Comment choisir la meilleure conception de la ferme?
La ferme est une conception d'ingénierie qui remonte à des milliers d'années. Une conception de la ferme planaire est un triangle simple, ou triangles connectés, tandis qu'une ferme spatiale a des membres qui s'étendent dans une direction différente pour établir une troisième dimension. Les fermes sont utilisées pour encadrer les ponts, les toits, les planchers, les sous-planchers et de nombreuses autres structures. La meilleure conception de la ferme dépend généralement de l'application.
Une conception plane de la ferme est utilisée pour les ponts et les toits encadrés. Pour un toit, les triangles relient les chevrons du toit et les solives de plafond; La charge se propage entre les chevrons et les solives. Pour une structure de pont, le haut et le bas de la solive sont parallèles et sont appelés accords. Des poutres solides pour soutenir la charge sur un pont ajouteraient grandement au poids et au coût; La ferme prend en charge la charge à différents degrés, selon la distance à laquelle les accords sont espacés.
Les conceptions de fermes planaires éprouvées incluent la ferme Pratt - avec des boîtes qui contiennent un membre diagonal par boîte - unD Le King Post Truss - avec un membre vertical et deux membres angullés se connectant au haut de la verticale. Queen Post Trusses a deux éléments verticaux et un accord supérieur comprenant une boîte qui est soutenue par un membre incliné sur chaque vertical. Les fermes lenticulaires, couramment visibles sur les ponts, ont la corde supérieure de la ferme courant dans une arche douce, donnant ainsi une forme de lentille à chaque structure de la ferme.
Pour une ferme spatiale, une forme de tétraèdre ou de pyramidal est la conception de la ferme la plus courante. Les fermes d'espace plus compliquées relieront et configureront les tétraèdres de diverses manières pour distribuer des forces de charge, de torsion, de compression et de traction. Les conceptions de fermes spatiales peuvent être vues dans des structures, telles que des pylônes de ligne haute tension. De plus, les sites de fermes d'espace sont utilisées pour les structures de toit de construction commerciale.
L'analyse des conceptions de fermes est un processus complexe, mais généralement une analyse est effectuée aux articulations, ouChatiges, de la structure plutôt que sur toute la longueur des membres. La charge exercée par une voiture ou un train qui passe, par exemple, est considéré comme un moment où les contraintes sont principalement sur les articulations et la contrainte exercée le long des longueurs des membres est négligeable. Les diagrammes graphiques, tels que le diagramme Cremona ou le diagramme de Culmann, sont utilisés pour calculer les contraintes des membres de la ferme eux-mêmes. Pour examiner davantage ces types de charges, des formules telles que la méthode Ritter analytique peuvent être utilisées.