悬臂

悬臂(英語:Cantilever)是只有一端锚固的,将荷载以弯矩剪力的形式传递到支座[1]。其施工時允许悬垂结构不需要外部支撑,结构也可以用桁架预制板来建造。

悬臂梁与那些常见的简支梁不同。简支梁两端都有支承,荷载加载在支承之间。

在桥梁、塔、建筑中的应用

悬臂在施工中被广泛采用,特别是在悬臂桥阳台(見疊澀)。悬臂桥梁通常使用成对的悬臂,每个悬臂用于支撑跨距的其中一半。苏格兰的福斯桥是悬臂桁架桥的一个例子。

桥梁施工中经常会用到临时搭建的悬臂。桥梁在建造过程中会形成悬臂,但完工时会组合成非悬臂的结构。当临时支护如脚手架不能用于支持结构(例如:在繁忙的道路、河流或者深谷上方)时,悬臂施工非常有用。因此,一些桁架拱桥(见纳瓦霍桥)会从两端以悬臂形式进行施工,然後在合龙前撤去临时的悬臂支撑以让结构按设计(如拱桥)承受载荷。几乎所有的斜拉桥都使用悬臂法施工,这是此种桥梁的主要优势之一。许多箱梁桥使用短的分段逐段搭建,桥梁从单个支撑结构出发向两端逐段延长,两边使用等长的悬臂进行支撑,使重量保持平衡。

这些结构的建造必须在对扭矩和旋转平衡的高度分析基础上。

在建筑应用中,弗兰克·劳埃德·赖特流水别墅用悬臂来建造大阳台。利兹艾兰路球场的东看台建成时是当时世界上最大的悬臂结构,其可容纳17000名观众。老特拉福德球场看台上的屋顶也采用悬臂式,这样观众的视野就毫无遮挡。老迈阿密体育馆(现已拆除)也使用类似的屋顶。

一些不太明显的其他例子包括自立式电波塔烟囱,在强风吹袭时它们相对地面形成一个悬臂结构,承受风力造成的剪应力。

圖集

参见

注释

  1. ^ Hool, George A.; Johnson, Nathan Clarke. Elements of Structural Theory - Definitions. Handbook of Building Construction (Google Books) vol. 1 1st. New York: McGraw-Hill. 1920: 2 [2008-10-01]. (原始内容存档于2019-12-22). A cantilever beam is a beam having one end rigidly fixed and the other end free. 
  • Roth, Leland M. Understanding Architecture: Its Elements History and Meaning. Oxford, UK: Westview Press. 1993. ISBN 0-06-430158-3.  pp. 23–4
  • Madou, Marc J. Fundamentals of Microfabrication. Taylor & Francis. 2002. ISBN 0-8493-0826-7. 
  • Sarid, Dror. Scanning Force Microscopy. Oxford University Press. 1994. ISBN 0-19-509204-X.