Kako izberem najboljši dizajn ogrodja?

Ogrodje je inženirska zasnova, ki sega tisoče let nazaj. Zasnova ravninske rešetke je preprost trikotnik ali povezani trikotniki, medtem ko ima vesoljska rešetka člene, ki se raztezajo v drugi smeri, da vzpostavijo tretjo dimenzijo. Nosilci se uporabljajo za uokvirjanje mostov, streh, tal, podlag in mnogih drugih struktur. Najboljša zasnova ogrodja je običajno odvisna od uporabe.

Za mostove in uokvirjene strehe se uporablja ploskovna konstrukcija. Za streho trikotniki povezujejo strešne špirovce in stropne tramove; obremenitev se porazdeli med špirovci in tramovi. Za konstrukcijo mostu sta zgornji in spodnji del tramov vzporedna in se imenujeta tetive. Trdni nosilci, ki podpirajo obremenitev mostu, bi močno povečali težo in stroške; Nosilec podpira obremenitev v različnih stopnjah, odvisno od tega, kako daleč so tetive razmaknjene.

Preizkušeni načrti ravninskega nosilca vključujejo Pratt truss – s škatlami, ki vsebujejo po en diagonalni element na škatlo – in vodilni drog – z enim navpičnim elementom in dvema kotnim deloma, ki se povezujeta na vrh navpičnice. Ogrodje imajo dva navpična elementa in zgornjo tetivo, ki obsega škatlo, ki sta podprta z enim kotnim členom na vsaki navpičnici. Lentikularne rešetke, ki jih običajno vidimo na mostovih, imajo zgornjo tetivo ogrodja, ki poteka v nežnem loku, s čimer daje obliko leče vsaki strukturi ogrodja.

Za vesoljsko rešetko je najpogostejša oblika tetraeder ali piramida. Bolj zapletene vesoljske rešetke bodo povezale in konfigurirale tetraedre na različne načine za porazdelitev obremenitve, torzijske, stiskalne in natezne sile. Zasnove vesoljske rešetke je mogoče videti v strukturah, kot so visokonapetostni linijski piloni. Tudi za strešne konstrukcije poslovnih stavb se uporabljajo vesoljske rešetke.

Analiza načrtov ogrodja je zapleten proces, vendar se običajno analiza opravi na spojih ali tečajih konstrukcije in ne po dolžini elementov. Obremenitev, ki jo na primer izvaja mimovozeči avtomobil ali vlak, se šteje za trenutek, v katerem so obremenitve predvsem na sklepih in je napetost vzdolž dolžine elementov zanemarljiva. Grafični diagrami, kot sta Cremona diagram ali Culmannov diagram, se uporabljajo za izračun napetosti na samih nosilnih elementih. Za nadaljnjo preučitev teh vrst obremenitev se lahko uporabijo formule, kot je analitična Ritterjeva metoda.