トラスは、土木工学で非常によく使用される構造です, 橋など, 鉄骨造, 塔と屋根構造 (下の画像に見られるように). それらはまたクレーンのような多くの機械および航空宇宙構造に現われます, オフショアプラットフォーム, 宇宙構造物, 等々.
通常, ジョイント接続は、エンドメンバーを共通のプレートにボルト締めまたは溶接することによって形成されます。, ガセットプレートと呼ばれる (下の写真). トラスに作用するすべての外部荷重は、ジョイントにのみ作用すると想定されています, したがって, トラスのすべてのメンバーは2つの力のメンバーです. 個々の部材は曲げモーメントやせん断力を受けず、圧縮または引張りである軸力のみを受けます。.
通常, トラスは鋼で作られています, 木材、非常にまれにコンクリートとアルミニウムから.
なぜ彼らは長いスパンでそれほど効率的ですか?
1. トラスシステムは力を伝達します 軸方向に
トラスは、それらに含まれる力の方向と種類により、ソリッドビームよりも長いスパンにはるかに適しています。. 述べたように, トラスメンバーはピンジョイントで接続されています。 内部せん断力およびモーメント力なし, 力は部材に軸方向に加えられます.
傾斜屋根を検討してください, スパンに沿って適用される点荷重 (SkyCivの無料を使用してモデル化 トラス計算機):
2. メンバーは軸方向により強い
各トラス部材への力が軸方向であるという事実は、長いスパンに対するトラスの効率の鍵です. 軸方向荷重の部材, 力はメンバーのすべての部分によって等しく運ばれます-材料は無駄になりません. これをビームと対比してください. 中央に梁を載せると, ストレスは他のどこよりもはるかに高いです - ストレスが集中している. 中心から離れた素材はあまり効果がありません, 構造の効率を下げ、それを重くする:
代替デザイン
プレストレストコンクリート ロングスパン構造の代替構造です. シンプルな構造ですが, トラスよりもはるかに効率が悪い. プレストレストコンクリート部材は非常に大きな曲げ応力に耐える必要があります, スパンが増えると悪化します. スパンが長いほど, 必要とされるより具体的な.
斜張橋 長いスパンのための効果的な設計, ただし、ケーブルをサポートするために、まだ多くの材料を使用する必要があります。. ケーブルはトラスメンバーと同じくらい効率的です, 力を張力に変換するので, ただし、このシステムをサポートするための外部構造は非効率的で重い場合があります.
3. 概要
トラスは、一般的に大スパンの建物の屋根構造として、また橋で使用されます, 塔, クレーンと歩道. 彼らはより高い負荷容量とより効率的に使用される断面積を持っています.
これは、それらのピン止めされた接続が軸方向に力を伝達し、部材に曲げモーメントとせん断力がほとんどないためです. 応力が均等に分散されるため、メンバーは軸方向荷重を運ぶのにより効率的です, 集中する横荷重ではなく. この組み合わせにより、トラスシステムは単一メンバーの代替システムよりも効率的になります (例えば. プレストレストコンクリート).
トラスにより、エンジニアは少ない素材で大きなオープンスペースを作成できます. より少ない材料を使用すると、請負業者は安価に構築することもできます. SkyCivのFreeを使用してトラス構造のモデリングまたは設計を開始してください。 トラスまたはルーフラフター電卓.
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