Τεκμηρίωση SkyCiv

Ο οδηγός σας για το λογισμικό SkyCiv - μαθήματα, οδηγοί και τεχνικά άρθρα

Σεμινάρια

  1. Σπίτι
  2. Σεμινάρια
  3. Εκμάθηση ζευκτόντων
  4. Τι είναι ένα ζευκτόν? Κοινοί τύποι ζευκτών στη δομική μηχανική

Τι είναι ένα ζευκτόν? Κοινοί τύποι ζευκτών στη δομική μηχανική

Πίνακας περιεχομένων

Ορισμός ζευκτού: Τι είναι ένα ζευκτόν?

Ένα ζευκτό είναι ένας σημαντικός τύπος κατασκευής στη δομική μηχανική που μπορεί να οριστεί ως τριγωνικό σύστημα μέλη που είναι δομημένα και συνδεδεμένα με τέτοιο τρόπο ώστε να επιφέρουν μόνο αξονική δύναμη. Αυτά τα μέλη θεωρούνται μέλη δύο δυνάμεων καθώς οι δυνάμεις εφαρμόζονται μόνο σε κάθε άκρο του μέλους, με αποτέλεσμα είτε πίεση συμπίεσης είτε έντασης. Χρησιμοποιούνται συνήθως ως σχέδια γεφυρών, δεδομένης της ικανότητάς τους να εκτείνονται αποτελεσματικά σε μεγάλες αποστάσεις. Ένα τυπικό δοκάρι μπορεί να μοιάζει με αυτό:

Τι είναι ένα ζευκτόν (τι είναι τα ζευκτά) παράδειγμα ζευκτού για τον ορισμό του ζευκτού
Οι αρθρώσεις είναι συνήθως καρφιτσωμένες συνδέσεις, έτσι ώστε να μην μεταφέρονται δυνάμεις διάτμησης ή ροπής από μέλος σε μέλος. Αυτό είναι σημαντικό, αλλά συνήθως παρεξηγημένο, η διαφορά μεταξύ δομών δοκών και πλαισίων. Ένα μέλος πλαισίου συνήθως παίρνει έναν συνδυασμό διάτμησης, αξονικός, και δυνάμεις κάμψης; λαμβάνοντας υπόψη ότι ένα μέλος δοκών θα πάρει μόνο αξονική δύναμη.

Οφέλη ενός ζευκτόν

Όπως έχουμε εξηγήσει τον ορισμό του ζευκτού, ας εξερευνήσουμε τα οφέλη του. Όταν έχει σχεδιαστεί σωστά, Οι δοκοί είναι ένας αποτελεσματικός τρόπος για να εκτείνετε μεγάλες αποστάσεις ενώ ελαχιστοποιείτε την ποσότητα υλικού που χρησιμοποιείται. Αυτό συμβαίνει επειδή τα εσωτερικά φορτία των μελών προκαλούνται αξονικά (προς την κατεύθυνση του μέλους) με τη μορφή συμπίεσης ή έντασης. Αυτό σημαίνει ότι μπορεί να χρησιμοποιηθεί λιγότερο υλικό, και το σύστημα στο σύνολό του είναι πιο αποτελεσματικό, καθώς η δύναμη κατανέμεται μεταξύ πολλών μελών.

Τι είναι ένα ζευκτόν (τι είναι τα ζευκτά) παράδειγμα ζευκτού για τον ορισμό του ζευκτού
Πηγή: Υπολογιστής δοκών στεγών

Τύποι ζευκτόντων

Για μεγιστοποίηση της αποτελεσματικότητας της δομής (το οποίο μετριέται συχνά στο υλικό που χρησιμοποιείται ή στην εργασία), θα πρέπει να επιλεγεί κατάλληλος τύπος ζευκτού για το σχεδιασμό και την κατασκευή. Σήμερα θα διερευνήσουμε ποιοι τύποι γεφυρών δοκών υπάρχουν εκεί έξω και πώς μπορούν να ωφελήσουν το σχέδιό σας.

Pratt Truss

Ένα Pratt Truss έχει χρησιμοποιηθεί τους τελευταίους δύο αιώνες ως μια αποτελεσματική μέθοδο ζευκτόντων. Η κάθετη μέλη βρίσκονται σε συμπίεση, ενώ τα διαγώνια μέλη είναι σε ένταση. Αυτό απλοποιεί και παράγει έναν πιο αποτελεσματικό σχεδιασμό, καθώς ο χάλυβας στα διαγώνια μέλη (σε ένταση) μπορεί να μειωθεί. Αυτό έχει μερικά αποτελέσματα – μειώνει το κόστος της δομής λόγω πιο αποτελεσματικών μελών, μειώνει το αυτο-βάρος, και διευκολύνει την κατασκευή της δομής.

Αυτός ο τύπος δοκών είναι ο πλέον κατάλληλος για οριζόντια ανοίγματα, όπου η δύναμη είναι κατά κύριο λόγο στην κατακόρυφη κατεύθυνση.

Τα ζευκτά Pratt είναι πιο στενά συνδεδεμένα με το Howe Truss, όπου τα διαγώνια μέλη βρίσκονται στην αντίθετη κατεύθυνση (προκαλώντας συμπεριφορά αντίστροφης συμπίεσης/τάσεως στα μέλη).

Είναι επίσης σημαντικό να σημειωθεί ότι στο Pratt Truss Design, και οι περισσότεροι σχεδιάζουν Truss για αυτό το θέμα, είναι ότι τα μέλη έχουν καρφιτσωμένα τα άκρα τους. Αυτό διασφαλίζει ότι η δύναμη μεταφέρεται όλη είτε σε συμπίεση είτε σε τάση, με λίγα (θεωρητικά, κανένας) μεταφέρεται με τη μορφή δύναμης ροπής κάμψης.

Παρακάτω είναι ένα παράδειγμα ενός Pratt Truss, κατασκευάστηκε και αναλύθηκε χρησιμοποιώντας το δικό μας Υπολογιστής ζευκτών SkyCiv. Τα συμπιεστικά μέλη εμφανίζονται ως πράσινο και ένταση ως κόκκινο.

Pratt Truss, τύπους κατασκευών ζευκτών, τύπους γέφυρας ζευκτών
Pratt Truss, τύπους κατασκευών ζευκτών, τύπους γέφυρας ζευκτών
Πλεονεκτήματα του Πτιμόνι Τρουζ

  • Γνωρίζοντας τη συμπεριφορά του μέλους – τα διαγώνια μέλη είναι σε ένταση, κάθετα μέλη σε συμπίεση
  • Τα παραπάνω μπορούν να χρησιμοποιηθούν για το σχεδιασμό μιας οικονομικά αποδοτικής δομής
  • Απλός σχεδιασμός
  • Καλά αποδεκτό και χρησιμοποιημένο σχέδιο

Τα μειονεκτήματα του Πτιμόνι Τρουζ

  • Όχι τόσο πλεονεκτικό εάν το φορτίο δεν είναι κατακόρυφο

Καλύτερα χρησιμοποιείται για:

  • Όπου απαιτείται ένας οικονομικά αποδοτικός σχεδιασμός
  • Όπου εφαρμόζεται μείγμα φορτίων
  • Όπου απαιτείται μια απλή δομή

Warren Truss

Το Warren Truss είναι ένα άλλο πολύ δημοφιλές σύστημα δομών δοκών και αναγνωρίζεται εύκολα από την κατασκευή του από ισόπλευρα τρίγωνα. Ένα από τα κύρια πλεονεκτήματα ενός Warren Truss είναι η ικανότητά του να κατανείμει ομοιόμορφα το φορτίο σε διάφορα μέλη; Αυτό ωστόσο είναι γενικά για περιπτώσεις όπου η δομή υφίσταται ένα εκτεταμένο φορτίο (ένα κατανεμημένο φορτίο). Το κύριο πλεονέκτημά του είναι επίσης η αιτία του μειονεκτήματός του – η δομή του στηρίγματος θα υποβληθεί σε συμπυκνωμένη δύναμη κάτω από ένα σημειακό φορτίο. Κάτω από αυτά τα σενάρια συμπυκνωμένου φορτίου, η δομή δεν είναι τόσο καλή στην κατανομή του φορτίου ομοιόμορφα στα μέλη της. Ως εκ τούτου, ο τύπος ζευκτόν Warren είναι πιο πλεονεκτικός για φορτωμένα φορτία, αλλά δεν είναι κατάλληλο όταν το φορτίο συγκεντρώνεται σε ένα μόνο σημείο ή κόμβο.

Ένα παράδειγμα ενός Warren Truss, και οι αξονικές δυνάμεις του κάτω από ένα κατανεμημένο φορτίο φαίνονται παρακάτω. Η δομή κατασκευάστηκε και αναλύθηκε χρησιμοποιώντας Υπολογιστής ζευκτών SkyCiv. Τα συμπιεστικά μέλη εμφανίζονται ως πράσινο και ένταση ως κόκκινο.

ζευκτά Warren, τύποι ζευκτόντων, τύπους κατασκευών ζευκτών, τύπους γέφυρας ζευκτών
ζευκτά Warren, τύποι ζευκτόντων, τύπους κατασκευών ζευκτών, τύπους γέφυρας ζευκτών

Πλεονεκτήματα του Warren Truss

  • Τα spreads φορτώνουν αρκετά ομοιόμορφα μεταξύ των μελών
  • Αρκετά απλό σχέδιο

Μειονεκτήματα του Warren Truss

  • Χαμηλότερη απόδοση σε συγκεντρωμένα φορτία
  • Αυξημένη δυνατότητα κατασκευής λόγω πρόσθετων μελών

Καλύτερα χρησιμοποιείται για:

  • Δομές μεγάλου εύρους
  • Όπου πρέπει να υποστηρίζεται ένα ομοιόμορφα κατανεμημένο φορτίο
  • Όπου απαιτείται μια απλή δομή

Κ Truss

Το K Truss είναι μια ελαφρώς πιο περίπλοκη έκδοση του Pratt Truss. Η κύρια διαφορά του είναι ότι τα κάθετα μέλη έχουν μειωθεί – βελτιώνοντας την αντίστασή του έναντι λυγισμού. Κάνει, ωστόσο, έχουν παρόμοια πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα με το Pratt Truss και παρόλο που δεν χρησιμοποιείται ευρέως, είναι ένα ισχυρό σχέδιο. Ένα από τα κύρια μειονεκτήματά του είναι ότι τα μέλη δεν συμπεριφέρονται πάντα όπως αναμενόταν. Ένα μέλος μπορεί να βρίσκεται σε συμπίεση σε ένα σενάριο φόρτωσης και σε ένταση κάτω από ένα άλλο. Αυτό μπορεί να σημαίνει ότι η δομή μπορεί να μην είναι σε θέση να σχεδιάζεται βέλτιστα – Από

Παρακάτω παρουσιάζεται ένα παράδειγμα ρύθμισης K-Truss και η αντίδρασή του κάτω από ένα εφαρμοζόμενο φορτίο. Τα συμπιεστικά μέλη εμφανίζονται ως πράσινο και ένταση ως κόκκινο.

Κ ζευκτό, τύποι ζευκτόντων, τύπους κατασκευών ζευκτών, τύπους γέφυρας ζευκτώνΚ ζευκτό, τύποι ζευκτόντων, τύπους κατασκευών ζευκτών, τύπους γέφυρας ζευκτώνΠλεονεκτήματα του K Truss

  • Μειωμένη συμπίεση σε κάθετα μέλη
  • Πιθανή μείωση του χάλυβα και του κόστους, εάν έχει σχεδιαστεί αποτελεσματικά

Μειονεκτήματα του K Truss

  • Λίγο πιο περίπλοκο
  • Αυξήθηκε η κατασκευή λόγω πρόσθετων μελών

Howe Truss

Τα ζευκάρια Howe είναι ουσιαστικά το αντίθετο των ζευκτών Pratt όσον αφορά τη γεωμετρία. στην πραγματικότητα, Κοιτάζοντας ένα ζεύγος Pratt ανάποδα θα απεικονίσει ένα είδος ζευκτόν Howe. Ολόκληρη η δομή εξακολουθεί να είναι σχετικά ίδια, αλλά τα διαγώνια άγκιστρα καταλαμβάνουν τώρα το αντίθετο ή τους άσχετους αρμούς. Αυτός ο διακόπτης στη θέση των διαγώνιων μελών έχει πολύ σημαντικό αποτέλεσμα δομικά.

Σύγκριση Howe Truss, τύποι ζευκτόντων, τύπους κατασκευών ζευκτών, τύπους γέφυρας ζευκτών

Ένα ζευκτόν Pratt (πάνω από) και ένα Howe Truss (παρακάτω)

Προηγουμένως, συζητήσαμε πώς τα δοκάρια Pratt έχουν τα κάθετα μέλη τους σε συμπίεση και τα διαγώνια μέλη σε ένταση κατά την εφαρμογή φορτίων βαρύτητας στις αρθρώσεις της άνω χορδής. Για ζευκάρια Howe, το αντίστροφο γίνεται αληθινό καθώς τα διαγώνια μέλη είναι τώρα σε συμπίεση, ενώ τα κατακόρυφα φορτία είναι σε ένταση.

Howe Truss, τύποι ζευκτόντων, τύπους κατασκευών ζευκτών, τύπους γέφυρας ζευκτών

Δεδομένου ότι έχουν παρόμοια δομή με τα δοκάρια Pratt, οι χρήσεις τους είναι γενικά οι ίδιες. Για να μεγιστοποιήσετε την απόδοση της δοκού, το στήριγμα μπορεί να φορτωθεί στις αρθρώσεις της κάτω χορδής. Για παράδειγμα, οι δοκοί οροφής μπορούν να φορτωθούν με φορτίο οροφής.

Ένα άλλο πράγμα που πρέπει να σημειωθεί είναι ότι, ανάλογα με τη γεωμετρία και τη φόρτωση, Τα ζευγάρια Pratt μπορούν να έχουν περισσότερα εκφορτωμένα μέλη από τα ζευγάρια Howe.

Fink Truss

Το στήριγμα Fink στην πιο βασική του μορφή έχει μέλη ιστού που ακολουθούν ένα μοτίβο V που μπορεί να επαναληφθεί αρκετές φορές. Καθώς οι κορυφαίες χορδές γέρνουν προς τα κάτω από το κέντρο, το μοτίβο V γίνεται αισθητά μικρότερο. Καθώς τα ζευκτόν Fink βασίζονται περισσότερο στα διαγώνια μέλη, Μπορούν να είναι πολύ αποτελεσματικά στη μετάδοση φορτίων στην υποστήριξη.

Τα παράγωγα του συνδέσμου Fink περιλαμβάνουν τους τύπους διπλού Fink και ζευκτών ανεμιστήρων. Τα διπλά ζευκτόνια Fink είναι ουσιαστικά δοκάρια Fink που επαναλαμβάνουν το μοτίβο δύο φορές και στις δύο πλευρές. Εάν το πιο βασικό στήριγμα Fink μπορεί να χαρακτηριστεί με διπλό V, τότε μια διπλή αίσθηση θα μοιάζει με διπλό W. Τα ζευκτά ανεμιστήρα είναι ουσιαστικά ζευκτά Fink που έχουν τα μέλη του ιστού τους να "βαίνουν έξω" από τις αρθρώσεις στο κάτω μέρος, συνήθως με την προσθήκη κάθετων μελών.

Fink Truss,τύποι ζευκτόντων, τύπους κατασκευών ζευκτών, τύπους γέφυρας ζευκτών

Ένα Fink (μπλουζα), Διπλή αναλαμπή (μέση), και ένα Fan Truss (κάτω μέρος)

Fink Truss,τύποι ζευκτόντων, τύπους κατασκευών ζευκτών, τύπους γέφυρας ζευκτών

Gambrel Truss

Στο εξωτερικό, ένα τζόγο έχει δύο διαφορετικές πλαγιές, όπου η κλίση γίνεται πιο απότομη από το κέντρο. Λόγω του σχήματος που προεξέχει προς τα έξω, Τα ζευκτά gambrel μπορούν αποτελεσματικά να τοποθετηθούν με ένα κοίλο κέντρο, που μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως χώρος αποθήκευσης. Ως τέτοια, το άνω τμήμα ενός αχυρώνα συνήθως διαμορφώνεται σε ένα τυχερό παιχνίδι. Στην περίπτωση ενός αχυρώνα, καθώς τα μέλη είναι συνήθως κατασκευασμένα με ξύλο, η δομή λειτουργεί περισσότερο σαν ένα πλαίσιο παρά ένα δοκό. Τα παράγωγα του τζόγου περιλαμβάνουν την οροφή Mansard, που ονομάζεται επίσης γαλλική στέγη, εξ ου και η δημοτικότητά του στη Γαλλία.

Gambrel Truss,τύποι ζευκτόντων, τύπους κατασκευών ζευκτών, τύπους γέφυρας ζευκτώνGambrel Truss,τύποι ζευκτόντων, τύπους κατασκευών ζευκτών, τύπους γέφυρας ζευκτών

Υπολογιστής ζευκτών SkyCiv

Ελπίζουμε να βρήκατε αυτό το σεμινάριο χρήσιμο. Επισκεφθείτε μας SkyCiv Δωρεάν Υπολογιστής Τρασών για χρήση για τον εαυτό σας, και πειραματιστείτε με τον τρόπο λειτουργίας των ζευκτών.

Το Truss Calculator είναι ένα εργαλείο σχεδιασμού ζευκτών που δημιουργεί τις αξονικές δυνάμεις, και αντιδράσεις εντελώς προσαρμόσιμων δισδιάστατων δοκών ή δοκών. Έχει ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών, συμπεριλαμβανομένης της χρήσης ως αριθμομηχανή ξύλου, αριθμομηχανή δοκών οροφής, αριθμομηχανή δοκών οροφής, αριθμομηχανή ζευκτού ψαλιδιού, αριθμομηχανή σοφίτας, ή για πλαισίωση στέγης.

Για να εξερευνήσετε περισσότερα από το λογισμικό SkyCiv και να αξιοποιήσετε στο έπακρο το προϊόν μας για τα δομικά σας έργα, εγγραφείτε σήμερα για να ξεκινήσετε!

Σας βοήθησε αυτό το άρθρο?
Ναί Οχι

Πώς μπορούμε να βοηθήσουμε?

Μεταβείτε στην κορυφή