Wat is truss-analyse?
Vaak gebruikt in bruggen, elektrische torens en bepaalde soorten daken, bestaan spanten in het algemeen uit staven die in een kader met elkaar zijn verbonden. De staafcomponenten zijn typisch verbonden door pinnen. Truss-analyse kan worden gebruikt om de compressie- en spankrachten te bepalen die door de hele structuur werken. De structurele integriteit van de truss kan worden berekend met behulp van wiskundige formules en wetenschappelijke evaluatie. In truss engineering richten de belangrijkste analysemethoden zich vaak op de verbindingen, de secties of door grafische weergave van de structuur.
Voor truss-analyse dicteren de regels meestal dat de staven worden verbonden door pinnen en dat er geen wrijving is op de gewrichten. Gewoonlijk wordt aangenomen dat elk onderdeel over de gehele lengte dezelfde hoeveelheid spanning ondergaat, terwijl structurele belastingen alleen de gewrichten van de spant beïnvloeden. Analisten kijken meestal naar de reacties van verschillende krachten op de verschillende onderdelen. Truss-analyse wordt meestal uitgevoerd door het toepassen van evenwichtsvergelijkingen.
De methode van gewrichten is een manier om een spantstructuur te analyseren. Over het algemeen ervan uitgaande dat elk stuk onder spanning staat, wat betekent dat beide uiteinden van een balk worden onderworpen aan trekkrachten, wordt de analyse uitgevoerd op een gedeelte van de spant die wordt weergegeven op een Free Body Diagram. Vaak worden twee vergelijkingen gebruikt voor elk gewricht; het aantal berekeningen is het dubbele van hoeveel verbindingen er in de structuur zijn. Verschillende stappen leiden tot een bepaling of elk lid in spanning of compressie is. Deze benadering van truss-analyse omvat vaak ook het gebruik van trigonometrische functies voor hoekmetingen.
Met behulp van de sectiemethode is meestal het deel van het truss-ontwerp nodig met de meeste kracht die erop inwerkt. Berekeningen worden uitgevoerd aan weerszijden van een scheidingslijn door de truss, op basis van evenwicht om de berekeningen te leiden. Deze lijn kan tot drie balken op de truss passeren. De spanning en compressie van elk gewricht wordt ook berekend met deze methode voor truss-analyse. Componenten zoals elementen die geen belasting dragen, componenten die krachten naar de andere kant overbrengen, en gebogen delen moeten soms anders worden overwogen om de meest nauwkeurige analyse te krijgen.
Grafische truss-analyse maakt vaak gebruik van een minimaal aantal lijnen met behulp van krachtpolygonen. Het resultaat kan een vereenvoudigde tekening zijn, Maxwell's Diagram genaamd, die eruit ziet als een driehoek waarop de krachten en hoeken kunnen worden gemeten. Berekeningen worden meestal met de klok mee rond de tekening uitgevoerd. Truss-analyse wordt vaak gebruikt om de mechanica van dergelijke systemen te meten voordat ze worden gebouwd. De complexiteit van de structuur is soms een beperking, in welk geval het berekenen van de gewrichten in de berekeningen meestal effectiever is.