Che cos'è l'analisi della capriata?
Spesso utilizzati in ponti, torri elettriche e alcuni tipi di tetti, le capriate sono generalmente costituite da barre collegate tra loro in una struttura. I componenti della barra sono in genere collegati da pin. L'analisi della capriata può essere utilizzata per determinare le forze di compressione e tensione che agiscono in tutta la struttura. L'integrità strutturale della capriata può essere calcolata usando formule matematiche e valutazione scientifica. Nell'ingegneria delle capriate, i principali metodi di analisi si concentrano spesso su giunti, sezioni o attraverso la rappresentazione grafica della struttura.
Per l'analisi della capriata, le regole di solito stabiliscono che le barre sono collegate da perni e che non vi sono attriti sulle articolazioni. Si presume in genere che ciascun componente subisca la stessa quantità di sollecitazione per tutta la sua lunghezza, mentre i carichi strutturali influenzano solo le articolazioni della capriata. Gli analisti di solito osservano le reazioni di forze diverse sulle varie parti. L'analisi della capriata viene generalmente eseguita applicando equazioni di equilibrio.
Il metodo delle articolazioni è un modo per analizzare una struttura della capriata. Generalmente supponendo che ogni pezzo sia in tensione, il che significa che entrambe le estremità di una barra sono sottoposte a forze di trazione, l'analisi viene eseguita su una porzione della capriata rappresentata su un diagramma del corpo libero. Due equazioni sono spesso utilizzate per ciascuna articolazione; il numero di calcoli è il doppio del numero di giunti presenti nella struttura. Vari passaggi portano a determinare se ciascun elemento è in tensione o compressione. Questo approccio all'analisi della capriata comporta spesso l'uso di funzioni trigonometriche anche per le misurazioni angolari.
Utilizzando il metodo delle sezioni, in genere è necessaria la parte del disegno della capriata che esercita la massima forza su di essa. I calcoli vengono eseguiti su entrambi i lati di una linea di divisione attraverso la capriata, basandosi sull'equilibrio per guidare i calcoli. Questa linea può attraversare fino a tre barre sul traliccio. Anche la tensione e la compressione di ciascuna articolazione sono calcolate con questo metodo di analisi della capriata. Componenti come elementi che non trasportano carico, quelli che trasmettono forze sul lato opposto e parti curve a volte devono essere considerati in modo diverso per ottenere un'analisi più accurata.
L'analisi grafica della capriata usa spesso un numero minimo di linee usando poligoni di forza. Il risultato può essere un disegno semplificato chiamato Diagramma di Maxwell, che assomiglia a un triangolo su cui è possibile misurare le forze e gli angoli. I calcoli vengono generalmente eseguiti in senso orario attorno al disegno. L'analisi delle capriate viene spesso utilizzata per misurare la meccanica di tali sistemi prima che vengano costruiti. La complessità della struttura è talvolta una limitazione, nel qual caso la contabilizzazione dei giunti nei calcoli è in genere più efficace.