formas básicas de treliça de um único poste (KingPost Truss) e de dois postes (QueenPost Truss )

As treliças do telhado de uma e duas colunas não mudaram muito na longa história. Até meados do século 19, várias formas modernas de treliça apareceram uma após a outra, como Howe, Fink, Warren, Pratt, etc. O material da treliça não se limita mais à madeira, cada vez mais ferro ou aço são usados.

Entre as estruturas de longo vão, o registro mais antigo existente é o Ginásio Equestre de Moscou projetado e construído por Beta Kru em 1818. O comprimento e a largura do edifício são 160x50m, e o vão da treliça triangular de madeira de grande vão é disposto ao longo do lado curto de 50 metros e o espaçamento é de 5,8 metros. Seu vão é muito mais longo do que os edifícios convencionais do mesmo período, e as treliças triangulares são embutidas com treliças trapezoidais de três camadas para resistir à carga de neve enorme e irregular.

A corda superior apresenta uma seção transversal variável, que está de acordo com a tendência de mudança da pressão axial. A corda inferior extralonga suporta uma grande força de tração e é sobreposta por duas tábuas em duas camadas. Muitos membros de conexão também são dispostos entre cada treliça, que são firmemente conectados por parafusos para formar um todo estável. O design da treliça há 200 anos incorpora a criatividade do designer em todos os lugares.

As treliças de viga, também conhecidas como treliças de corda paralela, são uma forma que apareceu repentinamente em meados do século XIX. Naquela época, o oeste dos Estados Unidos estava sendo desenvolvido e a demanda por pontes ferroviárias aumentava rapidamente. As pontes de madeira eram a corrente principal das pontes naquela época, e a maioria delas usava a tradicional tecnologia de ponte em arco da Europa.

A ponte em arco tem grande capacidade de carga sob carga uniforme, mas ocorre grande deformação sob a carga irregular do trem. Portanto, as pontes de madeira geralmente adotam a combinação de ponte em arco e estrutura rígida reforçada. Depois de muitas vezes de prática, descobriu-se que, desde que a estrutura de reforço seja forte o suficiente, o arco pode até ser omitido. Assim, todos os tipos de novas treliças surgiram um após o outro e a era das treliças de viga começou.

Com o estudo da teoria do equilíbrio de força, métodos analíticos e métodos gráficos, na década de 1880, os engenheiros haviam dominado métodos concisos e práticos de projeto de treliça. Ao mesmo tempo, os materiais estão em constante aperfeiçoamento. Os engenheiros usaram ferro fundido para barras de compressão e ferro forjado para barras de tensão, e então os substituíram por aços de melhor desempenho. Cada vez mais surgem estruturas treliçadas de grande vão, especialmente no domínio das pontes.

A ponte Waibaidu em Xangai é a primeira ponte rebitada toda em aço da China. Foi aberta ao tráfego em 20 de janeiro de 1908. A ponte é uma treliça de aço do tipo passante, simplesmente apoiada, com dois furos medindo 52,12 metros cada, e um trilho de bonde é colocado no tabuleiro da ponte.

A ponte ferroviária de Forth Bay construída em 1890 é uma obra-prima daquela época e a segunda maior ponte cantilever de vários vãos do mundo. A ponte foi construída há 130 anos, e trens de passageiros e de carga ainda são usados ​​hoje. É um marco na história do desenho e construção de pontes.

O vão principal da ponte é de 520m, com extensão total de 1.620m, o que era um vão inédito na época. Devido ao vento excessivo, a estrutura da ponte é inclinada para dentro.

A ponte tem um total de 3 pilares, seis estabilizadores com 206 m de comprimento, que é uma estrutura de ponte de viga em viga cantilever determinada estaticamente. Entre as duas treliças em balanço do vão principal, foi erguida uma treliça simplesmente apoiada de 120 comprimentos.

O principal material da ponte é o aço, que foi corroído pela brisa e pela água do mar por muitos anos. A prevenção da corrosão é muito importante. Tanto é verdade que existe um ditado no Reino Unido "Paint the Forth Bridge", que descreve um trabalho que nunca poderá ser feito.

Para explicar o princípio da ponte treliça em balanço, os engenheiros fizeram um teste de demonstração simples, usando o braço como tirante da treliça e a haste de aço como haste de compressão. papel). As três pessoas na foto são o projetista da ponte John Fowler, Benjamin Baker e o diretor de engenharia Kayaichi Watanabe.

Por um tempo, a estrutura de arco tradicional europeia também começou a ser combinada com a treliça, e o sistema de treliça deu início a um rápido desenvolvimento.
O Paris Expo Machinery Pavilion foi projetado pelos engenheiros J · B.Krantz e Eifel e foi concluído em 1867. Ele usa um arco de três dobradiças de aço e a seção do arco tem a forma de uma estrutura de treliça. Ao todo são 20 arcos de aço, formando um enorme espaço interno com 115 metros de largura e 420 metros de comprimento.
O arco de aço com três dobradiças tem uma altura máxima de seção de 3,5 metros e largura de 0,75 metros. Esses gigantes ficam mais estreitos à medida que se aproximam do solo. Eles são quase reduzidos a um ponto onde encontram o solo. Cada ponto tem uma pressão concentrada de 120 toneladas, o que é uma demonstração de habilidade técnica.

Com relação à conexão de treliças de aço, juntas articuladas eram usadas nos Estados Unidos de acordo com a teoria do projeto nos primeiros dias, e juntas rígidas eram usadas na Europa devido ao uso de juntas de rebitagem. Com o desenvolvimento da tecnologia de soldagem, cada vez mais treliças são conectadas por costuras de soldagem, o que torna os nós da treliça mais concisos e ágeis.