מסבך

מִסְבָּך הוא אלמנט הנדסי המשמש בדרך כלל בבניות קלות, גשרים, עגורנים וכלים הנדסיים שונים.

מסבך מורכב ממוטות ומחיבורים פרקיים ביניהם המכונים "צמתים" היוצרים משולשים מרחביים יציבים המרכיבים קורות, עמודים או מבנים מרחביים שונים. הרעיון הקונסטרוקטיבי של מסבך הוא יצירת גובה סטטי לרכיב מבני בלי הצורך למלאו בהרבה חומר. לדוגמה, מסבך בעל גובה סטטי מסוים אשר מחליף קורה בעלת אותו עובי יכול להיות קל יותר ואף להגיע למִפְתָח גדול יותר.

על קורה הנושאת עומסים פועלים כוחות מומנט היוצרים בה כפיפה. במוטות המסבך יתפתחו בעקבות הפעלת העומס מאמצי לחיצה ומאמצי מתיחה בלבד ולא מאמצי כפיפה.

היסטוריה

השימוש במסבכים קיים עוד מהבנייה בעת העתיקה. מסבכים נבנו מקרשי עץ לטובת בנייה של מבני מגורים, גשרי עץ וכן פיגומים לבניית מבני אבן. השימוש המשמעותי במסבכים החל עם פיתוח טכנולוגיות הבנייה מפלדה בתחילת המאה ה-19. משצברה המהפכה התעשייתית תאוצה וייצור הפלדה נעשה יעיל ותעשייתי, החלו לבנות בעיקר גשרים ממסבכי פלדה. לקראת סוף המאה נעשה גם שימוש אדריכלי באלמנטים מסוג זה בארמון הבדולח ובמגדל אייפל שנחשב עד היום למבנה קל מאוד באופן יחסי.

הבחירה ההיסטורית במסבכים נבעה משני שיקולים עיקריים, הראשון הוא מורכבות החיבור המונוליטי (קשיח). דבר שגרם לכך שבכל חיבור בין שני קרשים למעשה נוצר מפרק, עקב חוסר יכולת של החיבור להעביר כפיפה. הסיבה השנייה היא היכולת לתכנן מבנים לא מסוימים סטטית, שדורשת חישוב מורכב יותר, והכרה מעמיקה יותר של חומרי המבנה וצורת התנהגותם (כגון מודול יאנג של החומר).

גשר רכבת עם מסבך קשתי בקנדה
גשר פורת' בסקוטלנד
דלות חומר במסבכי מגדל אייפל בפריז
מגדלי משרדים בהונג קונג הבנויים עם מסבכי ענק כשלד
בטלסקופים גדולים נמנעים משימוש בשפופרות סגורות, והן מוחלפות במסבך מוטות מאלומיניום, פלדה או סיבי פחם.