従来のトラスは、幾何学的に不変の三角形要素で構成される剛構造です.ロッドは主に軸方向の張力と圧力を受け、構造効率は非常に高いです.空間構造の張り出しとスパンのテーマでは、トラス構造はほぼ全能です.

本日は、トラスの歴史的発展から始まり、三角トラス、梁トラス、中空トラス、宇宙トラスなどの形態と、それに対応する古典的なケースを紹介します.

早くも2000年前、人間の祖先は三角形の安定原理を発見し、古代の家の木製の屋根で広く使用されていた三角形のトラスを発明しました.梁やアーチのような三角形のトラスは、古代の建物が跳躍を達成するための最も重要な方法です.
三角形のトラスの形状は、単純に支持された梁の中央に集中した荷重の曲げモーメント図と一致しています.梁構造よりも効率的で、アーチのようにサポートに推力を発生させません.

初期の三角形のトラスには、2つの傾斜した上弦と1つの水平な下弦しかありませんでした.次に、経験に基づいて、三角形の内側の弦の中点の位置に3本のウェブロッドを追加しようとし、シングルポストトラス（KingPostトラス）とダブルポストトラス（QueenPostトラス）の2つの基本的な形式に進化しました. ）.

シングルポストとダブルポストの屋根トラスは、長い歴史の中であまり変わっていません. 19世紀半ばまで、ハウ、フィンク、ウォーレン、プラットなど、さまざまな現代のトラス形式が次々と登場しました.トラスの材料はもはや木材に限定されず、ますます多くの鉄や鋼が使用されています.

長いスパンの構造の中で、最も初期の既存の記録は、1818年にベータクルによって設計および建設されたモスクワ馬術体育館です.建物の長さと幅は160x50mで、大きなスパンの木製の三角形のトラスのスパンはに沿って配置されています50メートルの短辺と間隔は5.8メートルです.そのスパンは同じ時代の従来の建物よりもはるかに長く、三角形のトラスには3層の台形トラスが埋め込まれており、巨大で不均一な積雪に耐えることができます.

上弦材は、軸方向圧力の変化する傾向に一致する可変断面を示します.非常に長い下弦には大きな引張力があり、2層の2つの材木が重なっています.また、各トラス間には多くの接続部材が配置されており、ボルトでしっかりと接続されて安定した全体を形成しています. 200年前のトラスデザインは、あらゆる場所でデザイナーの創造性を体現しています.

平行弦トラスとしても知られる梁トラスは、19世紀半ばに突然出現した形態です.当時、アメリカ西部が開発されていて、鉄道橋の需要が急増していました.当時は木製の橋が主流で、そのほとんどがヨーロッパの伝統的なアーチ橋技術を使用していました.

アーチ橋は均一な荷重で大きな支持力がありますが、列車の不均一な荷重で大きな変形が発生します.したがって、木製の橋は一般的にアーチ橋と強化ラーメンの組み合わせを採用しています.何度も練習した結果、補強フレームが十分に強くなれば、アーチを省略できることがわかりました.そのため、あらゆる種類の新しいトラスが次々と登場し、梁トラスの時代が始まりました.

1880年代までに、力のバランス理論、分析手法、およびグラフィカル手法の研究により、エンジニアは簡潔で実用的なトラス設計手法を習得していました.同時に、材料は絶えず改善されています.エンジニアは、圧縮ロッドに鋳鉄を使用し、テンションロッドに錬鉄を使用してから、それらをより高性能な鋼に交換しました.特に橋の分野では、ますます大きなスパンのトラス構造が出現します.

上海の外白渡橋は、中国初の全鋼構造のリベット橋です. 1908年1月20日に開通しました.橋は貫通型の単純支持鋼トラスで、それぞれ52.12メートルにまたがる2つの穴があり、橋のデッキに路面電車の線路が敷かれています.

1890年に建設されたフォースベイ鉄道橋は、その時代の傑作であり、世界で2番目に長いマルチスパンカンチレバー橋です.橋は130年の歴史があり、現在でも旅客列車と貨物列車が使われています.これは、橋の設計と建設の歴史における画期的な出来事です.

橋の主支間は520m、全長1620mで、当時としては前例のない支間でした.強風のため、橋トラスは内側に傾くようになっています.

橋は合計3つのパイロンを持ち、6つのアウトリガーが長さ206mの片持ち梁であり、これは静的に決定される片持ちトラス桁橋構造です.メインスパンの2つの片持ちトラスの間に、120本の長さの単純に支持されたトラスが建てられました.

橋の主な材質は鋼であり、海風や海水によって長年侵食されてきました.腐食防止は非常に重要です.英国では「フォース橋を塗る」ということわざがありますが、これは決してできない仕事を表しています.

カンチレバートラス橋の原理を説明するために、エンジニアは、アームをトラスタイロッド、スチールロッドを圧縮ロッドとして使用して、簡単なデモンストレーションテストを行いました.部）.写真の3人は、橋梁設計者のジョン・ファウラー、ベンジャミン・ベイカー、エンジニアリングディレクターの渡辺かやいちです.

しばらくの間、伝統的なヨーロッパのアーチ構造もトラスと組み合わされ始め、トラスシステムは急速な発展をもたらしました.
パリエキスポマシナリーパビリオンは、エンジニアのJ・B.クランツとアイフェルによって設計され、1867年に完成しました.鋼製の3ヒンジアーチを使用し、アーチ部分はトラス格子構造になっています.そのような鋼のアーチは全部で20あり、幅115メートル、長さ420メートルの巨大な屋内空間を形成しています.
鋼製の3ヒンジアーチは、最大断面高さが3.5メートル、幅が0.75メートルです.これらの巨人は、地面に近づくにつれて狭くなります.それらはほとんど地面にぶつかるところまで減少します.各ポイントの集中圧力は120トンであり、技術力を発揮します.

鋼トラスの接続に関しては、初期の設計理論に従って米国ではヒンジジョイントが使用され、ヨーロッパではリベットジョイントの使用によりリジッドジョイントが使用されていました.溶接技術の開発により、ますます多くのトラスが溶接シームによって接続され、トラスノードがより簡潔で器用になります.