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Federsteifigkeit Rahmenberechnung 23 Sep 2022 11:53 #76501

Ich habe irgendwie das Gefühl, hier wird der zweite Schritt vor dem ersten getan. 
Als erstes muss sich überlegt werden, wie bekomme ich die Lasten mit einfachen Teilsystemen in die Fundamente und wo muss ich Aussteifungen (Stützen oder Verbände) anordnen, und was passiert in den Teilsystemen. 
I. A. werden Hallen 2d gerechnet, weil es nun mal ihrer Struktur entspricht. Und da war der Dachverband bisher immer das Letzte, was ich mir überlegt habe, wenn das Dach weitestgehend zu ist. 
Um hier eine abschließende Antwort zu geben, müsste man sich in das gesamte System hineindenken, was aufgrund der Zeit und der Informationen nicht möglich ist.
Hinsichtlich der Federn ist die Antwort ganz einfach. Einheitslast auf den Abfangträger + Zugstäben (vertikal), die Einheitslast bis in die abfangenden Rahmen verfolgen und die Gesamtverformung an der Stelle der Einheitslast und Federsteifigkeit mit der Einheitslast ermitteln. Und dann muss man an der Gesamtrechnung schauen, ob das überhaupt passt und ggf. die Federsteifigkeiten anpassen, um die Nichtlinearitäten zu berücksichtigen. 

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Federsteifigkeit Rahmenberechnung 23 Sep 2022 15:17 #76502

CD post=76500 schrieb: ...Mit Th II hast Du in 2D keine Chance. 

Das sehe ich nicht so, denn schon die Rechenschieber-Künstler (oder knechte) haben Stahlhallen gerechnet, neben Hochhäusern, Brücken, Masten und Türmen (und Bodenplatten ohne Bettungsziffer).

Den prinzipiellen Weg hat Markus aufgezeigt.
Allerdings fehlt der Stabilitätsnachweis des geknickten Zuggurtes.
Ob es viel bringt, weiss man im voraus nicht, wenn man die Profile und Lasten nicht kennt.
Hab ich doch gleich gewusst, gilt nicht.

Dieses Problem würde ich so angehen:

1.) Ermittlung der Federsteifigkeit ko wie oben beschrieben,
Vielleicht kann man die Anteile aus den nachgiebigen Rahmen vernachlässigen,
weil diese Feder-Anteile vermutlich groß sind gegenüber dem Biegeanteil des Längsträgers.

2.) Ersatzsystem für das Ausweichen der Diagonalen.
Dazu betrachte ich einen vertikalen Stab, der oben (weil gedreht, sonst unten)
durch eine seitliche Feder gehalten und durch
eine Vertikale Kraft Vo und eine horizontale Kraft Ho belastet ist.

Vo ist der vertikale Lastanteil, der von den Diagonalen aufzunehmen ist,
Ho ist die Kraft aus dem einhüftigen Rahmen, bei Ansatz der Feder ko,
uo ist die zugehörige Seitenverschiebung Ho/ko.

Dieses System kann man jetzt nach TH.II.O. rechnen,
ich erhalte H = Ho/(1-Vo/(ko*L)) und u = H/ko. *)

Diese Werte H und u muss man mit den Eingangsgrößen Ho und uo vergleichen.
Liegen sie deutlich auseinander (H > Ho, u > uo) muss man mit einem größeren Wert ko die Rechnung oben neu einsteigen.
Erhält man für H einen negativen Wert, ist das System instabil.
Diese iterative Rechnung ist schnell erledigt, weil man die Eingaben für die Rahmen schon hat.


*)
Federgesetz.. H = u*k
Gleichgewicht H = Ho + Vo*u/L
Aufgelöst ... H = Ho/(1-Vo/(ko*L)) und u = H/ko

Die Bedingung [1 - Vo/(ko*L) > 0] bzw ko > Vo/L prüft, ob ko die Mindeststeifigkeit eingehalten ist.
Ist ko > 10*V/L hat man quasi kein Stabilitätsproblem, TH.I.O. genügt.

es
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Federsteifigkeit Rahmenberechnung 23 Sep 2022 16:08 #76503

ja :)

"Diese iterative Rechnung ist schnell erledigt, weil man die Eingaben für die Rahmen schon hat"

wenn man die feder nicht zu steif macht, konvergiert das system "schön schnell" - auf der sicheren seite.
wenn man die feder viel zu weich macht, schiebt´s das 3d-system über den haufen.
im worst case ensteht ein durchschlagproblem, weil´s den halbierten stiel horizontal rausdrückt (> nachweisen).
Markus L. Sollacher, Berat. Ing. BYIK
mlsollacherATt-onlinePUNKTde

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Federsteifigkeit Rahmenberechnung 24 Sep 2022 08:19 #76504

Nur mal so eine Frage ... seid ihr wirklich sicher, dass ihr mit der ganzen Federei richtig abgebogen seid?
Als erstes sollte doch mal durch einfache ebene Berechnungen mit wechselnden Lagerbedingungen geprüft werden, in welcher Größenordnung die sich Ausnutzung der verschiedenen Bauteile abspielt. Es gibt bisher keine Zahlen, keine Lasten, nichts.... aber über räumlich und Th.II.O wird sinniert. Das wirklich so die Reihenfolge?  Gilt die Reihenfolge "vom Groben zum Feinen" nicht mehr?

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Federsteifigkeit Rahmenberechnung 24 Sep 2022 10:52 #76505

DeO post=76504 schrieb: ... mit der ganzen Federei ...
Als erstes ... durch einfache ebene Berechnungen ....
aber über räumlich und Th.II.O wird sinniert ...
wirklich so die Reihenfolge?  ...


Diese Kritik verstehe ich nicht, denn die Reihenfolge der Gliederungspunkte einer statischen Berechnung sieht doch so aus:
System, Lasten, Schnittgrößenbrechnung, Bemessung, Details.

Die Definition des statischen Systems steht ganz am Anfang und das muss (einschliesslich der zugehörigen Teilsysteme) unabhängig von voreiligen Rechnungen statisch tragfähig und im Kern stabil sein.

Die Federei ist notwendig, weil das eigentliche 3D-System vom Aufsteller in 2D-Subsysteme aufgeteilt (aufgeschnitten) werden soll.

Außerdem hatte der OP doch schon ganz am Anfang konkret nach der Bestimming der Federsteifigkeit gefragt.

es

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Federsteifigkeit Rahmenberechnung 24 Sep 2022 14:20 #76506

prostab post=76505 schrieb:

DeO post=76504 schrieb: ... mit der ganzen Federei ...
Als erstes ... durch einfache ebene Berechnungen ....
aber über räumlich und Th.II.O wird sinniert ...
wirklich so die Reihenfolge?  ...


Diese Kritik verstehe ich nicht, denn die Reihenfolge der Gliederungspunkte einer statischen Berechnung sieht doch so aus:
System, Lasten, Schnittgrößenbrechnung, Bemessung, Details.


ja, durchaus

Die Federei ist notwendig, weil das eigentliche 3D-System vom Aufsteller in 2D-Subsysteme aufgeteilt (aufgeschnitten) werden soll.


Im ersten Schritt sollte man m.E. prüfen, wie das Bindersystem (2D) auf den Eingriff reagiert. Sprich, den neuen Rahmen mit verschiedenen Lagerbedingungen des neuen höherliegenden Fußpunktes (H fest, H lose) rechnen und die Ergebnisse mit denen des Originales vergleichen. Eventuell bekommt man horiz. Auflagerkräfte raus, die offensichtlich nicht weiter beherrschbar sind.

Wenn doch, dann kann man ja den nächsten Schritt gehen. Und ja, dann kommt man wohl zu räumlichen Methoden.

Gibt es eine Altstatik?

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