Spær er det vigtigste tekniske element i den nye civilingeniørkonkurrence. Faktisk er konstruktioner med lang spændvidde og lav vægt hovedårsagen til stigningen i efterspørgslen efter spær i byggebranchen. Siden brugen af stål som byggemateriale på grund af dets højere styrke med lavere masse har spærene indtaget en vigtig rolle i de civile konstruktioner sammen med stålindustriens udvikling. I løbet af de seneste år og selv nu, hvor der tages hensyn til de æstetiske egenskaber, er disse spær også fremstillet med træplanker. Tagspær, broer, el- og telekommunikationstårne og endda strukturelle rammer gør brug af disse spær som deres integrerede strukturelle former.
Definition af spær
Spær er simpelthen defineret som triangulering af elementer for at skabe en stabiliseret struktur. Triangulering er den stabile konfiguration matematisk set. Generelt har et bindingsværk elementer, der kaldes topbånd, bundbånd, vertikalbånd og diagonalbånd. Spærenes hovedfunktioner er
- Tager belastningerne fra de overliggende konstruktioner
- Giver tilstrækkelig sidestabilitet til hele konstruktionen
Der er nogle grundlæggende forudsætninger i designprocessen. Det bør præciseres, at konstruktionen af spærene bør være i overensstemmelse med konstruktionsforudsætningerne for at undgå uønskede svigt på grund af spredning af kræfter og belastninger. Følgende er antagelserne ved konstruktion af spærkonstruktioner.
- Spærelementerne bærer kun de aksiale kræfter
- Knuderne, dvs. forbindelserne mellem elementerne, er konstrueret som fastgjorte samlinger, således at momenter ikke overføres til spærelementerne
- Alle ydre belastninger og reaktioner virker kun på knuderne
- Generelt skal spæret ligge i et plan.
Typisk fremstilles spærets elementer som I-profiler, vinkler, T-profiler, rørprofiler, firkantede profiler og kanalprofiler. I-profiler er mere at foretrække som en optimeret sektion med hensyn til de strukturelle kræfter.
Typer af spær
- Simpelt spær – angiver et enkelt trekantet spær. Disse spær anvendes oftest som tagspær.
- Planar spær – som navnet antyder, er det et todimensionelt spær. Hvis alle elementer og knuder befinder sig i en plan overflade, er dette spær en planar truss.
- Space frame truss – I modsætning til planar truss er elementerne og knuderne placeret i det tredimensionelle rum. Elektricitets- og telekommunikationstårne er et af de enkleste eksempler, som vi ser i dagligdagen.
Forms of Truss
1. Pratt truss
Pratt truss form for belastninger i tyngdekraftsretning
Pratt truss form for opadgående belastninger(belastninger modsat tyngdekraften)
2. Warren truss
3. North light truss
4. Vierendeel truss
King post truss, Bowstring truss, Queen post truss, Flat truss, Lenticular truss er nogle andre former for spær, der anvendes i industrien.
