kratownice są niezwykle mocną, dobrze przyjętą i opłacalną opcją do budowy różnych konstrukcji. Aby zmaksymalizować wydajność konstrukcji (która jest często mierzona w użytym materiale lub robociźnie), należy wybrać odpowiedni typ kratownicy do projektu. Dzisiaj zbadamy, jakie rodzaje kratownic są dostępne i w jaki sposób mogą przynieść korzyści Twojemu projektowi.
- Pratt Truss
- Warren Truss
- K Truss
- Howe Truss
- Fink Truss
- Gambrel Truss
Pratt Truss
Kratownica Pratt jest stosowana w ciągu ostatnich dwóch stuleci jako skuteczna metoda kratownic. Pionowe pręty są ściskane, podczas gdy ukośne pręty są napięte. Upraszcza to i wytwarza bardziej wydajną konstrukcję, ponieważ stal w członach ukośnych (w naprężeniu) może zostać zmniejszona. Ma to kilka efektów-zmniejsza koszty konstrukcji dzięki bardziej wydajnym prętom, zmniejsza ciężar własny i ułatwia konstruktywność konstrukcji. Ten typ kratownicy jest najbardziej odpowiedni dla poziomych przęseł, gdzie siła jest głównie w kierunku pionowym.
Poniżej znajduje się przykład kratownicy Pratt, skonstruowanej i przeanalizowanej za pomocą naszego kalkulatora kratownicy SkyCiv. Pręty ściskające są pokazane na zielono, a naprężenia na Czerwono.
zalety
- świadomy zachowania członka – ukośne pręty są w napięciu, pionowe pręty w kompresji
- powyższe można wykorzystać do zaprojektowania opłacalnej konstrukcji
- Prosta konstrukcja
- dobrze przyjęta i używana konstrukcja
wady
- nie jest tak korzystna, jeśli obciążenie nie jest pionowe
:
- tam, gdzie wymagana jest opłacalna konstrukcja
- tam, gdzie stosowana jest mieszanka obciążeń
- tam, gdzie wymagana jest prosta konstrukcja
Kratownica Warren
Kratownica Warren jest kolejnym bardzo popularnym systemem konstrukcji kratownicowej i łatwo ją rozpoznać po konstrukcji z trójkątów równobocznych. Jedną z głównych zalet kratownicy Warrena jest jej zdolność do równomiernego rozłożenia obciążenia na wiele różnych elementów; jest to jednak na ogół w przypadkach, gdy konstrukcja jest poddawana obciążeniu rozciągniętemu (rozłożone obciążenie). Jego główną zaletą jest również przyczyna jego wady – konstrukcja kratownicy ulegnie skoncentrowanej sile pod obciążeniem punktowym. W tych scenariuszach obciążenia skoncentrowanego konstrukcja nie jest tak dobra w równomiernym rozprowadzaniu obciążenia na swoich członach. Dlatego Typ kratownicy Warrenowej jest bardziej korzystny dla obciążeń rozciągniętych, ale nie nadaje się tam, gdzie obciążenie jest skoncentrowane w jednym punkcie lub węźle.
poniżej przedstawiono przykład kratownicy Warrenowej i jej sił osiowych pod obciążeniem rozłożonym. Konstrukcja została zbudowana i przeanalizowana za pomocą SkyCiv Truss Calculator. Pręty ściskające są pokazane na zielono, a naprężenia na Czerwono.
zalety
- rozkłada obciążenie dość równomiernie między członkami
- dość prosta konstrukcja
wady
- gorsza wydajność przy obciążeniach skoncentrowanych
- zwiększona zdolność konstrukcyjna dzięki dodatkowym prętom
najlepiej stosować do:
- konstrukcje o długich rozpiętościach
- gdzie należy wspierać równomiernie rozłożone obciążenie
- gdzie wymagana jest prosta konstrukcja
K Truss
k Truss jest nieco bardziej skomplikowaną wersją kratownicy Pratt. Jego główną różnicą jest to, że pionowe pręty zostały skrócone-poprawiając jego odporność na wyboczenie. Ma jednak podobne plusy i minusy do Pratt Truss i chociaż nie jest szeroko stosowany, jest mocną konstrukcją. Jedną z jego głównych wad jest to, że Członkowie nie zawsze zachowują się zgodnie z oczekiwaniami. Element może być w kompresji pod jednym scenariuszem obciążenia i w naprężeniu pod innym. Może to oznaczać, że konstrukcja może nie być w stanie być optymalnie zaprojektowana-ponieważ
przykład konfiguracji kratownicy K i jej reakcji pod przyłożonym obciążeniem jest pokazany poniżej. Dowiedz się więcej o naszym kalkulatorze kratownic SkyCiv. Pręty ściskające są pokazane na zielono, a naprężenia na Czerwono.
zalety
- redukcja sprężania w prętach pionowych
- możliwa redukcja stali i kosztów przy wydajnym projektowaniu
wady
- nieco bardziej złożona
- zwiększona statyczność konstrukcji dzięki dodatkowym prętom
kratownice Howe są zasadniczo przeciwieństwem kratownic Pratt pod względem geometrii. W rzeczywistości, patrząc na kratownicę Pratt do góry nogami, wyobrażamy sobie kratownicę Howe ’ a. Cała konstrukcja jest nadal stosunkowo taka sama, ale ukośne szelki zajmują obecnie przeciwne lub niezamieszkane stawy. Ten przełącznik w pozycji ukośnych prętów ma bardzo ważny efekt strukturalny.
Kratownica Pratt (powyżej) i Kratownica Howe (poniżej)
wcześniej omówiliśmy, w jaki sposób kratownice Pratt mają swoje pionowe pręty w ściskaniu, a ukośne pręty w naprężeniu po zastosowaniu obciążeń grawitacyjnych w stawach górnego akordu. W przypadku kratownic Howe ’ a odwrotność staje się prawdziwa, ponieważ ukośne pręty są teraz ściskane, podczas gdy obciążenia pionowe są napięte.
ponieważ są one podobne w strukturze do kratownic Pratt, ich zastosowania są na ogół takie same. Aby zmaksymalizować wydajność kratownicy, kratownica może być ładowana na złączach dolnego akordu. Kratownice dachowe mogą być ładowane np. sufitem.
warto zauważyć, że w zależności od geometrii i obciążenia kratownice Pratt mogą mieć więcej nieobciążonych prętów niż kratownice Howe.
Kratownica Fink
kratownica Fink w swojej najbardziej podstawowej formie ma elementy sieciowe, które podążają za wzorem V, który można powtórzyć kilka razy. Ponieważ górne akordy są pochylone w dół od środka, wzór V staje się zauważalnie mniejszy. Ponieważ kratownice Fink polegają bardziej na członach ukośnych, mogą być bardzo wydajne w przenoszeniu obciążeń na podporę.
pochodne kratownic Fink obejmują podwójne kratownice Fink i typy kratownic wentylatorowych. Kratownice Double Fink są zasadniczo kratownicami Fink, które powtarzają wzór dwa razy po obu stronach. Jeśli najbardziej podstawowa kratownica Fink może być charakteryzowana przez double-V, to podwójny fink wyglądałby jak double-W. kratownice wentylatorowe są zasadniczo kratownicami Fink, które mają swoje pręty sieciowe „fan out” od stawów na dole, Zwykle dodanie pionowych prętów.
a Fink (Góra), podwójny fink (środek) i Kratownica wentylatora (dół)
Gambrel Truss
Na Zewnątrz kratownica gambrel ma dwa różne nachylenia, gdzie nachylenie staje się bardziej strome od środka. Ze względu na wystający na zewnątrz kształt kratownice gambrel mogą być skutecznie wyposażone w wydrążony środek, który może być używany jako schowek. Jako taki, górna część stodoły ma zwykle kształt gambrela. W przypadku stodoły, ponieważ elementy są zwykle zbudowane z drewna, konstrukcja działa bardziej jak rama niż kratownica. Pochodną gambrela jest dach mansardowy, który nazywany jest również dachem francuskim, stąd jego popularność we Francji.
SkyCiv Truss Software
SkyCiv oferuje dwa programy kratownic; jeden darmowy kalkulator kratownic do modelowania i analizy sił wewnętrznych konstrukcji kratownicowej. SkyCiv oferuje również zaawansowane oprogramowanie do analizy strukturalnej 3D do modelowania kratownic i RAM 3D.
lub
