リジッドフレームとは

剛性フレームは、すべてのフレーム部品間の接続が変化しない特定の角度で固定されているフレームで構成される構造的構成です。 鋼製の構造部品が最も一般的ですが、橋梁のコンクリート構造部品など、他のタイプのフレーム部品も使用できます。 このタイプのフレームは、他のタイプのフレームと比較して強度が比較的高いため、特に望ましいものです。

建物や橋などの固定構造は、このタイプの構造が使用される最も典型的なアプリケーションです。 倉庫やオフィスビル、小売スペース、レクリエーション施設、飛行機の格納庫などは、このタイプのフレームで構築できます。 この設計を活用するブリッジは、世界中に見られる場合があります。 特に、カナダのオンタリオ州には、数多くの歴史的な剛性フレームブリッジがあります。 剛性フレーム設計は、車椅子、自転車、オートバイ、産業用トラックなどの非固定用途にも組み込むことができます。

このスタイルの建築設計には、いくつかの顕著な利点があります。 たとえば、剛性のあるフレームビルディングの典型的な正方形または長方形の構造は、アーチ構造を利用するものなど、同等の丸いフレームビルディングよりも使用可能なスペースが多くなります。 アーチ型の建物の丸みを帯びた構造部品は、構造部品が湾曲する利用可能なヘッドスペースとサイドスペースを減らします。 サポートのために内部の柱を必要とする建物のスタイルよりも、剛性のあるフレームの方が、遮るもののない大きなスペースが可能です。 ただし、この方法で構築された建物には、不屈の基盤が必要であり、このタイプの設計では不均一な沈下は容易に受け入れられません。

ブリッジは、構成の固有の強度と安定性を活用するために、剛性フレーム構造を使用して構築できます。 橋の建設に望ましいこのタイプのフレームの他の利点は、荷重下での構造部材のたわみと振動の低減です。 環境への配慮も、特定の橋梁設計の剛性フレーム構造の選択に関係する場合があります。 中央に支柱がなくてもより広いスパンが可能であることを考えると、このタイプの橋は、水の自然な流れを妨げたり、環境に悪影響を与えたりすることなく、水路上で使用できます。

剛性、重量、および効率も、剛性フレームを車両設計に組み込む際に考慮される重要な要素です。 構造部品はすべて固定されているため、屈曲、可動部品によってエネルギーが浪費されることはなく、代わりにすべてが車両を前進させるために適用されます。 他のタイプのフレームと比較して剛性フレームの強度が比較的高いことは、車両をより軽いフレームで構築できることも意味します。 これらの考慮事項は、車椅子を傾斜路で動かしたい障害者など、特定の用途では特に重要です。 ただし、剛性フレームは、凹凸を乗り越える傾向があります。これは、段差を乗り越えたときの衝撃が、固定された構造部品によって容易に吸収されないためです。