Pręt zerowy w kratownicy to taki element, w którym dla danego schematu obciążenia siła osiowa wynosi 0. W praktyce identyfikacja prętów zerowych jest bardzo użyteczna, bo pozwala uprościć analizę statyczną: pomija się je w dalszych rozważaniach (z zachowaniem ostrożności, bo przy zmianie obciążenia mogą przestać być "zerowe").
Najczęściej stosuje się kryterium oparte na równowadze węzłów (metoda węzłów):
- Jeżeli w nieobciążonym węźle zbiegają się dokładnie trzy pręty i dwa z nich są współliniowe, to trzeci pręt jest prętem zerowym.
- Jeżeli w nieobciążonym węźle zbiegają się dokładnie dwa pręty nierównoległe, to oba są prętami zerowymi.
W rozpatrywanej kratownicy analizujemy węzeł 6. Z rysunku wynika, że pręty A-6 oraz 6-5 tworzą pas dolny i leżą na jednej prostej (są współliniowe). W samym węźle 6 nie ma przyłożonej siły zewnętrznej (obciążenie P działa w węźle 2), więc spełnione są warunki kryterium. Trzecim prętem dochodzącym do węzła 6 jest pionowy 1-6, dlatego jego siła osiowa musi wynosić 0 – jest to pręt zerowy.
Dlaczego pozostałe odpowiedzi są niepoprawne?
- 3-B: węzeł B jest podporą (występuje reakcja), więc nie jest to węzeł nieobciążony; nie można automatycznie uznać pręta za zerowy na podstawie prostego kryterium.
- A-6: to pręt pasa dolnego w pobliżu podpory A, a węzeł A jest podporą z reakcjami. Taki pręt zwykle przenosi siły wynikające z równowagi całej kratownicy, więc nie spełnia typowego warunku "zerowości".
- 5-4: jest elementem pasa dolnego w przęśle; samo bycie "poziomym" nie oznacza zerowości. Aby uznać pręt za zerowy, trzeba wskazać węzeł nieobciążony i układ współliniowy, który wymusza zanik siły w rozpatrywanym pręcie.
Wskazówka egzaminacyjna: zawsze zaczynaj od węzłów bez sił zewnętrznych i bez reakcji podporowych, a następnie sprawdzaj, czy węzeł ma układ "trzech prętów, z czego dwa współliniowe".
