KWALIFIKACJA BUD1 + BUD8 + BUD12 + BUD14 + BUD15 - STYCZEŃ 2013

PYTANIE NR 36.
Liczba prętów zerowych w kratownicy wynosi
Ilustracja przedstawia schematyczny rysunek kratownicy, który jest prawdopodobnie częścią pytania egzaminacyjnego związanego
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Pręty zerowe wskazuje się w węzłach nieobciążonych: gdy w węźle są trzy pręty, a dwa leżą na jednej prostej, to trzeci ma siłę równą zero. Stosując tę regułę kolejno do węzłów pokazanej kratownicy, otrzymuje się łącznie 5 prętów zerowych dla danego obciążenia.

Pełne wyjaśnienie:

Pręt zerowy w kratownicy to taki element, w którym dla konkretnego schematu obciążenia siła wewnętrzna ma wartość 0. W praktyce pozwala to upraszczać obliczenia, bo pręty zerowe nie wpływają na równowagę sił (dla tego przypadku obciążenia), choć mogą być potrzebne ze względów geometrycznych i montażowych.

Najczęściej korzysta się z prostych reguł węzłowych:

  • Jeżeli w nieobciążonym węźle zbiegają się trzy pręty i dwa z nich są współliniowe (tworzą jedną prostą), to trzeci pręt jest prętem zerowym.
  • Kluczowy warunek: węzeł nie może mieć przyłożonej siły zewnętrznej (w przeciwnym razie reguła nie działa).

W rozpatrywanej kratownicy obciążenie skupione działa w kalenicy, a wiele węzłów pośrednich nie ma obciążeń zewnętrznych. Ponieważ pas dolny tworzy linię prostą, w wybranych węzłach pasa dolnego występują sytuacje "dwa pręty współliniowe + pręt pionowy", co prowadzi do wytypowania słupków jako prętów zerowych. Analogicznie w części górnej, przy węzłach nieobciążonych, odpowiednio ustawione krzyżulce mogą spełniać warunek pręta trzeciego i także wychodzić jako zerowe.

Dlatego odpowiedź "5 szt." jest poprawna: wynika z konsekwentnego przejścia po nieobciążonych węzłach i zastosowania reguły współliniowości, aż do wyczerpania wszystkich elementów spełniających warunki prętów zerowych.

Pozostałe odpowiedzi są błędne, bo oznaczają pominięcie części prętów spełniających warunki (np. nieuwzględnienie któregoś słupka lub krzyżulca) albo zastosowanie reguły w węźle, w którym nie jest ona uprawniona. Typowa pułapka polega też na założeniu, że "wewnętrzne" pręty zawsze przenoszą siły — w kratownicach często nie, jeśli geometria i brak obciążenia węzła prowadzą do siły 0.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Pręty zerowe to elementy kratownicy, w których dla danego schematu obciążenia siła wewnętrzna wynosi 0. Ich rozpoznanie pozwala uprościć obliczenia, bo nie przenoszą sił w rozpatrywanym przypadku (choć mogą stabilizować układ i być potrzebne montażowo).
Jeśli w węźle nieobciążonym zbiegają się trzy pręty, z czego dwa są współliniowe (leżą na jednej prostej), to trzeci pręt jest prętem zerowym. Warunek braku obciążenia zewnętrznego w węźle jest konieczny.
Reguły prętów zerowych wynikają z równowagi sił w węźle. Gdy do węzła przyłożysz siłę zewnętrzną, równowaga zmienia się i "trzeci pręt" może być potrzebny do przeniesienia tej siły. Dlatego zawsze najpierw sprawdza się, czy węzeł nie ma obciążenia.
Nie. Pręt może być zerowy tylko dla konkretnego układu obciążeń i podpór. Po zmianie miejsca przyłożenia siły, dodaniu obciążenia węzła lub zmianie schematu statycznego ten sam element może zacząć przenosić siłę i przestać być prętem zerowym.
Najczęściej: (1) stosowanie reguł w węźle, który jest obciążony, (2) błędne uznanie prętów za współliniowe, choć nie leżą na jednej prostej, (3) pominięcie części węzłów podczas analizy, (4) przekonanie, że pręty wewnętrzne "na pewno pracują".
Najpierw zaznacz węzły bez obciążeń zewnętrznych. Potem analizuj je po kolei: szukaj układu "dwa pręty współliniowe + trzeci" i oznacz trzeci jako zerowy. Po znalezieniu pręta zerowego wróć do sąsiednich węzłów, bo układ sił może się uprościć.
W analizie statycznej dla danego schematu obciążenia zwykle można je pominąć, bo nie wnoszą sił wewnętrznych. Trzeba jednak pamiętać o roli konstrukcyjnej: często zapewniają sztywność geometryczną, pomagają w montażu i mogą przenosić obciążenia wyjątkowe (np. montażowe).
Metoda węzłów polega na pisaniu równań równowagi dla kolejnych węzłów. Pręty zerowe pozwalają szybciej redukować liczbę niewiadomych: jeśli rozpoznasz, że w danym węźle jeden pręt ma siłę 0, nie musisz go dalej uwzględniać w kolejnych równaniach.
Często wtedy, gdy słupek dochodzi do węzła pasa dolnego, w którym pas dolny jest linią prostą (dwa pręty współliniowe), a sam węzeł nie ma obciążenia. W takim układzie równowaga węzła wymusza, że siła w słupku może wyjść równa zero.
Ćwicz rozpoznawanie węzłów nieobciążonych i współliniowości prętów na wielu schematach kratownic. Rób krótką checklistę: (1) czy węzeł jest obciążony, (2) ile prętów dochodzi, (3) czy dwa są współliniowe. Na koniec zawsze sprawdź, czy nie pominąłeś symetrycznych fragmentów układu.
info

To pytanie poprawnie rozwiązuje 66% zdających egzamin. średnie

W praktyce zawodowej kluczowe jest to, że pręty zerowe wskazuje się w węzłach nieobciążonych: gdy w węźle są trzy pręty, a dwa leżą na jednej prostej, to trzeci ma siłę równą zero.

Materiały:

  • Podręczniki i skrypty z mechaniki budowli: statyka kratownic i metoda węzłów
  • Zbiory zadań z mechaniki budowli (pręty zerowe, kratownice płaskie)
  • Materiały dydaktyczne do kwalifikacji z zakresu organizacji i kontroli robót (interpretacja schematów)

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego