トラス分析とは

多くの場合、橋、電気タワー、特定の種類の屋根で使用されるトラスは、通常、フレームワークで互いに接続されたバーで構成されます。 通常、バーコンポーネントはピンで接続されます。 トラス解析を使用して、構造全体に作用する圧縮力と張力を決定できます。 トラスの構造的完全性は、数式と科学的評価を使用して計算できます。 トラスエンジニアリングでは、分析の主な方法は、多くの場合、ジョイント、セクション、または構造のグラフィカルな表現に焦点を当てています。

トラス解析の場合、通常、ルールはバーがピンで接続され、ジョイントに摩擦がないことを規定しています。 通常、各コンポーネントはその全長に沿って同じ量の応力を受ける一方で、構造荷重はトラスのジョイントのみに影響すると想定されています。 アナリストは通常​​、さまざまな部分に対するさまざまな力の反応を調べます。 トラス解析は通常、平衡方程式を適用して実行されます。

ジョイントの方法は、トラス構造を分析する1つの方法です。 一般に、各ピースに張力がかかっている、つまりバーの両端に引っ張り力がかかっていると仮定すると、解析はフリーボディ図に表されたトラスの一部に対して実行されます。 多くの場合、各ジョイントに対して2つの方程式が使用されます。 計算の数は、構造内にあるジョイントの数の2倍です。 さまざまな手順により、各メンバーが引っ張られているか圧縮されているかが判別されます。 トラス解析に対するこのアプローチでは、角度測定にも三角関数を使用することがよくあります。

セクションの方法を使用すると、通常、最も力が作用するトラス設計の部分が必要になります。 計算は、トラスを通る分割線の両側で実行され、計算を導くために平衡に依存します。 この線は、トラス上の最大3つのバーを通過できます。 各トラスの張力と圧縮も、このトラス分析法によって計算されます。 荷重を伝達しない部材、反対側に力を伝達する部材、湾曲した部品などのコンポーネントは、最も正確な分析を得るために異なる方法で考慮する必要がある場合があります。

グラフィカルなトラス解析では、力ポリゴンを使用して最小限のラインを使用することがよくあります。 その結果、Maxwellの図と呼ばれる単純化された図が得られます。これは、力と角度を測定できる三角形のように見えます。 通常、計算は図面の周りを時計回りに実行されます。 トラス分析は、そのようなシステムが構築される前にそのメカニズムを測定するためによく使用されます。 構造の複雑さが制限になる場合があります。その場合、通常、計算のジョイントを考慮する方が効果的です。