Wie wähle ich das beste Fachwerkdesign aus?
Das Fachwerk ist ein Konstruktionsentwurf, der Jahrtausende zurückreicht. Eine ebene Fachwerkkonstruktion ist ein einfaches Dreieck oder verbundene Dreiecke, während ein Raumfachwerk Elemente aufweist, die sich in eine andere Richtung erstrecken, um eine dritte Dimension herzustellen. Traversen werden zum Einrahmen von Brücken, Dächern, Fußböden, Unterböden und vielen anderen Strukturen verwendet. Das beste Fachwerkdesign hängt in der Regel von der Anwendung ab.
Eine planare Fachwerkkonstruktion wird für Brücken und gerahmte Dächer verwendet. Bei einem Dach verbinden die Dreiecke die Dachsparren und die Deckenbalken. Die Last wird zwischen den Sparren und Balken verteilt. Bei einer Brückenstruktur verlaufen die Ober- und Unterseite des Balkens parallel und werden als Akkorde bezeichnet. Massive Träger, die die Last auf einer Brücke tragen, würden das Gewicht und die Kosten erheblich erhöhen. Das Fachwerk trägt die Last in unterschiedlichem Maße, je nachdem, wie weit die Akkorde voneinander entfernt sind.
Zu den bewährten ebenen Fachwerkkonstruktionen gehören das Pratt-Fachwerk - mit Kästen, die ein diagonales Element pro Kasten enthalten - und das Königspfostenfachwerk - mit einem vertikalen Element und zwei abgewinkelten Elementen, die an der Oberseite der Vertikalen befestigt sind. Königinpfostenbinder haben zwei vertikale Elemente und einen oberen Akkord, der eine Box umfasst, die von einem abgewinkelten Element an jeder Vertikalen getragen wird. Bei Lentikular-Traversen, die üblicherweise auf Brücken zu sehen sind, verläuft die obere Sehne des Traversens in einem sanften Bogen, wodurch jeder Struktur des Traversens eine Linsenform verliehen wird.
Bei einem Raumfachwerk ist eine Tetraeder- oder Pyramidenform die häufigste Fachwerkkonstruktion. Komplexere Raumfachwerke verbinden und konfigurieren Tetraeder auf verschiedene Arten, um Last-, Torsions-, Kompressions- und Zugkräfte zu verteilen. Raumfachwerkkonstruktionen sind in Strukturen wie Hochspannungsmasten zu sehen. Auch Raumfachwerkstege werden für gewerbliche Gebäudedachkonstruktionen verwendet.
Die Analyse von Fachwerkkonstruktionen ist ein komplexer Prozess. In der Regel erfolgt die Analyse jedoch an den Gelenken oder Scharnieren der Struktur und nicht entlang der Länge der Elemente. Die Last, die zum Beispiel von einem vorbeifahrenden Auto oder Zug ausgeübt wird, wird als ein Moment angesehen, in dem die Belastungen hauptsächlich auf die Gelenke und die Belastungen, die entlang der Länge der Elemente ausgeübt werden, vernachlässigbar sind. Grafische Diagramme, wie das Cremona-Diagramm oder das Culmann-Diagramm, werden verwendet, um die Beanspruchungen der Fachwerkträger selbst zu berechnen. Um diese Belastungsarten weiter zu untersuchen, können Formeln wie die analytische Ritter-Methode verwendet werden.