Jak wybrać najlepszy projekt kratownicy?

Kratownica jest projektem inżynieryjnym sprzed tysięcy lat. Płaska konstrukcja kratownicy jest prostym trójkątem lub połączonymi trójkątami, podczas gdy kratownica kosmiczna ma elementy, które rozciągają się w innym kierunku, aby ustanowić trzeci wymiar. Kratownice służą do tworzenia ram mostów, dachów, podłóg, podłóg i wielu innych konstrukcji. Najlepsza konstrukcja kratownicy zazwyczaj zależy od zastosowania.

W przypadku mostów i dachów z ramami stosowana jest płaska konstrukcja kratownic. W przypadku dachu trójkąty łączą krokwie dachowe i belki stropowe; obciążenie rozkłada się między krokwiami i legarami. W przypadku konstrukcji mostowej góra i dół legara są równoległe i nazywane są cięciwami. Solidne dźwigary podtrzymujące obciążenie mostu znacznie zwiększyłyby wagę i koszt; kratownica podtrzymuje obciążenie w różnym stopniu, w zależności od odległości między cięciwami.

Wypróbowane i prawdziwe konstrukcje kratownic płaskich obejmują kratownicę Pratta - ze skrzynkami zawierającymi jeden element ukośny na skrzynkę - oraz kratownicę królewską - z jednym elementem pionowym i dwoma elementami kątowymi łączącymi się ze szczytem pionu. Kratownice typu Queen post mają dwa pionowe elementy i górny pas, który zawiera skrzynię, która jest podtrzymywana przez jeden kątowy element na każdym pionie. Kratownice soczewkowe, powszechnie spotykane na mostach, mają górny pas kratownicy biegnący pod delikatnym łukiem, nadając w ten sposób kształt soczewki każdej strukturze kratownicy.

W przypadku kratownicy kosmicznej najczęstszym wzorem kratownicy jest kształt czworościanu lub piramidy. Bardziej skomplikowane kratownice kosmiczne będą łączyć i konfigurować czworościany na różne sposoby, aby rozłożyć obciążenia, skręcanie, ściskanie i siły rozciągające. Konstrukcje kratownic kosmicznych można zobaczyć w konstrukcjach, takich jak słupy linii wysokiego napięcia. Również siatki kratownic kosmicznych są stosowane w konstrukcjach dachowych budynków komercyjnych.

Analiza konstrukcji kratownic jest procesem złożonym, ale zwykle analizę wykonuje się na połączeniach lub zawiasach konstrukcji, a nie na długości prętów. Obciążenie przykładane przez przejeżdżający samochód lub pociąg jest uważane za moment, w którym naprężenia dotyczą głównie stawów, a naprężenia wywierane wzdłuż długości elementów są pomijalne. Diagramy graficzne, takie jak diagram Cremona lub diagram Culmanna, są używane do obliczania naprężeń na samych elementach kratownicy. Aby dalej zbadać tego rodzaju obciążenia, można użyć wzorów takich jak analityczna metoda Rittera.