Příhradová konstrukce
Příhradová konstrukce (prutová soustava či zkráceně také příhrada) je široce využívaný typ nosné konstrukce (specifické soustavy těles), kde namísto masivních a těžkých stěn, desek či bloků jsou využity štíhlé a lehké podélné nosné binární prvky (členy), pruty, nosníky, lana apod. V příhradách jsou pruty pospojovány styčníky, které lze chápat jako klouby s vhodně zvolenou mírou idealizace reality. Podstata aplikace příhradové konstrukce je tedy ve vhodném přenesení a rozložení zatížení/mechanického napětí mezi nosnými prvky tak, aby vznikla konstrukce s ohledem na co nejmenší hmotnost, rozměry a nižší finanční náklady. Příhradovou konstrukci je možno také chápat jako určitou formu optimalizace konstrukce. Příhrady se vyskytují také běžně v přírodě a lze je kombinovat s dalšími typy konstrukcí.[1][2][3][4]
Pojem příhradové konstrukce a prutové konstrukce (prutové soustavy) mnohdy splývá, avšak někteří autoři považují za příhradové konstrukce jen takové konstrukce, ve kterých se vyskytují alespoň některé členy seskupené do trojúhelníků případně občasně i čtyřúhelníků. Nicméně, postupy technického a výpočtového řešení jsou stejné pro příhrady i prutové konstrukce. Ve stavebnictví se také používá pojem příhradový nosník, především u mostních konstrukcí.[5]
.png)
Základní dělení příhradových konstrukcí
Podle[1][6][3] lze dělit příhradové konstrukce na:
- Rovinné (2D) a prostorové (3D).
- Staticky určité a staticky neurčité.
- Složené z přímých členů, křivých členů nebo kombinací přímých a křivých členů.
- Přírodní a umělé (antropogenní).
- Staticky nebo kvazistaticky zatížené (namáhané) a dynamicky zatížené (namáhané).
- Deterministicky (jednoznačně) zatížené nebo stochasticky (statisticky, indeterministicky, náhodně) zatížené.
- Z pohledu matematiky existují příhrady popisované jednodušším řešením soustav lineárních rovnic nebo složitějším řešením soustav nelineárních rovnic.
Typy příhradových konstrukcí
Podle[1] existují následující typy příhradových konstrukcí:
- Podle způsobu výroby a montáže existují příhradové konstrukce monolitické, montované a kombinované.
- Dle použitého materiálu existují především dřevěné a ocelové příhrady a nebo příhrady z jiných materiálů (např. kompozitů, plastů, dalších kovů aj.).
- Dle způsobu výroby styčníku jako mechanického spoje členů, existují svařované, lepené, nýtované, šroubové, hřebíkové aj. příhrady.
Metodika výpočtu příhradových konstrukcí
Výpočty příhradových konstrukcí se dělají za účelem designového návrhu nebo posouzení pevnosti a životnosti. Jedním z cílů je také výpočet vnitřních statických účinků, tj. vnitřních normálových sil u prutových členů, případně normálových sil, posouvajících sil a ohybových momentů u nosníků. Existují[1][3]:
Grafické metody řešení
Grafické metody se dnes již v běžné technické praxi nepoužívají, stále však mají významný vysvětlující potenciál. Podle[1][7] existují následující typy příhradových konstrukcí:
- Cremonova metoda
- jiné
Analytické metody řešení
Dle[1][3] existují následující analytické metody řešení:
- Styčníková metoda
- Průsečná (Ritterova) metoda
- Metoda náhradních prutů (Hennebergova)
- Silová metoda
- Deformační metoda
- jiné
Numerické metody řešení
Existují různorodé přístupy využívající[1][3]
- Metoda konečných prvků
- Metodu Monte Carlo
- jiné numerické metody
Řešení vede buď k řešení soustav lineárních nebo nelineárních rovnic. Existuje široká škála počítačové aplikace numerických metod.
Princip diskretizace
Každou úlohu mechaniky lze zjednodušit, tj. pomocí diskreditace přijmout zvoléné zjednodušující předpoklady.[1][3]
- Nahrazení reálných členů příhradové konstrukce pruty, nosníky či jednoduchými lany, přičemž se používají ideální členy bez imperfekcí (značné zjednodušení) nebo reálné členy s imperfekcemi (složitější použití).
- Vhodná volba popisu deformací:
- Dle teorie malých deformací – jednodušší aplikace teorie 1. řádu nebo složitější a přesnější aplikace teorie 2. řádu
- Dle teorie velkých deformací – nejsložitější a nejpřesnější
- Vhodná volba popisu materiálového chování:
- lineární chování (Hookeův zákon) – jednodušší
- nelineární chování – složitější
Měření příhradových konstrukcí
Příhrady lze také experimentálně ověřovat. Proměřují se hodnoty a změny hodnot posunutí, deformací, zatížení, napětí, případně růstu trhlin a koroze.
Další informace
V roce 1931 byl silniční ocelový most v areálu Škoda a. s. (Jižní předměstí v Plzni) největším svařovaným příhradovým mostem na světě. Projekt celého mostu vypracoval a veškeré práce řídil prof. František Faltus.[8]
Odkazy
Reference
- ↑ a b c d e f g h FRYDRÝŠEK, Karel. Some Selected Tasks of Elasticity and Plasticity 4 (Basic Nonlinear Mechanics of Deformable Bodies in Examples). 1. vyd. Ostrava: Department of Applied Mechanics, Faculty of Mechanical Engineering, VSB – Technical University of Ostrava, 2016. 139 s. ISBN 978-80-248-4152-6.
- ↑ FOJTÍK, Roman; LOKAJ, Antonín; GABRIEL, Jiří. Dřevěné mosty a lávky. 1. vyd. Praha: Informační centrum ČKAIT, 2017. 156 s. ISBN 978-80-88265-04-7.
- ↑ a b c d e f FRYDRÝŠEK, Karel. Basic Strength and Elasticity of Materials. 1. vyd. Ostrava, Czech Republic: VŠB - TECHNICAL UNIVERSITY OF OSTRAVA, Faculty of Mechanical Engineering, Department of Applied Mechanics, 2015. 264 s.
- ↑ Konstrukce a stavba letadel - Dusan Slavětínský starší - Příhradové konstrukce. www.slavetind.cz [online]. [cit. 2021-11-17]. Dostupné v archivu pořízeném z originálu dne 2021-11-17.
- ↑ KARMAZÍNOVÁ, MARCELA. KOVOVÉ MOSTY I (MODUL M05 - PŘÍHRADOVÉ TRÁMOVÉ MOSTY, MOSTNÍ VYBAVENÍ). [s.l.]: VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ, FAKULTA STAVEBNÍ
- ↑ a b FRYDRÝŠEK, Karel. Biomechanika 1. 1. vyd. Ostrava, Czech Republic,: VSB – Technical University of Ostrava, Faculty of Mechanical Engineering, Department of Applied Mechanics, 2019. 461. s. ISBN 978-80-248-4263-9.
- ↑ ONDROUCH, Jan; ŠŇUPÁRKOVÁ, Jarmila. Příručka statiky s příklady. 1. vyd. Ostrava: Vysoká škola báňská v Ostravě, 1986. 162 s.
- ↑ ocelový most v areálu Škoda a.s. - Památkový Katalog. pamatkovykatalog.cz [online]. [cit. 2021-11-16]. Dostupné online.
Externí odkazy
Obrázky, zvuky či videa k tématu příhradová konstrukce na Wikimedia Commons
Média použitá na této stránce
Autor: Fry72, Karel Frydrýšek, Licence: CC BY-SA 4.0
Velká jižní věž Katedrály sv. Víta, Václava a Vojtěcha, Praha
Autor: Fry72, Karel Frydrýšek, Licence: CC BY-SA 4.0
Rozdíl mezi dlouhými kostmi u ptáků a savců/člověka
A pattern of an truss bridge
Autor: Fry72, Karel Frydrýšek, Licence: CC BY-SA 4.0
Rozhledna Kunovická hůrka, Kunovice, okres Vsetín, Zlínský kraj
Bradenton, Florida: Green Bridge, which carries US 41 over the Manatee River: This is also the western terminus of the Bradenton Riverwalk going underneath. (This is before improvements were made for the overall Riverwalk area.)
Warren-type simple truss bridge of the former w:Seaboard Air Line Railway. Located near the ghost town of Willow, Florida. Abandoned since the mid-1980s.
The Florida Railroad Museum
The Florida Railroad Museum operates on a six mile railroad line between Parrish and Willow. It was founded in 1981 as the Florida Gulf Coast Railroad Museum. Since 1992, it has been offering one hour and a half excursions on weekends from Parrish north to Willow and back. The organization has maintenance facilities at Willow. This railroad line that the Florida Railroad Museum uses is a very small part of a 55 mile route that was built south from Durant to Manatee County and into Sarasota with construction starting in 1895. It was first incorporated in 1902 as the United States & West Indies Railroad and Steamship Company. It became the Florida West Shore Railway on May 9, 1903. In 1909 it was acquired by the Seaboard Air Line Railroad Company. In 1967 the Seaboard Air Line (SAL) and the Atlantic Coast Line (ACL) merged to become the Seaboard Coast Line (SCL.) The Seaboard Cost Line became a part of the Family Lines System, which became the Seaboard System (SBD) which then became a part of CSX Transportation (CSXT.) The rail is 85 lb and jointed. It is class 1 track.
Willow is a ghost town located in Manatee County just north of the Little Manatee River. In 1924, a mill was built at Willow by the MoGowin-Foshee Lumber Company. James I. Robbins, Bruce Robbins and James A. Robbins bought it in 1926. The Robbinses also bought 40,000 acres of woodlands that ran south to where State Road 70 is today. The area is believed to have included a sawmill, turpentine still, a planer mill, a dry kiln, Robbins family home, general store (known as the commissary), 70 worker houses with garden plots, a house of prostitution, Snowden's filling station, a post office constructed in 1889, a railroad depot with a water tower and a church, school and juke joint located in the black section of town. At its height, as much as 50,000 board feet a day was cut. There were around 250 workers. They were paid in scrips (small round tokens) that were to be spent in the general store (the commissary.) Willow was separated into white and black sections. The black children went to the school in Willow and the white children went to school north in the town of Wimauma.
The town failed with the onset of the Great Depression as the price of lumber dropped and the business moved to Tampa in 1937. The business's steam engine is now on display at the Robbins Manufacturing Co., located in Tampa on Nebraska Avenue. A railroad single truss bridge crossing the Little Manatee River built in 1913 by the Seaboard Air Line Railroad Company remains, as do the bare foundations of some of the old buildings. The railroad bridge needs repair before it can be used again and some of the rails leading to it on the south side have been removed, so that trains can not currently travel across it. On the north side of the railroad bridge, at about Saffold Road, all of the rails have been removed from the rest of this route north to Durant. This abandonment occurred in 1986.
At Willow, there is a railroad spur that leads east off of the mainline to a Florida Power & Light Company plant. CSX Transportation provides rail service to the plant. There is a new railroad depot now at Willow built by the Florida Railroad Museum. The Museum has put a fence around the depot and its maintenance facilities at Willow and has installed security cameras. There are also security cameras installed at Parrish and in their gift shop baggage car. The area of Willow is accessible from U.S. 301, by turning east on Willow road and following it to the end.
The original railroad station in Parrish which was constructed in 1902 was consumed by a fire in the mid-1990's. Earlier, in 1988, an attempt had been made to turn the unused depot into a restaurant, but failed. Not long after the station burned down, the Florida Gulf Coast Railroad Museum (as it was named then) moved the railroad station from Bradley, Florida (also known as Bradley Junction), onto the property. That depot was then also consumed by a fire and lost to history.
The location of the Florida Railroad Museum in Parrish is 12210 83rd Street East. Their website is www.frrm.org. Its reporting mark is FGCX.