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● 使用される材料
● 三角形の強度
● トラスアーマー
● 結論
● よくある質問
>> 4.エンジニアは、トラスブリッジがどれだけの重量を保持できるかをどのように決定しますか？
● 引用：
橋は、人や車両がオープンスペースを横切ることを可能にする構造です。橋は、地球の深い穴、水域、道路に広がっています。 a Truss Bridgeは 、そのユニークなデザインで知られる一種の橋であり、相互接続された三角形のフレームワークを使用して強度と安定性を提供します。それは、人々や車両が川、谷、道路などの障害物を横切ることを可能にする魅力的なエンジニアリング構造です。
トラスは一連の個々のメンバーであり、緊張または圧縮で行動し、ユニットとして一緒に機能します。ビームは通常、三角形を応力によって歪むことができないため、繰り返される三角形のパターンで配置されます。トラス橋では、2つの長さ（通常は和音として知られるストレートメンバー）が上部と下部を形成します。それらは、垂直の投稿と対角線のウェブによって接続されています。橋は端で縁取りによって支えられ、時には桟橋によって真ん中に支えられています。適切に設計および構築されたトラスは、その構造全体にストレスを分配し、橋が独自の重量、それを通過する車両の重量、および風の荷重を安全にサポートできるようにします。
トラスブリッジは、重量をサポートするために連携するいくつかの三角形の形状で構成されています。トラス橋の設計は、それに作用する力を分配するのに役立ち、他の種類の橋よりも強くなります。長方形の段ボールを持ち、角を押すと想像してみてください。簡単に曲がりますよね？今、三角形の段ボールを想像してください。曲がったり壊れたりするのはずっと難しいです。これは、三角形が本質的に安定した形状であるためです。
デザインで三角形を使用することの主な利点は、圧力下にあるときに簡単に歪むことができないことです。これは、橋が崩壊することなくより多くの重量を保持できることを意味します。それらが接続されている特定の方法は、橋がさまざまな種類の力をどのように処理するかを決定します。これらの力は主に張力と圧縮です。あなたが輪ゴムを伸ばすときのように、緊張は引っ張り力です。あなたがスポンジを絞るときのように、圧縮は押す力です。
トラスブリッジは、それぞれが全体的な構造において重要な役割を果たすいくつかの重要なコンポーネントで構成されています。
コード： これらはトラスの上部と下部にある水平メンバーです。それらを橋の長さに沿って走るメインビームと考えてください。トップコードは通常、圧縮（力を押す）を経験しますが、下のコードは張力（引っ張る力）を経験します。圧縮は一緒に何かを絞るようなものですが、緊張はそれを引き伸ばすようなものです。
Webメンバー： これらは、上部と下部のコードを接続する対角線および垂直方向のピースです。それらは、構造全体に負荷を分配するのに役立ちます。彼らは、力が橋を越えて均等に広がることを確認するヘルパーのようなものです。これらのメンバーは、橋の位置と荷重に応じて、張力と圧縮の両方を処理するように設計されています。
床梁： 床の底を橋の底を構成し、底部コードとしても知られています。彼らは橋のデッキを直接サポートします。
ストリンガー： 床梁に垂直なのはストリンガーであり、橋の底に大きなサポートを提供する長いビームです。ストリンガーはトラフィックの方向と平行に動作し、床全体に負荷を均等に分配するのに役立ちます。
デッキ： 梁とストリンガーを横切るのはデッキで、道路や線路は上に置かれます。デッキは、車両と歩行者が橋を渡るために使用する表面です。
ジョイント： これらは、トラスのさまざまなメンバーが接続するポイントです。ジョイントの設計と構造は、橋の全体的な強度と安定性にとって重要です。彼らは、彼らに作用する力に耐えるのに十分な強さでなければなりません。
トラス橋では、2つの長さ（通常は和音として知られるストレートメンバー）が上部と下部を形成します。それらは、垂直の投稿と対角線のウェブによって接続されています。橋は端で縁取りによって支えられ、時には桟橋によって真ん中に支えられています。
トラスブリッジにはいくつかのタイプがあり、それぞれに独自のデザインと特性があります。ここにいくつかの一般的なタイプがあります：
Pratt Truss： Pratt Trussは、最も一般的なタイプのトラスブリッジの1つです。圧縮中の垂直メンバーと緊張下にある対角線メンバーによって特徴付けられます。この設計は、より長いスパンで特に効率的です。プラットトラスは、1844年にカレブとトーマス・プラットによって特許を取得しました。
Warren Truss： Warren Trussは、方向に交互に交互に行われる斜めのメンバーによって特徴付けられ、一連の等側または同音の三角形が形成されます。この設計は、より短いスパンには効率的であり、さまざまな負荷条件に簡単に適合させることができます。ウォーレン・トラスは1848年にジェームズ・ウォーレンとウィロビー・モンザニによって特許を取得しました。
Howe Truss： Howe TrussはPratt Trussの反対であり、圧縮下にある斜めのメンバーと緊張下にある垂直メンバーがあります。このデザインは、木製の橋で一般的に使用されていました。これは、圧縮下で木製のメンバーを接続する方が簡単だったからです。ハウ・トラスは1840年にウィリアム・ハウによって特許を取得しました。
K Truss： K Trussは、斜めの部材に加えて垂直部材を含むWarren Trussのバリエーションです。この設計は、追加のサポートと安定性を提供し、より長いスパンとより重い負荷に適しています。 Kトラスは、交差する斜めのメンバーによって形成された 'k '形状にちなんで名付けられました。
ボルチモアトラス： ボルチモアトラスは、トラスの下部に追加の対角線メンバーを含むプラットトラスのバリエーションです。この設計は、追加のサポートと安定性を提供し、非常に長いスパンと重い負荷に適しています。ボルチモアトラスは、一般的に鉄道橋に使用されていました。
適切なトラスの選択は、スパンの長さ、予想される負荷、および利用可能な予算に依存します。
トラス橋を建設するには、慎重な計画と工学が必要です。エンジニアは、橋自体の重量、それを渡る車両の重量、風や地震などの自然の力を考慮する必要があります。彼らは数学的計算とコンピューターモデルを使用して、橋がこれらの力に耐えるのに十分な強さであることを保証します。
エンジニアがトラス橋を設計するとき、彼らはいくつかの要因を考慮する必要があります。まず、ブリッジが交差する必要があるスパンの長さを決定する必要があります。これにより、トラスの全体的なサイズと形状が決まります。第二に、彼らはブリッジがサポートする必要がある負荷を推定する必要があります。これには、橋自体の重量と、車両や歩行者の重量が含まれます。最後に、彼らは橋が建設される地域の環境条件を考慮する必要があります。これには、風速、温度、地震活動などの要因が含まれます。
トラスブリッジは通常、木材や金属などの材料を使用して構築されています。 'Woode ' Truss Bridgeでも、これらのメンバーは多くの場合、バーやロッドなどの個々の金属片です。スチールは、強力で耐久性があり、比較的軽量であるため、Truss Bridgesに人気のある選択肢です。木材は一般的に古いトラスブリッジで使用されていましたが、強度が低く崩壊する可能性があるため、今日はあまり一般的ではありません。コンクリートはトラスブリッジでも使用できますが、通常、鋼と組み合わせて使用されて追加の強度と安定性を提供します。
材料の選択は、ブリッジのサイズ、サポートする必要がある負荷、利用可能な予算などの要因に依存します。多くの場合、スチールは大きくて頑丈な橋に優先される選択肢ですが、木材はより小さくて軽い橋の橋に使用される場合があります。
トラスは、単に何かを保持するビームの相互接続されたフレームワークです。ビームは通常、三角形を応力によって歪むことができないため、繰り返される三角形のパターンで配置されます。適切に設計および構築されたトラスは、その構造全体にストレスを分配し、橋が独自の重量、それを通過する車両の重量、および風の荷重を安全にサポートできるようにします。三角形は剛性を提供し、ブリッジが荷重下に崩壊するのを防ぎます。
長方形のみを使用して橋を建設しようとすることを想像してください。長方形は圧力下で簡単に曲げて変形し、橋が崩壊します。しかし、三角形を使用すると、力は構造全体に均等に分布しており、より強く、より安定しています。
学生はトラスブリッジを設計および構築し、スケールを取り付けることでブリッジの強度をテストできます。必須の材料とツールには、クラフトスティック、ケーブルネクタイ、安全ノズルを備えた接着剤ガン、ホット接着剤スティック、段ボールまたは新聞など、作業面を保護するための新聞、吊り下げスケール、強力なコード/ロープ、カービンフックまたは同様のデバイスが含まれます。
トラスアーマーは、シンプルなクラフトスティックとキューブの構造で作られていますが、一方の端にハンドルが含まれています。これにより、ユーザーは内部から構造を把握し、鎧のように着用できます。このアクティビティは、楽しく魅力的な方法でトラス構造の強度と安定性を示しています。
トラスの橋は、小さな歩行者の橋から巨大な高速道路の橋まで、世界中にあります。ここにいくつかの注目すべき例があります：
- スコットランド、フォースブリッジ：この象徴的なカンチレバートラスブリッジは、フォースのfirthに及び、ユネスコの世界遺産です。独特の赤色と巨大なサイズで知られています。フォースブリッジは1890年に完成し、今日でも使用されています。
- オーストラリア、シドニーハーバーブリッジ：この象徴的なアーチブリッジは、トラスベースのデザインを備えており、シドニーで最も認識できるランドマークの1つです。シドニーハーバーブリッジは1932年に完成し、今日でも使用されています。
- カナダ、ケベック橋：この巨大なカンチレバートラス橋は、聖ローレンス川に広がり、世界で最も長いカンチレバーブリッジの1つです。ケベック橋は1919年に完成し、現在も使用されています。
これらの例は、トラスブリッジの汎用性と耐久性、および長距離にまたがって重い荷重を運ぶ能力を示しています。
トラスブリッジは、エンジニアリングとデザインの力の証です。体重を効率的に分配し、さまざまな力に耐える能力は、それらをインフラストラクチャの重要な部分にします。 Truss Bridgesの背後にある原則を理解することにより、これらの重要な構造を作成することにかかる創意工夫と革新を理解することができます。彼らは、人間の創造性と、慎重な計画と設計を通じて課題を克服する能力を思い出させるものです。
トラスブリッジは通常、木材や金属などの材料を使用して構築されています。材料の選択は、ブリッジのサイズ、サポートする必要がある負荷、利用可能な予算などの要因に依存します。
三角形は、本質的に安定した形状であるため、トラスブリッジで使用されます。長方形やその他の形状とは異なり、圧力下にあるときに三角形を簡単に歪めることはできません。これにより、橋がより強くなり、崩壊せずに重量を保持できるようになります。
Pratt Truss、Warren Truss、Howe Trussなど、いくつかのタイプのトラス橋があります。各タイプには独自のデザインがあり、さまざまなアプリケーションに適しています。
エンジニアは、複雑な計算とコンピューターシミュレーションを使用して、トラスブリッジが保持できる最大重量を決定します。これらの計算では、使用された材料、トラスの設計、およびブリッジの予想される負荷を考慮します。
はい、トラスブリッジは、さまざまなニーズに合わせてさまざまなサイズで構築できます。小さな歩行者の橋から大きな高速道路の橋まで、トラスデザインの原理を適用して、さまざまなスケールの構造を作成できます。
[1] https://www.tn.gov/tdot/structures-/historic-bridges/what-is-a-truss-bridge.html
[2] https://www.kapowprimary.com/subjects/design-technology/upper-key-stage-2/year-5/structure-bridges/lesson-2-spaghetti-truss-bridges/
[3] https://en.wikipedia.org/wiki/truss_bridge
[4] https://www.instructables.com/teach-engineering-truss-bridges/
[5] https://kids.britannica.com/kids/article/bridge/352881
[6] https://petitarchitect.com/downloadable-classes/dream-bedroom-activity-69w3d-gmstw-zzdch
[7] https://study.com/academy/lesson/truss-bridges-lesson-for-kids-facts-design.html
[8] https://discover.hubpages.com/education/bridge-lesson-plan
[9] https://www.baileybridgesolution.com/what-is-a-truss-bridge-definition-for-kids.html
[10] https://study.com/academy/lesson/video/truss-bridges-lesson-for-kids-facts-design.html
