最適なトラス設計を選択するにはどうすればよいですか？

トラスは、数千年前に遡るエンジニアリング設計です。 平面トラス設計は単純な三角形、または接続された三角形ですが、スペーストラスには、3次元を確立するために異なる方向に延びるメンバーがあります。 トラスは、橋、屋根、床、床下張り、および他の多くの構造物の骨組みに使用されます。 通常、最適なトラス設計はアプリケーションによって異なります。

橋とフレーム屋根には平面トラス設計が使用されます。 屋根の場合、三角形は屋根垂木と天井梁を接続します。 垂木と根太の間で荷重が分散されます。 橋梁構造の場合、根太の上部と下部は平行であり、弦と呼ばれます。 橋の荷重を支える頑丈な桁は、重量とコストを大幅に増加させます。 トラスは、弦の間隔に応じて、さまざまな角度で荷重をサポートします。

実績のある平面トラスの設計には、ボックスごとに1つの対角部材を含むボックスを持つプラットトラスと、垂直の上部に接続する1つの垂直部材と2つの傾斜部材を含むキングポストトラスが含まれます。 クイーンポストトラスには、2つの垂直部材と、各垂直の1つの角度付き部材で支持されるボックスで構成されるトップコードがあります。 橋によく見られるレンチキュラートラスは、トラスの上部弦が緩やかなアーチで走っているため、トラスの各構造にレンズ形状を与えます。

スペーストラスの場合、四面体またはピラミッド形が最も一般的なトラス設計です。 より複雑なスペーストラスは、さまざまな方法で四面体をリンクおよび構成して、荷重、ねじれ、圧縮、および張力を分散します。 スペーストラスの設計は、高圧ラインパイロンなどの構造に見られます。 また、スペーストラスウェブは商業ビルの屋根構造に使用されます。

トラス設計の解析は複雑なプロセスですが、通常、解析は部材の長さ方向ではなく、構造の接合部またはヒンジで行われます。 たとえば、通過する車両または電車によって加えられる負荷は、応力が主に関節にかかる瞬間とみなされ、部材の長さに沿って加えられる応力は無視できる程度です。 トラス部材自体の応力を計算するには、クレモナ図やカルマン図などのグラフィカルな図を使用します。 これらのタイプの荷重をさらに調べるには、分析リッター法などの式を使用できます。