Inhaltsverzeichnis
- Was ist ein Fachwerk?
- Fachwerkkomponenten und Terminologie
- Vorteile eines Fachwerks
- Arten von Fachwerken
- Kostenloser Fachwerkrechner
Definition eines Fachwerks: Was ist ein Fachwerk??
Im Hochbau, Ein Fachwerk ist eine wichtige Art von Struktur, die durch ein trianguliertes System von Elementen gekennzeichnet ist. Diese Bauteile sind so aufgebaut und verbunden, dass auf sie nur Axialkräfte wirken. Die Elemente eines Fachwerks werden als Elemente mit zwei Kräften betrachtet, da die Kräfte nur an beiden Enden des Elements wirken, was entweder zu einer Druck- oder Zugkraft führt. Traversen werden häufig verwendet Brückenentwürfe aufgrund ihrer Fähigkeit, große Entfernungen effizient zu überbrücken. Hier ist ein Beispiel für ein typisches Fachwerkdesign:
Fachwerkkomponenten und Terminologie
Fachwerke folgen normalerweise einer ziemlich allgemeinen und gemeinsamen Struktur, aus verschiedenen Komponenten zusammengesetzt. Nachfolgend finden Sie eine Liste der relevanten Teile eines Fachwerks:
- (1) Oberer Akkord – der Balken eines Fachwerks, der sich über die gesamte Länge des Fachwerks erstreckt
- (2) Unterer Akkord – Der untere Balken überspannt die gesamte Länge des Fachwerks
- (3) Netz – Dies sind die inneren Elemente eines Fachwerks
- (4) Pitching-Punkt – der Punkt, an dem die schrägen Mitglieder sind (oberster Akkord) verbindet sich mit dem unteren Akkord
- (5) Scheitelpunkt/Spitze – höchster Punkt eines Fachwerks
Vorteile eines Fachwerks
Wie wir die Definition eines Fachwerks erklärt haben, Lassen Sie uns seine Vorteile erkunden. Bei richtigem Design, Traversen sind eine effiziente Möglichkeit, große Entfernungen zu überbrücken und gleichzeitig die Menge des verwendeten Materials zu minimieren. Dies liegt daran, dass die inneren Belastungen der Elemente axial induziert werden (in Richtung des Mitglieds) in Form von Kompression oder Spannung. Dies bedeutet, dass weniger Material verwendet werden kann, und das System als Ganzes ist effizienter, da die Kraft auf eine Reihe von Mitgliedern verteilt ist.
Quelle: Dachbinderrechner
Arten von Fachwerken
Für den Entwurf und die Konstruktion sollte ein geeigneter Fachwerktyp gewählt werden, um die Effizienz der Struktur zu maximieren (Dies wird oft an der Menge des verwendeten Materials oder der Arbeit gemessen). In diesem Artikel, Wir schauen uns die verschiedenen Arten von Fachwerkbrücken an und wie sie Ihnen bei Ihrem Entwurf helfen können.
Hier ist die Liste der häufigsten Arten von Traversen:
- Pratt-Fachwerk
- Warren Truss
- K Fachwerk
- Howe Truss
- Fink Truss
- Gambrel Truss
Pratt Truss
Ein Pratt-Fachwerk wurde in den letzten zwei Jahrhunderten als effektive Fachwerkmethode verwendet. Die vertikalen Elemente werden komprimiert, während die diagonalen Elemente unter Spannung stehen. Dies vereinfacht und erzeugt eine effizientere Konstruktion als der Stahl in den diagonalen Elementen (unter Spannung) kann reduziert werden. Dies hat einige Auswirkungen – Es reduziert die Kosten der Struktur aufgrund effizienterer Mitglieder, reduziert das Eigengewicht, und erleichtert die Konstruierbarkeit der Struktur.
Diese Art von Fachwerk eignet sich am besten für horizontale Spannweiten, wo die Kraft überwiegend in vertikaler Richtung ist.
Pratt-Träger sind am engsten mit dem Howe-Träger verwandt, wo die diagonalen Stäbe in entgegengesetzter Richtung sind (was zu einem umgekehrten Druck-/Zugverhalten in den Stäben führt).
Es ist auch wichtig, dies im Pratt Truss Design zu beachten, und die meisten Truss-Designs für diese Angelegenheit, besteht darin, dass die Endbefestigungen der Elemente auf fixiert eingestellt sind. Dadurch wird sichergestellt, dass die Kraft entweder auf Druck oder auf Zug übertragen wird, mit wenig (theoretisch, keiner) in Form von Biegemomenten übertragen.
Unten sehen Sie ein Beispiel für einen Pratt Truss, konstruiert und analysiert mit unserem SkyCiv Truss Rechner. Druckelemente werden als grün und Spannung als rot angezeigt.
Vorteile von PLenkrad Truss
- Kenntnis des Verhaltens des Mitglieds – diagonale Elemente sind unter Spannung, vertikale Elemente in Kompression
- Das Obige kann verwendet werden, um eine kostengünstige Struktur zu entwerfen
- Einfaches Design
- Gut akzeptiertes und gebrauchtes Design
Nachteile von PLenkrad Truss
- Nicht so vorteilhaft, wenn die Last nicht vertikal ist
Am besten verwendet für:
- Wo ein kostengünstiges Design erforderlich ist
- Wo eine Mischung von Lasten angewendet wird
- Wo eine einfache Struktur erforderlich ist
Warren Truss
Das Warren-Fachwerk ist ein weiteres sehr beliebtes Fachwerkstruktursystem und lässt sich leicht anhand seiner Konstruktion aus gleichseitigen Dreiecken identifizieren. Einer der Hauptvorteile eines Warren Truss ist seine Fähigkeit, die Last gleichmäßig auf mehrere verschiedene Mitglieder zu verteilen; Dies gilt jedoch im Allgemeinen für Fälle, in denen die Struktur einer überspannten Last ausgesetzt ist (eine verteilte Last). Sein Hauptvorteil ist auch die Ursache seines Nachteils – Die Fachwerkstruktur wird unter einer Punktlast einer konzentrierten Kraft ausgesetzt. Unter diesen konzentrierten Lastszenarien, Die Struktur ist nicht so gut darin, die Last gleichmäßig auf die Mitglieder zu verteilen. Daher ist der Warren-Fachwerktyp für überspannte Lasten vorteilhafter, aber nicht geeignet, wenn die Last auf einen einzelnen Punkt oder Knoten konzentriert ist.
Ein Beispiel für einen Warren Truss, und seine Axialkräfte unter einer verteilten Last sind unten gezeigt. Die Struktur wurde mit gebaut und analysiert SkyCiv Truss Rechner. Druckelemente werden als grün und Spannung als rot angezeigt.
Vorteile von Warren Truss
- Die Spreads werden ziemlich gleichmäßig zwischen den Mitgliedern geladen
- Ziemlich einfaches Design
Nachteile von Warren Truss
- Schlechtere Leistung unter konzentrierten Lasten
- Erhöhte Konstruierbarkeit durch zusätzliche Mitglieder
Am besten verwendet für:
- Strukturen mit großer Spannweite
- Wo eine gleichmäßig verteilte Last unterstützt werden soll
- Wo eine einfache Struktur erforderlich ist
K Fachwerk
Der K Truss ist eine etwas kompliziertere Version des Pratt Truss. Der Hauptunterschied besteht darin, dass die vertikalen Elemente verkürzt wurden – Verbesserung der Knickfestigkeit. Es tut, jedoch, haben ähnliche Vor- und Nachteile wie das Pratt Truss und obwohl es nicht weit verbreitet ist, Es ist ein starkes Design. Einer der Hauptnachteile ist, dass sich die Mitglieder nicht immer wie erwartet verhalten. Ein Element kann unter einem Lastszenario unter Druck und unter einem anderen unter Spannung stehen. Dies kann bedeuten, dass die Struktur möglicherweise nicht optimal entworfen werden kann – schon seit
Ein Beispiel für einen K-Truss-Aufbau und seine Reaktion unter angelegter Last ist unten dargestellt. Druckelemente werden als grün und Spannung als rot angezeigt.
Vorteile von K Truss
- Reduzierte Komprimierung bei vertikalen Elementen
- Mögliche Reduzierung von Stahl und Kosten bei effizienter Auslegung
Nachteile von K Truss
- Etwas komplexer
- Erhöhte Konstruierbarkeit durch zusätzliche Mitglieder
Howe Truss
Howe-Traversen sind in Bezug auf die Geometrie im Wesentlichen das Gegenteil von Pratt-Traversen. In der Tat, Wenn Sie ein Pratt-Fachwerk auf den Kopf stellen, wird eine Art Howe-Fachwerk sichtbar. Die gesamte Struktur ist noch relativ gleich, aber die diagonalen Klammern besetzen jetzt die gegenüberliegenden oder die nicht besetzten Gelenke. Dieser Positionswechsel der Diagonalelemente hat strukturell einen sehr wichtigen Einfluss.
Ein Pratt-Fachwerk (über) und ein Howe Truss (unten)
Vorher, Wir diskutierten, wie Pratt-Traversen ihre vertikalen Elemente unter Druck und diagonale Elemente unter Spannung haben, wenn Schwerkraftbelastungen an den Gelenken des oberen Akkords angelegt werden. Für Howe Traversen, Das Gegenteil ist der Fall, wenn diagonale Elemente jetzt komprimiert werden, während die vertikalen Lasten unter Spannung stehen.
Da sie in ihrer Struktur Pratt-Fachwerken ähnlich sind, Ihre Verwendung ist im Allgemeinen dieselbe. Um die Effizienz des Fachwerks zu maximieren, Das Fachwerk kann an den Gelenken des unteren Akkords belastet werden. Dachbinder können beispielsweise mit einer Deckenlast beladen werden.
Eine andere Sache zu beachten ist das, abhängig von der Geometrie und Belastung, Pratt-Traversen können mehr entladene Elemente haben als Howe-Traversen.
Fink Truss
Das Fink-Fachwerk in seiner grundlegendsten Form hat Webelemente, die einem V-Muster folgen, das mehrmals wiederholt werden kann. Da die oberen Akkorde von der Mitte nach unten abfallen, Das V-Muster wird merklich kleiner. Da Fink-Traversen mehr auf diagonale Elemente angewiesen sind, Sie können sehr effizient Lasten auf den Träger übertragen.
Derivate des Fink-Fachwerks umfassen die Typen Double Fink und Fan-Fachwerk. Double Fink-Traversen sind im Wesentlichen Fink-Traversen, die das Muster auf beiden Seiten zweimal wiederholen. Wenn das grundlegendste Fink-Fachwerk durch ein Doppel-V charakterisiert werden kann, dann würde ein Doppel-Fink wie ein Doppel-W aussehen. Fächertraversen sind im Wesentlichen Fink-Traversen, bei denen ihre Netzelemente von den Gelenken an der Unterseite „aufgefächert“ sind, normalerweise mit dem Hinzufügen von vertikalen Elementen.
Ein Fink (oben), ein Double Fink (Mitte), und ein Fan Truss (Unterseite)
Gambrel Truss
Auf der Außenseite, Ein Gambrel-Fachwerk hat zwei verschiedene Steigungen, wo der Hang von der Mitte steiler wird. Durch seine nach außen ragende Form, Gambrel-Traversen können effektiv mit einem hohlen Zentrum ausgestattet werden, die als Lagerraum genutzt werden kann. So wie, Der obere Teil einer Scheune ist normalerweise in einem Gambrel geformt. Im Falle einer Scheune, da die Mitglieder in der Regel aus Holz gebaut sind, Die Struktur wirkt eher wie ein Rahmen als wie ein Fachwerk. Derivate des Gambrels umfassen das Mansardendach, Das wird auch als französisches Dach bezeichnet, daher seine Popularität in Frankreich.
SkyCiv Truss Rechner
Wir hoffen, dass Sie dieses Tutorial nützlich fanden. Besuchen Sie unser SkyCiv Kostenloser Fachwerkrechner für sich selbst zu verwenden, und experimentieren Sie mit der Funktionsweise von Traversen.
Unser Fachwerkrechner ist ein Fachwerkdesign-Tool, das die Axialkräfte generiert, und Reaktionen von vollständig anpassbaren 2D-Fachwerkkonstruktionen oder Sparren. Es hat eine breite Palette von Anwendungen, einschließlich der Verwendung als Holzfachwerk-Rechner, Dachbinderberechner, Dachsparrenrechner, Scherenbinderberechner, Dachstuhlberechner, oder Dachkonstruktionsberechner.
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