Wie modellieren Sie ein reales Fachwerk in einer Strukturanalyse-Software?


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Ich versuche, das folgende Modell eines Holzdachbinders nachzubilden, das mir von einem Binderhersteller zur Verfügung gestellt wurde: Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Meine Frage ist zweifach:

  1. Was ist die übliche / richtige Methode, um die Randbedingungen und internen Fixierungsbedingungen (Pin Pin?) Für die Elemente sowie die Struktur selbst zu modellieren?

  2. Wie soll ich bei einer generischen Dachbelastung in Pfund pro Quadratfuß die Lasten auf das Fachwerk verteilen? Es scheint mir, dass das Aufbringen verteilter Nutz- und Eigenlasten für die oberen und unteren Sehnen auf Fachwerkelemente ein Stabilitätsproblem darstellt, da nach meinem Eindruck "idealisierte" Fachwerke nur axialen Belastungen widerstehen können und daher nur an den Knoten Belastungen aufgebracht werden können . Dies ist jedoch ein echtes Fachwerk, daher erwarte ich, dass die Dinge anders sein können.

Antworten:


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Die gebräuchlichste Methode zum Modellieren dieser Struktur ist die folgende (ignorieren Sie die Tatsache, dass die Proportionen etwas abweichen):

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Alle Diagonalen sind also festgesteckt. Sie werden im Schaltplan jedoch feststellen, dass die Akkorde (einschließlich der Diagonalen von den Stützen bis zum oberen Akkord) nicht an jedem Schnittpunkt mit den Diagonalen segmentiert sind. In der Tat sind die Akkorde wahrscheinlich so lang wie möglich und zeigen Spleiße an den Punkten E, J und M, einfach aufgrund der Konstruierbarkeitsanforderungen (normalerweise definiert durch die Größe eines Standard-LKW). Diese Verbindungen zwischen den Balken, aus denen die Akkorde bestehen, sind jedoch normalerweise so konzipiert, dass sie sich wie eine feste Verbindung verhalten, weshalb ich keine Stifte entlang der Akkorde selbst angebracht habe.

Die Lasten können einfach als verteilte Lasten angewendet werden. Da die einzelnen Stabspannweiten recht klein sind, tritt fast keine Biegung auf und die überwiegende Mehrheit der Schnittgrößen ist unabhängig davon axial. Einige Analyseprogramme ermöglichen es Ihnen, verteilte Lasten anzuwenden, legen jedoch fest, dass sie in Knotenkräfte umgewandelt werden sollen, aber es besteht wirklich keine Notwendigkeit. Und zum Teufel, das echte Fachwerk wird diese winzige Biegung haben, also können Sie es gerne in Ihre Analyse einbeziehen, wenn Sie möchten.

Die Ausnahme sind natürlich die Akkorde. Da sie nicht an jedem Gelenk fixiert sind, werden sie erheblich gebogen, da die Diagonalen ihre axialen Lasten als konzentrierte Knotenlasten entlang der effektiven Spannweiten der Akkorde "ablagern".

Und schließlich ist zu beachten, dass die Stützen offensichtlich unterschiedlich sind: Eine ermöglicht eine horizontale Verschiebung, die andere nicht.


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Ich stimme zu, außer dass ich den Spleiß im oberen Akkord bei E und die Spleiße im unteren Akkord bei M und K ebenfalls als fixiert modellieren würde. Ich würde es wahrscheinlich sowohl so modellieren, wie Sie es zeigen, als auch wie ich es beschrieben habe, und dann die einhüllenden Designkräfte / -reaktionen verwenden.
William S. Godfrey-SE

Mit welcher Software haben Sie das obige Diagramm gezeichnet? Können Sie Software für die Fachwerkanalyse empfehlen?
PProteus

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@PProteus, das Diagramm wurde mit Ftool , einem 2D-Rahmenanalyseprogramm, erstellt.
Wasabi

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Es ist schon eine Weile her, seit ich darüber nachgedacht habe, also hoffe ich, dass ich nah dran bin.

  1. Was? 1 fest in jeder Achse, denke ich?
    Für die Berechnung des Fachwerks müssen Sie die Stifte wie ... Stifte ... behandeln, glaube ich.
    Wenn Sie sich Gedanken über Gelenke machen, können Sie versuchen, eine Spannungsanalyse für jedes Gelenk durchzuführen, denke ich.

  2. Verteilen Sie die Last wie gewohnt für einen Balken auf die Knoten und führen Sie die Berechnung für das Fachwerk durch. Führen Sie dann die Strahlanalyse für die Punktlast oder die Last aus, die Sie zur Analyse des betroffenen Strahls verteilen.

Entschuldigung, ich kann noch keinen Kommentar abgeben.

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