Belka kratowa

Belka jest mówi się, że krata , gdy jest on utworzony z elementów przegubowych i formowanie triangulacji. Ta belka składa się z dwóch ram połączonych elementami pionowymi i / lub ukośnymi (słupki i / lub ukośne).

Historyczny

Belka został pierwszy ukształtowany przez pnia drzewa un-squared umieszczonej między dwiema podporami. Pień został następnie podniesiony do kwadratu w postaci prostokątnych belek, które zapewniają lepszą wydajność geometryczną, ale zużywają dużo drewna.

Aby przekraczać duże rozpiętości, konieczne jest zwiększenie bezwładności belek, wykonując montaż z drewna, który prawdopodobnie został zainspirowany trójkątnymi wiązarami dachów, które po montażu utworzą kratownice .

Kratownica ramy składa się z trzech części:

Pierwszego opisu kratownic dokonał Andrea Palladio w 1570 r. W rozdziałach VII i VIII trzeciej księgi Czterech ksiąg architektury .

Pierwsze patenty na drewniane mosty kratownicowe zostały złożone w Stanach Zjednoczonych przez Timothy'ego Palmera w 1797 r., Theodore'a Burra w 1806 i 1817 r., Thomasa Pope'a w 1807 r. I Lewisa Wernwaga w 1812 i 1829 r. Te pierwsze patenty to hybrydowe konstrukcje z trójkątnymi belkami i łukami.

W 1820 r. Miasto Ithiel zgłosiło patent na kratownicę

W 1839 roku Stephen Harriman Long złożył pierwszy patent, w którym pionowe kolumny były napięte, a pomiędzy dwoma kolejnymi kolumnami tworzącymi panel, ściśniętą triangulację krzyża Świętego Andrzeja . Jego drugi patent z 1839 r. Odwrócił wysiłki. Słupki są ściśnięte, a krzyże św. Andrzeja są naprężonymi ukośnymi rozpórkami.

William Howe złożył swój patent na kratownicę w 1840 roku. Została zainspirowana wzorem Stephena H. Longa, z tą różnicą, że krzyże Świętego Andrzeja są wykonane na dwóch kolejnych panelach. Przekątne są ściskane. Ta kratownica została później zmodyfikowana, aby powrócić do kratownicy zaproponowanej przez Stephena H. Longa w 1830 r. Richard Boyse Osborne w 1845 r. Wyprodukował pierwszy całkowicie żelazny most Howe zbudowany w Stanach Zjednoczonych dla Philadelphia and Reading Railroad Company . Opatentował ten typ mostu w Irlandii w 1845 roku i w Wielkiej Brytanii w 1846 roku.

Squire Whipple został opatentowany w 1841 r. Różni się od patentu Stephena H. Longa z 1839 r. Tym, że pas górny nie jest równoległy do ​​pasa dolnego, ale ma łukowaty wielokątny kształt. Jest to łukowate belki z dolnym cięgna zwany także belka bow-ciąg z przekątnymi, tworzącymi krzyż świętego Andrzeja. W tym patencie podał również projekt drugiej trapezowej kratownicy.

W 1844 roku Thomas Willis Pratt i jego ojciec Caleb złożyli patent podobny do patentu Stephena H. Longa w 1839 roku.

Squire Whipple oferuje adaptację belki Longa zdefiniowanej w 1839 r., A belkę Thomasa Willisa Pratta opatentowaną w 1844 r. W pierwszym zastosowaniu w 1847 r., Zwaną belką Whipple'a lub belką podwójnego przecięcia Pratta.

Drugi patent uzyskany w 1872 r. Podaje projekt dźwigarów kratowych firmy Whipple.

Brytyjscy inżynierowie James Warren (1806-1908) i Willoughby Theobald Monzani (1806-1854) uzyskują patent na dźwigar kratownicowy bez pionowego słupka na15 sierpnia 1848(licencja nr 12 242), którego rdzeń składa się z naprzemiennie ściśniętych i rozciągniętych przekątnych o tej samej długości. Zaproponowano inne wersje: dodanie pionowych słupków na prawo od przecięcia dwóch przekątnych, dodanie drugiej grupy przecinających się przekątnych. Thomas William Kennard (1825-1893) po przeanalizowaniu tej konstrukcji zaproponował uproszczenie belek podłużnych. Uzyskał patent u Warrena w 1853 r. Porównanie mostu Britannia z lat 1846–1850 z mostem o tej samej rozpiętości zaprojektowanym w belce Warren pokazuje, że most rurowy zużywa dziesięć razy więcej żelaza.

Patent Alfreda Henry'ego Neville'a na belkę we Francji poprzedza patent Warrena i następcy Squire Whipple, wzywają do podobnych przepisów.

Belka Warrena jest czasami nazywana kratownicą typu V, a belka Pratta jest nazywana kratownicą typu N.

Belka Pratta była przedmiotem kilku wariantów:

Inne patenty na kratownice zostały zgłoszone w Stanach Zjednoczonych. Augusta Canfielda w 1833, Earl Trumbull w 1841, Nathaniel Rider w 1845, Frederick Harbach w 1846, Francis C. Lowthrop w 1857, Joseph W. Sprague w 1859, Simeon S. Post w 1863, Ova H. Bogardus w 1874 , John S. Post w 1876 r., William E. Stearns w 1890 r. i Charles H. Ball w 1893 r.

Friedrich August von Pauli (1802-1883) opatentował kratownicę soczewkową w 1857 r. Isambard Kingdom Brunel zbudował most z dźwigarem soczewkowym nad mostem Royal Albert , zaprojektowany w 1855 r. I zainaugurowany w 1859 r., Zainspirowany mostem wysokiego poziomu autorstwa Roberta Stephensona .

Jacob Hayes Linville (1825-1906) opatentował dźwigar kratownicowy Linville w 1862 r., Belkę z podwójnie przecinającą się kratownicą z żeliwnym pasem górnym, pasem dolnym z kutego żelaza i przekątnymi. Założył Keystone Bridge Company  (w środku ) z Andrew Carnegie podczas wojny secesyjnej .

Wendel Bollman opatentował w 1852 r. Belkę kratownicową opartą na kratownicy Long z 1839 r. Lub Pratta, wzmocnioną stemplami z asymetrycznym zawieszeniem.

Farma ponczu była źródłem kilku systemów. Najprostszy system polega na umieszczeniu pod pasem górnym rozpórki środkowej przęsła przyjmowanej przez rozpórki łączące dolną część rozpórki z pasem górnym po prawej stronie podpór belki.

Po rekonstrukcji mostu kolejowego w Harpers Ferry przez Wendela Bollmana Albert Fink opracował pierwszy system rozwijający tę zasadę w swoim patencie na belkę złożonym w 1854 r. Do opisanego powyżej systemu głównego dodał system drugorzędny i trzeciorzędny, aby utworzyć fink Belka.

Robert Le Ricolais (1894-1977) zaproponował w 1968 roku system belek z automorficznym fałszywym uderzeniem.

Zainteresowanie ciągłą wiązkę wykazano na początku XIX e  wieku, ale trzeba było znaleźć rozwiązanie, aby rozwiązać dwa problemy:

Pierwszy nowoczesny most wspornikowy został wymyślony przez Heinricha Gerbera . Wykonalność tego rozwiązania zademonstrował budując most drogowy nad Menem w Haßfurcie w 1867 r. Aby konstrukcja wytrzymała osiadanie jednej z podpór, w każdym drugim przęśle wykonał przeguby. położenie punktów, w których moment zginający pod ciężarem własnym wynosi zero. To rozwiązanie umożliwia uzyskanie naprężeń w konstrukcji z grubsza identycznych z naprężeniami w moście ciągłym. Dzieło to siatka druciana, która ma wówczas oryginalny kształt. Ma trzy przęsła. Połączenia znajdują się w przęśle środkowym. Kształt został zaprojektowany tak, aby uzyskać równy opór podczas całej pracy. Środkowa część między przegubami jest zaprojektowana jako belka soczewkowa lub belka Pauliego . Opatentował tę belkę kratową, zwaną belką Gerber (niem. Gerberträger ) w 1866 roku.

Most Baileya została opracowana przez Donalda Bailey wGrudzień 1941. Pierwszy most został postawiony we Włoszech w 1943 roku. Jego modułowa konstrukcja pozwala na dostosowanie się do wielu ograniczeń terenu.

Uwagi i odniesienia

  1. Gennaro Tampone, Francesca Funis, drewniane mosty Palladio , Proceedings of the First International Congress on Construction History, Madryt, 20-24 stycznia 2003 ( czytaj online )
  2. Jacques Heyman, Drewniane mosty Palladia , s.  81-86 , architektoniczne Badania Quarterly, tom 4, N O  1, marzec 2000 r
  3. Frank Griggs, Jr., The Whipple Bowstring Truss , magazyn Structure, styczeń 2015 ( czytaj online )
  4. Frank Griggs, Jr., The Pratt Truss , magazyn Structure, czerwiec 2015 ( czytaj online )
  5. Frank Griggs, Jr., The Warren Truss , magazyn Structure, lipiec 2015 ( czytaj online )
  6. Maryland: Departament Transportu Kratownica Pratta
  7. Blair Historic Preservation Alliance: Whipple Truss Bridge Structure
  8. patent USA: Patent n O  100 185 Lepsza mostu , ponieważ Charles H. Parker, Boston, Massachusetts, 22 lutego 1870
  9. Thomas Cooper, Amerykańskie mosty kolejowe , s.  13-19 , Engineering News Publishing Company, Nowy Jork ( czytaj online )
  10. patentowe n O  X7 621 Most konstrukcja 9 czerwca 1833 roku
  11. US Patent: Patent n o  2164 Most dał Earl Trumbull, odnowieniu Falls, Nowy Jork, 10 lipca 1841
  12. patent USA: Patent n O  4287 mostu dała Nathaniel Rider Southbridge, Massachusetts, 26 listopada 1845
  13. patent USA: Patent n O  4694 mostu dała Frederick Harbach, Pittsfield, Massachusetts, 12 sierpnia 1846
  14. patent USA: Patent n O  17684 żelazo kratownicy ramki mostków otrzymaną Francis C. Lowthorp, Trenton, NJ, 30 czerwca 1857 r
  15. patent USA: Patent n o  25 852 łącznika rurowego mostków podanych JW Sprague, Rochester, Nowy Jork, 18 października 1859
  16. US Patent: Patent n o  38 910 Poprawa Iron Bridge dał Simeon S. Post, New Jersey City, New Jersey, 16 czerwca 1863
  17. US Patent: Patent n o  150,515 Poprawy w Iron Bridge , dał Ova H. Bogardusa, Durhamville, Nowy Jork, 5 maja 1874
  18. US Patent: Patent n o  176,806 Poprawa mostów , biorąc pod uwagę John W. posta, New York, New York, 2 maja 1876
  19. patent USA: Patent n O  419897 mostu podane William E. Stearns, Leavenworth Kansas, 21 stycznia 1890 roku
  20. US Patent: Patent n o  502165 Most , dał Charles H. Ball, East Windsor, Massachusetts, 25 lipca 1893
  21. patent USA: Patent n o  34 183 Poprawa żelaza kratownicy mostu danego JH Linville, Altoona, Pennsylvania, 14 stycznia 1862 roku

Załączniki

Bibliografia

Powiązane artykuły

Linki zewnętrzne