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懸臂

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懸臂(英語:Cantilever)是只有一端錨固的,將荷載以彎矩剪力的形式傳遞到支座[1]。其施工時允許懸垂結構不需要外部支撐,結構也可以用桁架預製板來建造。

懸臂梁與那些常見的簡支梁不同。簡支梁兩端都有支承,荷載加載在支承之間。

在橋梁、塔、建築中的應用

懸臂在施工中被廣泛採用,特別是在懸臂橋陽台(見疊澀)。懸臂橋梁通常使用成對的懸臂,每個懸臂用於支撐跨距的其中一半。蘇格蘭的福斯橋是懸臂桁架橋的一個例子。

橋梁施工中經常會用到臨時搭建的懸臂。橋梁在建造過程中會形成懸臂,但完工時會組合成非懸臂的結構。當臨時支護如腳手架不能用於支持結構(例如:在繁忙的道路、河流或者深谷上方)時,懸臂施工非常有用。因此,一些桁架拱橋(見納瓦霍橋)會從兩端以懸臂形式進行施工,然後在合龍前撤去臨時的懸臂支撐以讓結構按設計(如拱橋)承受載荷。幾乎所有的斜拉橋都使用懸臂法施工,這是此種橋梁的主要優勢之一。許多箱梁橋使用短的分段逐段搭建,橋梁從單個支撐結構出發向兩端逐段延長,兩邊使用等長的懸臂進行支撐,使重量保持平衡。

這些結構的建造必須在對扭矩和旋轉平衡的高度分析基礎上。

在建築應用中,弗蘭克·勞埃德·賴特流水別墅用懸臂來建造大陽台。利茲艾蘭路球場的東看台建成時是當時世界上最大的懸臂結構,其可容納17000名觀眾。老特拉福德球場看台上的屋頂也採用懸臂式,這樣觀眾的視野就毫無遮擋。老邁阿密體育館(現已拆除)也使用類似的屋頂。

一些不太明顯的其他例子包括自立式電波塔煙囪,在強風吹襲時它們相對地面形成一個懸臂結構,承受風力造成的剪應力。

圖集

參見

注釋

  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]. (原始內容存檔於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.