Tabella dei contenuti
- Che cos'è una capriata
- Componenti e terminologia del traliccio
- Vantaggi di un traliccio
- Tipi di capriate
- Calcolatore di traliccio gratuito
Definizione di un traliccio: Che cos'è una capriata?
In ingegneria strutturale, una capriata è un importante tipo di struttura caratterizzata da un sistema triangolare di membri. Questi elementi sono strutturati e collegati in modo tale da subire solo una forza assiale. Gli elementi di una travatura reticolare sono considerati elementi a due forze perché le forze vengono applicate solo alle due estremità dell'elemento, risultante in una forza di compressione o trazione. Le capriate sono comunemente usate in progetti di ponti grazie alla loro capacità di coprire in modo efficiente lunghe distanze. Ecco un esempio di un tipico design a traliccio:
Componenti e terminologia del traliccio
Le capriate in genere seguono una struttura piuttosto generale e comune, composto da vari componenti. Di seguito è riportato un elenco delle parti rilevanti di un traliccio:
- (1) Accordo superiore – la trave di una capriata che copre la lunghezza della capriata
- (2) Accordo inferiore – la trave inferiore che copre la lunghezza del traliccio
- (3) ragnatela – questi sono i membri interni di una capriata
- (4) Punto di lancio – il punto in cui i membri inclinati (accordo superiore) si collega con l'accordo inferiore
- (5) Apice/Picco – punto più alto di una capriata
Vantaggi di un traliccio
Come abbiamo spiegato la definizione di un traliccio, esploriamo i suoi vantaggi. Se progettato correttamente, I tralicci sono un modo efficiente per coprire lunghe distanze riducendo al minimo la quantità di materiale utilizzato. Questo perché i carichi interni degli elementi sono indotti assialmente (in direzione del membro) sotto forma di compressione o tensione. Ciò significa che è possibile utilizzare meno materiale, e il sistema nel suo insieme è più efficiente, poiché la forza è distribuita tra un numero di membri.
fonte: Calcolatore capriata del tetto
Tipi di capriate
Un tipo di traliccio appropriato dovrebbe essere scelto per la progettazione e la costruzione per massimizzare l'efficienza della struttura (che è spesso misurato nella quantità di materiale utilizzato o manodopera). In questo articolo, esamineremo i vari tipi di ponti reticolari e come possono aiutare il tuo progetto.
Ecco l'elenco dei tipi comuni di capriate:
- Traliccio Pratt
- Warren Truss
- K Truss
- Howe Truss
- Fink Truss
- Gambrel Truss
Pratt Truss
Una capriata di Pratt è stata utilizzata negli ultimi due secoli come metodo di truss efficace. I membri verticali sono in compressione, mentre i membri diagonali sono in tensione. Ciò semplifica e produce un design più efficiente dall'acciaio negli elementi diagonali (in tensione) può essere ridotto. Questo ha alcuni effetti – riduce il costo della struttura grazie a membri più efficienti, riduce il peso proprio, e facilita la costruibilità della struttura.
Questo tipo di capriata è più appropriato per campate orizzontali, dove la forza è prevalentemente nella direzione verticale.
I Pratt Trusses sono più strettamente imparentati con gli Howe Trusses, dove i membri diagonali sono nella direzione opposta (provocando un comportamento inverso di compressione/tensione nelle aste).
È anche importante notare che in Pratt Truss Design, e la maggior parte del design Truss per quella materia, è che i membri hanno le loro fissità finali impostate su bloccate. Ciò garantisce che tutta la forza venga trasferita sia in compressione che in tensione, con poco (teoricamente, nessuno) trasferito sotto forma di momento flettente.
Di seguito è riportato un esempio di una capriata Pratt, costruito e analizzato utilizzando il nostro SkyCiv Truss Calculator. Gli elementi compressivi vengono visualizzati in verde e la tensione in rosso.
Quali sono i tipi di strutture a traliccioQuali sono i tipi di strutture a traliccio
- Consapevole del comportamento del membro – i membri diagonali sono in tensione, membri verticali in compressione
- Quanto sopra può essere utilizzato per progettare una struttura conveniente
- Design semplice
- Design ben accettato e usato
Quali sono i tipi di strutture a traliccioQuali sono i tipi di strutture a traliccio
- Non altrettanto vantaggioso se il carico non è verticale
Meglio usato per:
- Dove è richiesto un design economico
- Dove viene applicato un mix di carichi
- Dove è richiesta una struttura semplice
Warren Truss
Il Warren Truss è un altro sistema di struttura a truss molto popolare ed è facilmente identificabile dalla sua costruzione a triangoli equilateri. Uno dei principali vantaggi di una capriata Warren è la sua capacità di distribuire uniformemente il carico su un numero di membri diversi; questo è tuttavia generalmente per i casi in cui la struttura è sottoposta a un carico con spanning (un carico distribuito). Il suo vantaggio principale è anche la causa del suo svantaggio – la struttura della capriata subirà una forza concentrata sotto un carico puntuale. In questi scenari di carico concentrato, la struttura non è altrettanto efficace nel distribuire uniformemente il carico tra i suoi membri. Pertanto, il tipo di truss Warren è più vantaggioso per i carichi con spanning, ma non adatto dove il carico è concentrato in un singolo punto o nodo.
Un esempio di una capriata di Warren, e le sue forze assiali sotto un carico distribuito sono mostrate di seguito. La struttura è stata realizzata e analizzata utilizzando SkyCiv Truss Calculator. Gli elementi compressivi vengono visualizzati in verde e la tensione in rosso.
Quali sono i tipi di strutture a traliccio
- Gli spread vengono caricati in modo abbastanza uniforme tra i membri
- Design abbastanza semplice
Quali sono i tipi di strutture a traliccio
- Scarse prestazioni sotto carichi concentrati
- Costruibilità aumentata grazie a membri aggiuntivi
Meglio usato per:
- Strutture a lunga campata
- Dove deve essere supportato un carico distribuito uniformemente
- Dove è richiesta una struttura semplice
K Truss
Il K Truss è una versione leggermente più complicata del Pratt Truss. La sua principale differenza è che gli elementi verticali si sono accorciati – migliorando la sua resistenza contro l'instabilità. Lo fa, però, hanno pro e contro simili al Pratt Truss e sebbene non sia ampiamente utilizzato, è un design forte. Uno dei suoi principali svantaggi è che i membri non si comportano sempre come previsto. Un membro può essere in compressione in uno scenario di carico e in tensione in un altro. Ciò può significare che la struttura potrebbe non essere in grado di essere progettata in modo ottimale – da
Di seguito è mostrato un esempio di una configurazione di K-Truss e la sua reazione sotto un carico applicato. Gli elementi compressivi vengono visualizzati in verde e la tensione in rosso.
Quali sono i tipi di strutture a traliccio
- Compressione ridotta nei membri verticali
- Possibile riduzione di acciaio e costi se progettata in modo efficiente
Quali sono i tipi di strutture a traliccio
- Leggermente più complesso
- Maggiore costruibilità grazie a membri aggiuntivi
Howe Truss
Le capriate di Howe sono essenzialmente l'opposto delle capriate di Pratt in termini di geometria. Infatti, guardando una capriata di Pratt capovolta visualizzerà una specie di capriata di Howe. L'intera struttura è ancora relativamente la stessa, ma le parentesi graffe diagonali ora occupano le articolazioni opposte o non occupate. Questo interruttore in posizione degli elementi diagonali ha un effetto molto importante strutturalmente.
Una capriata di Pratt (sopra) e una capriata di Howe (sotto)
In precedenza, abbiamo discusso di come i tralicci Pratt abbiano i loro membri verticali in compressione e diagonali in tensione all'applicazione di carichi di gravità ai giunti della corda superiore. Per le capriate di Howe, il contrario diventa vero poiché i membri diagonali sono ora in compressione, mentre i carichi verticali sono in tensione.
Poiché sono simili nella struttura alle capriate Pratt, i loro usi sono generalmente gli stessi. Per massimizzare l'efficienza della capriata, la capriata può essere caricata alle articolazioni dell'accordo di fondo. Ad esempio, le capriate del tetto possono essere caricate con un carico sul soffitto.
Un'altra cosa da notare è che, a seconda della geometria e del caricamento, Le capriate Pratt possono avere più membri non scaricati rispetto alle capriate Howe.
Fink Truss
La capriata Fink nella sua forma più semplice ha membri web che seguono un V-pattern che può essere ripetuto più volte. Mentre gli accordi superiori sono inclinati verso il basso dal centro, il modello a V diventa notevolmente più piccolo. Poiché le capriate Fink si affidano maggiormente ai membri diagonali, possono essere molto efficienti nel trasmettere carichi al supporto.
I derivati della capriata Fink includono i tipi di capriata Double Fink e Fan. Le capriate Double Fink sono essenzialmente capriate Fink che ripetono il motivo due volte su entrambi i lati. Se la capriata Fink più semplice può essere caratterizzata da una doppia V, quindi un doppio scatto sembrerebbe un doppio W. I tralicci a ventaglio sono essenzialmente tralicci Fink che hanno i loro membri web "a ventaglio" dalle articolazioni nella parte inferiore, solitamente con l'aggiunta di aste verticali.
A Fink (superiore), un doppio tintinnio (mezzo), e una capriata del fan (parte inferiore)
Gambrel Truss
All'esterno, un traliccio gambrel ha due diverse pendenze, dove la pendenza diventa più ripida dal centro. A causa della sua forma sporgente verso l'esterno, le capriate gambrel possono essere efficacemente dotate di un centro cavo, che può essere utilizzato come area di archiviazione. Come tale, la parte superiore di un granaio è di solito modellata in un gambrel. Nel caso di un fienile, poiché i membri sono generalmente costruiti con legno, la struttura si comporta più come una cornice che come una capriata. I derivati del gambrel includono il tetto Mansarda, che è anche chiamato tetto francese, da qui la sua popolarità in Francia.
SkyCiv Truss Calculator
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