Différence entre les membres de ferme et de cadre

Dans cet article, nous allons explorer la différence entre les membres en treillis et en ossature. Cette différence existe principalement en raison de la façon dont ils sont connectés aux autres membres et cela affecte le comportement de la structure en réponse aux chargements. Souvent des logiciels structurels comme SkyCiv Structural 3D aura une option pour sélectionner ces types d'éléments membres.

Membres de l'ossature

Les éléments de cadre sont comme des poutres en ce sens qu'ils sont principalement conçus pour supporter des charges transversales sur leur longueur. Ces charges externes provoquent des forces internes telles que le cisaillement et le moment de flexion. Certains membres de l'ossature (comme des colonnes) peut même être conçu pour gérer des hautes axiales (longitudinal) de charges. Ces types d'éléments supportent ces charges en raison de la façon dont ils sont connectés les uns aux autres ou au reste de la structure. Ils sont connectés via entièrement rigide les joints comme les assemblages soudés ou boulonnés qui permettent le transfert du cisaillement et du moment.

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Membres de fermes

Quand j'imagine les membres de la ferme, Je pense généralement aux tiges reliées par des articulations à broches. Les membres de la ferme sont libre de tourner à leurs extrémités grâce à l'utilisation de joints à broches. Cela signifie que les moments de cisaillement et de flexion ne sont pas transférés à l'élément. Le seul type de charge qu'une ferme peut supporter sont axial de charges (tension et compression).

Pour que les membres de la ferme se comportent de cette manière, les ingénieurs s'assurent que les membres de la ferme ne subissent des charges qu'à leurs extrémités (e.g. aux joints de la structure). Un élément de ferme ne peut pas être chargé avec des charges transversales (comme une charge répartie sur sa longueur) sinon cela induirait un moment de flexion

Parce que les éléments de ferme sont libres de tourner, cela implique qu'une structure constituée uniquement d'éléments de ferme, comme une ferme spatiale, doit être triangulaire dans la nature. Sinon, il serait instable et s'effondrerait. Imaginez une structure carrée de quatre membres de ferme avec des joints à rotation libre; il basculerait simplement. Alors qu'une structure triangulaire de trois membres constitués de joints à broches serait stable car vous ne pouvez pas renverser un triangle.

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Différence entre la ferme et le cadre: Un tableau comparatif

Vous trouverez ci-dessous un tableau simple comparant les deux types de membres:

Membres de fermes et de cadres dans le logiciel

Logiciel d'analyse structurelle comme SkyCiv Structural 3D peut facilement manipuler des poutres et des éléments de cadre grâce à l'utilisation de fixités d'extrémité de membre. Certains progiciels peuvent faire référence à cette propriété du membre en tant que version finale, car elle contrôle la façon dont les degrés de liberté du membre sont Fixé (F) ou Publié (R).

Sur le logiciel SkyCiv, vous verrez que la rotation du membre de la ferme autour de ses axes transversaux peut être libérée par le code de fixité FFFFRR pour simuler sa condition finale dans laquelle il est libre de tourner. Au contraire, la rotation d'un élément de cadre est entièrement fixe, de sorte que son code de fixité d'extrémité de membre est FFFFFF. Pour plus d'informations sur les fixités des membres, veuillez consulter notre Documentation pour des images utiles et des didacticiels vidéo.

Résumé

En résumé, un élément est catégorisé comme une ferme et un cadre par la façon dont il est connecté à ses extrémités, ce qui détermine sa capacité à supporter certains types de charges. Les éléments de la ferme peuvent tourner librement et ne peuvent supporter que des charges axiales, tandis que les membres de l'ossature sont connectés de manière rigide et peuvent supporter tous les types de charges. Quand il s'agit d'utilisation dans les structures, un élément de ferme peut se permettre d'être plus léger que les éléments de cadre car il ne supporte que des charges axiales. Cette nature légère du membre peut être utile avec des structures qui couvrent de grandes distances.