Un truss convencional es una estructura rígida compuesta por elementos triangulares geométricamente invariables. Las varillas están sometidas principalmente a tensión y presión axiales, y la eficiencia estructural es muy alta. Para el tema de la estructura espacial que sobresale y se extiende, la estructura de celosía es casi omnipotente.

Hoy, a partir del desarrollo histórico de las cerchas, presentaremos cerchas triangulares, cerchas de vigas, cerchas huecas, cerchas espaciales y otras formas, así como los correspondientes casos clásicos.

Ya hace dos mil años, los antepasados ​​humanos descubrieron el principio de estabilidad de los triángulos e inventaron las cerchas triangulares, que se usaban ampliamente en los techos de madera de las casas antiguas. La cercha triangular, como las vigas y los arcos, es el método más importante para que los edificios antiguos logren saltos.
La forma de la armadura triangular es consistente con el diagrama de momento flector de la carga concentrada en el medio de la viga simplemente apoyada. Es más eficiente que la estructura de vigas y no genera empuje sobre el soporte como un arco.

Las primeras armaduras triangulares tenían solo 2 cuerdas superiores inclinadas y 1 cuerda inferior horizontal. Luego, en base a la experiencia, la gente intentó agregar 3 varillas de red a la posición del punto medio de la cuerda dentro del triángulo, y evolucionó a dos formas básicas de truss de un solo poste (KingPost Truss) y truss de doble poste (QueenPost Truss ).

Las armaduras de techo de uno y dos postes no han cambiado mucho en la larga historia. Hasta mediados del siglo XIX, aparecieron una tras otra varias formas modernas de celosías, como Howe, Fink, Warren, Pratt, etc. El material de celosía ya no se limita a la madera, se utiliza cada vez más hierro o acero.

Entre las estructuras de grandes luces, el primer registro existente es el Gimnasio Ecuestre de Moscú diseñado y construido por Beta Kru en 1818. La longitud y el ancho del edificio es de 160x50 m, y la luz de la armadura triangular de madera de grandes luces está dispuesta a lo largo del lado corto de 50 metros y el espaciamiento es de 5,8 metros. Su luz es mucho más larga que la de los edificios convencionales del mismo período, y las cerchas triangulares están incrustadas con cerchas trapezoidales de tres capas para resistir la enorme y desigual carga de nieve.

La cuerda superior presenta una sección transversal variable, que se ajusta a la tendencia cambiante de la presión axial. El cordón inferior extralargo soporta una enorme fuerza de tracción y está superpuesto por dos vigas en dos capas. Muchos miembros de conexión también están dispuestos entre cada truss, que están estrechamente conectados por pernos para formar un conjunto estable. El diseño de truss de hace 200 años encarna la creatividad del diseñador en todas partes.

Las armaduras de vigas, también conocidas como armaduras de cuerdas paralelas, son una forma que apareció repentinamente a mediados del siglo XIX. En ese momento, el oeste de los Estados Unidos se estaba desarrollando y la demanda de puentes ferroviarios estaba aumentando rápidamente. Los puentes de madera eran la corriente principal de los puentes en ese momento, y la mayoría de ellos utilizaba la tecnología de puentes de arco tradicional de Europa.

El puente de arco tiene una gran capacidad de carga bajo una carga uniforme, pero se produce una gran deformación bajo la carga desigual del tren. Por lo tanto, los puentes de madera generalmente adoptan la combinación de puente en arco y marco rígido reforzado. Después de muchas prácticas, se ha descubierto que siempre que el marco de refuerzo sea lo suficientemente fuerte, el arco puede incluso omitirse. Entonces aparecieron todo tipo de armaduras nuevas una tras otra, y comenzó la era de las armaduras de vigas.

Con el estudio de la teoría del equilibrio de fuerzas, los métodos analíticos y los métodos gráficos, en la década de 1880, los ingenieros habían dominado los métodos de diseño de truss concisos y prácticos. Al mismo tiempo, los materiales mejoran constantemente. Los ingenieros utilizaron hierro fundido para las barras de compresión y hierro forjado para las barras de tensión, y luego los reemplazaron con aceros de mejor rendimiento. Aparecen cada vez más estructuras de celosías de grandes luces, especialmente en el campo de los puentes.

El puente Waibaidu en Shanghai es el primer puente remachado con estructura totalmente de acero de China. Se abrió al tráfico el 20 de enero de 1908. El puente es una armadura de acero de tipo pasante, con dos orificios de 52,12 metros cada uno, y se coloca una vía de tranvía en el tablero del puente.

El puente ferroviario de Forth Bay, construido en 1890, es una obra maestra de esa época y el segundo puente voladizo de varios tramos más largo del mundo. El puente se ha construido durante 130 años y todavía se utilizan trenes de pasajeros y de mercancías en la actualidad. Es un hito en la historia del diseño y la construcción de puentes.

El tramo principal del puente es de 520 m, con una longitud total de 1620 m, que era un tramo sin precedentes en ese momento. Debido al viento excesivo, la armadura del puente se inclina hacia adentro.

El puente tiene un total de 3 pilones, seis estabilizadores en voladizo de 206 m de longitud, que es una estructura de puente de viga de celosía en voladizo estáticamente determinada. Entre las dos cerchas en voladizo del tramo principal, se erigió una cercha simplemente apoyada de 120 de largo.

El material principal del puente es el acero, que ha sido erosionado por la brisa y el agua del mar durante muchos años. La prevención de la corrosión es muy importante. Tanto es así que hay un dicho en el Reino Unido "Paint the Forth Bridge", que describe un trabajo que nunca se puede hacer.

Para explicar el principio del puente de celosía en voladizo, los ingenieros hicieron una prueba de demostración simple, utilizando el brazo como tirante de celosía y la barra de acero como varilla de compresión. parte). Las tres personas en la imagen son el diseñador de puentes John Fowler, Benjamin Baker y el director de ingeniería Kayaichi Watanabe.

Durante un tiempo, la estructura de arco europea tradicional también comenzó a combinarse con el truss, y el sistema de truss marcó el comienzo de un rápido desarrollo.
El Pabellón de Maquinaria de la Expo de París fue diseñado por los ingenieros J · B. Krantz y Eifel y se completó en 1867. Utiliza un arco de acero de tres bisagras, y la sección del arco tiene la forma de una estructura de celosía de celosía. Hay un total de 20 arcos de acero de este tipo, que forman un enorme espacio interior con un ancho de 115 metros y una longitud de 420 metros.
El arco de acero de tres bisagras tiene una altura máxima de sección de 3,5 metros y una anchura de 0,75 metros. Estos gigantes se vuelven más estrechos a medida que se acercan al suelo. Están casi reducidos a un punto en el que se encuentran con el suelo. Cada punto tiene una presión concentrada de 120 toneladas, lo que es una demostración de habilidad técnica.

Con respecto a la conexión de armaduras de acero, en los Estados Unidos se utilizaron juntas con bisagras de acuerdo con la teoría del diseño en los primeros días, y las juntas rígidas se usaron en Europa debido al uso de juntas remachadas. Con el desarrollo de la tecnología de soldadura, cada vez más trusses se conectan mediante costuras de soldadura, lo que hace que los nodos de truss sean más concisos y diestros.