Jak optymalnie ustawić krzyżulce w stalowej kratownicy?


Co zrobić, aby jak najmniej kilogramów stali wpakować w konstrukcję dachu?



We wszystkich pokazanych wariantach pas górny jest zawsze ściskany, a pas dolny rozciągany. Pozostałe elementy, czyli słupki oraz krzyżulce, są ściskane lub rozciągane w zależności od ułożenia prętów ukośnych.

W wariancie A we wszystkich krzyżulcach występuje ściskanie, a większość słupków jest rozciąganych (za wyjątkiem dwóch skrajnych).
W wariancie B wszystkie krzyżulce są rozciągane, a wszystkie słupki ściskane.
W wariancie C ściskanie i rozciąganie występuje zarówno w słupkach jak i krzyżulcach.

Krzyżulce to najdłuższe elementy kratownicy A > B, dlatego, aby uzyskać jak najmniejsze ich przekroje najlepiej, gdy przenoszą tylko rozciąganie. Zatem z tego powodu najlepszy jest wariant B.
Przy rozciąganiu wykorzystujemy pełną wytrzymałość przekroju, natomiast przy ściskaniu musimy ją zredukować ze względu na możliwość wyboczenia się pręta.
Z tego powodu najlepszy jest wariant B.

Uwaga:
Omówiony układ prętów nie zawsze musi być najlepszy dla Twojej konstrukcji, dla Twojego układu obciążenia i ograniczeń geometrycznych. Dlatego najważniejsze wnioski z tego zadania są takie, aby sprawdzić jakie siły działają w poszczególnych prętach skratowania, jakie są decydujące warunki ich wymiarowania i czy są optymalnie ustawione.