Grundlagen der Fachwerkberechnung: manuelle und maschinelle Berechnung. So stellen Sie Traversen aus einem Profilrohr her – Gestaltungsmöglichkeiten, Materialauswahl Berechnung eines Metallbinders online

Profilrohrbinder gelten heute zu Recht als ideale Lösung für den Bau einer Garage, eines Wohngebäudes und von Gartengebäuden. Solche Konstruktionen sind robust und langlebig, kostengünstig, schnell umzusetzen und jeder mit zumindest ein wenig Verständnis für Mathematik sowie Schneid- und Schweißkenntnissen kann damit umgehen.

Und jetzt erklären wir Ihnen ausführlich, wie Sie das richtige Profil auswählen, das Fachwerk berechnen, Brücken darin anfertigen und es installieren. Zu diesem Zweck haben wir für Sie ausführliche Meisterkurse zum Bau solcher Farmen, Video-Tutorials und wertvolle Ratschläge unserer Experten vorbereitet!

Was ist also ein Bauernhof? Hierbei handelt es sich um eine Struktur, die die Stützen zu einem zusammenhängenden Ganzen verbindet. Mit anderen Worten, das Fachwerk ist eine einfache architektonische Struktur, zu deren wertvollen Vorteilen wir die folgenden hervorheben: hohe Festigkeit, hervorragende Leistung, niedrige Kosten und gute Beständigkeit gegen Verformung und äußere Belastungen.

Aufgrund der hohen Tragfähigkeit solcher Dachbinder werden sie unabhängig von ihrem Gewicht unter allen Dacheindeckungsmaterialien platziert.

Die Verwendung von Metallbindern aus neuen oder rechteckigen geschlossenen Profilen im Bauwesen gilt als eine der rationalsten und effizientesten Methoden konstruktive Lösungen. Und das aus gutem Grund:

1. Das Hauptgeheimnis liegt in den Einsparungen durch die rationelle Form des Profils und die Verbindung aller Gitterelemente.
2. Ein weiterer wertvoller Vorteil von Profilrohren für den Einsatz bei der Herstellung von Fachwerken ist die gleiche Stabilität in zwei Ebenen, die bemerkenswerte Stromlinienform und die einfache Handhabung.
3. Trotz ihres geringen Gewichts halten solche Traversen hohen Belastungen stand!

Sparrenbinder unterscheiden sich im Umriss der Gurte, der Art des Stabquerschnitts und der Gitterart. Und mit der richtigen Vorgehensweise können Sie aus einem Profilrohr beliebiger Komplexität selbstständig ein Fachwerk schweißen und installieren! Sogar dieses hier:

Stufe II. Wir kaufen ein hochwertiges Profil

Bevor Sie also ein Projekt für zukünftige Betriebe erstellen, müssen Sie sich zunächst über folgende wichtige Punkte entscheiden:

• Konturen, Größe und Form des zukünftigen Daches;
• Material zur Herstellung der Ober- und Untergurte des Fachwerks sowie seines Gitters;

Denken Sie an eine einfache Sache: Ein Profilrohrrahmen verfügt über sogenannte Balancepunkte, die für die Stabilität des gesamten Bauernhofs wichtig sind. Und es ist sehr wichtig, sich für diese Belastung zu entscheiden Qualitätsmaterial:

Fachwerke werden aus Profilrohren mit den folgenden Querschnittstypen gebaut: rechteckig oder quadratisch. Diese werden produziert verschiedene Größen Querschnitt und Durchmesser, mit unterschiedlichen Wandstärken:

• Wir empfehlen diejenigen, die speziell für kleine Gebäude verkauft werden: Diese sind bis zu 4,5 Meter lang und haben einen Querschnitt von 40x20x2 mm.
• Wenn Sie Traversen mit einer Länge von mehr als 5 Metern herstellen möchten, wählen Sie ein Profil mit den Parametern 40x40x2 mm.
• Für den maßstabsgetreuen Bau des Daches eines Wohngebäudes benötigen Sie Profilrohre mit den folgenden Parametern: 40x60x3 mm.

Die Stabilität der gesamten Struktur ist direkt proportional zur Dicke des Profils. Verwenden Sie daher für die Herstellung von Fachwerken keine Rohre, die nur zum Schweißen von Gestellen und Rahmen vorgesehen sind – diese haben unterschiedliche Eigenschaften. Achten Sie auch darauf, nach welcher Methode das Produkt hergestellt wurde: elektrisch geschweißt, warmgeformt oder kaltgeformt.

Wenn Sie solche Traversen selbst herstellen möchten, nehmen Sie Rohlinge mit quadratischem Querschnitt – sie sind am einfachsten zu verarbeiten. Kaufen Sie ein quadratisches Profil mit einer Dicke von 3 bis 5 mm, das stark genug ist und dessen Eigenschaften denen von Metallstangen ähneln. Wenn Sie jedoch ein Gerüst nur für ein Visier herstellen, können Sie einer günstigeren Option den Vorzug geben.

Berücksichtigen Sie unbedingt Schnee und Windlasten in Ihrer Nähe. Schließlich sehr wichtig Bei der Auswahl eines Profils (im Hinblick auf die Belastung) beträgt der Neigungswinkel der Fachwerke:

Mithilfe von Online-Rechnern können Sie ein Fachwerk aus einem Profilrohr genauer entwerfen.

Beachten wir nur, dass es mehrere einfachste Konstruktionen eines Fachwerks aus einem Profilrohr gibt vertikale Regale und horizontale Ebenen, an denen Dachsparren befestigt werden können. Sie können einen solchen Rahmen selbst fertig kaufen, sogar auf Bestellung in jeder Stadt in Russland.

Stufe III. Wir berechnen die Eigenspannung landwirtschaftlicher Betriebe

Die wichtigste und verantwortungsvollste Aufgabe besteht darin, das Fachwerk aus einem Profilrohr richtig zu berechnen und das gewünschte Format des Innengitters auszuwählen. Dazu benötigen wir einen Taschenrechner oder ähnliches. Software, sowie einige tabellarische Daten von SNiPs, die dazu dienen:

• SNiP 2.01.07-85 (Auswirkungen, Belastungen).
• SNiP p-23-81 (Daten zu Stahlkonstruktionen).

Bitte überprüfen Sie diese Dokumente nach Möglichkeit.

Dachform und -winkel

Welche spezielle Dacheindeckung benötigt einen Dachstuhl? Pult, Giebel, Kuppel, Rundbogen oder Walm? Die einfachste Möglichkeit besteht natürlich darin, ein Standard-Anbaudach zu bauen. Sie können aber auch recht komplexe Traversen selbst berechnen und fertigen:

Eine Standardfarm besteht aus Folgendem wichtige Elemente, wie Ober- und Untergurte, Gestelle, Streben und Hilfsstreben, die auch Fachwerk genannt werden. Im Inneren der Fachwerke befindet sich ein Gittersystem; zur Verbindung der Rohre werden Schweißnähte, Nieten, spezielle Materialpaarungen und Knotenbleche verwendet.

Und wenn Sie ein komplex geformtes Dach bauen möchten, sind solche Dachbinder eine ideale Option dafür. Es ist sehr praktisch, sie nach einer Schablone direkt auf dem Boden anzufertigen und erst dann anzuheben.

Am häufigsten beim Bau eines kleinen Landhaus B. in der Garage oder im Umkleideraum, werden sogenannte Polonso-Traversen verwendet – eine spezielle Konstruktion dreieckiger Traversen, die durch Zugbänder verbunden sind und bei denen der Untergurt erhöht herauskommt.

Im Wesentlichen wird in diesem Fall, um die Höhe der Struktur zu erhöhen, der Untergurt gebrochen, und er beträgt dann 0,23 der Steglänge. Es ist sehr praktisch für den Innenraum.

Abhängig von der Dachneigung gibt es also drei Hauptoptionen für die Herstellung eines Fachwerks:

• von 6 bis 15°;
• von 15 bis 20°;
• von 22 bis 35°.

Was ist der Unterschied, fragen Sie? Wenn der Winkel der Struktur beispielsweise klein ist und nur 15° beträgt, ist es sinnvoll, die Fachwerke trapezförmig zu gestalten. Gleichzeitig ist es durchaus möglich, das Gewicht der Struktur selbst zu reduzieren, indem die Höhe von 1/7 auf 1/9 der gesamten Fluglänge erhöht wird.

Diese. Beachten Sie die Regel: Je geringer das Gewicht, desto höher sollte die Höhe des Fachwerks sein. Wenn wir jedoch bereits eine komplexe geometrische Form haben, müssen Sie eine andere Art von Fachwerk und Gitter wählen.

Arten von Dachbindern und Dachformen

Hier ist ein Beispiel für spezifische Dachbinder für jeden Dachtyp (Einzeldach, Giebeldach, Komplexdach):

Schauen wir uns die Arten von Farmen an:

• Dreieckig Dachbinder sind ein Klassiker zur Herstellung der Basis für steile Dachschrägen oder Schuppen. Der Rohrquerschnitt für solche Fachwerke muss unter Berücksichtigung des Gewichts der Dachmaterialien sowie des Betriebs des Gebäudes selbst ausgewählt werden. Dreieckige Traversen sind gut, weil sie es haben einfache Formen, einfach zu berechnen und umzusetzen. Sie werden geschätzt, weil sie für natürliches Licht unter dem Dach sorgen. Wir bemerken aber auch die Nachteile: Dies sind zusätzliche Profile und lange Stäbe in den mittleren Segmenten des Gitters. Und hier müssen Sie beim Schweißen scharfer Stützecken auf einige Schwierigkeiten stoßen.
• Nächste Ansicht - polygonal Profilrohrbinder. Sie sind beim Bau großer Flächen unverzichtbar. Ihre Schweißung hat eine komplexere Form und ist daher nicht für Leichtbaukonstruktionen ausgelegt. Solche Fachwerke zeichnen sich jedoch durch eine höhere Metalleinsparung und Festigkeit aus, was besonders für Hangars mit großen Spannweiten von Vorteil ist.
• Gilt auch als langlebig Parallelgurtfachwerk. Dieses Fachwerk unterscheidet sich von anderen dadurch, dass alle seine Teile sich wiederholen und die Stangen, Bänder und Gitter gleich lang sind. Das heißt, es gibt ein Minimum an Verbindungen und daher ist es am einfachsten, eine solche aus einem Profilrohr zu berechnen und zu schweißen.
• Ein separater Typ ist Trapezförmig mit einfacher Steigung von Säulen getragenes Fachwerk. Ein solches Fachwerk ist ideal, wenn eine starre Fixierung der Struktur erforderlich ist. Es hat Schrägen (Streben) an den Seiten und es gibt keine langen Stäbe der oberen Beplankung. Geeignet für Dächer, bei denen Zuverlässigkeit besonders wichtig ist.

Hier ist ein Beispiel für die Herstellung von Fachwerken aus einem Profilrohr als universelle Option, die für jedes Gartengebäude geeignet ist. Die Rede ist von dreieckigen Traversen, die Sie bestimmt schon oft gesehen haben:

Ein dreieckiges Fachwerk mit Querstange ist ebenfalls recht einfach und eignet sich gut für den Bau von Pavillons und Hütten:

Und hier gewölbt Farmen sind bereits viel komplizierter in der Herstellung, obwohl sie eine Reihe wertvoller Vorteile haben:

Ihre Hauptaufgabe besteht darin, die Metallfachwerkelemente vom Schwerpunkt aus in alle Richtungen zu zentrieren, vereinfacht gesagt, um die Last zu minimieren und richtig zu verteilen.

Wählen Sie daher den Betriebstyp, der für diesen Zweck besser geeignet ist. Beliebt sind neben den oben aufgeführten auch Scherenbinder, asymmetrisch, U-förmig, Doppelscharnier, Dachbinder mit Parallelgurten und Dachbodenbinder mit und ohne Stützen. Und auch eine Dachbodenansicht des Bauernhofs:

Gitterarten und Punktlasten

Es wird Sie interessieren, dass ein bestimmtes Design der inneren Fachwerkroste nicht aus ästhetischen Gründen gewählt wird, sondern aus ganz praktischen Gründen: passend zur Dachform, zur Deckengeometrie und zur Lastberechnung.

Sie müssen Ihren Betrieb so gestalten, dass alle Kräfte gezielt an den Knotenpunkten konzentriert werden. Dann entstehen keine Biegemomente in den Gurten, Streben und Traversen – sie wirken nur auf Druck und Zug. Und dann wird der Querschnitt solcher Elemente auf reduziert das erforderliche Minimum, bei gleichzeitiger deutlicher Materialeinsparung. Und Sie können das Fachwerk selbst ganz einfach aufklappbar machen.

Andernfalls wirkt die über die Stäbe verteilte Kraft ständig auf das Fachwerk und es entsteht zusätzlich zur Gesamtspannung ein Biegemoment. Und hier ist es wichtig, die maximalen Biegewerte für jeden einzelnen Stab richtig zu berechnen.

Dann müsste der Querschnitt solcher Stäbe größer sein, als wenn das Fachwerk selbst mit Punktkräften belastet würde. Zusammenfassend lässt sich sagen: Fachwerke, auf die die Flächenlast gleichmäßig wirkt, bestehen aus kurzen Elementen mit Scharniergelenken.

Lassen Sie uns herausfinden, welchen Vorteil dieser oder jener Netztyp hinsichtlich der Lastverteilung hat:

• Dreieckig Das Gittersystem wird immer bei Parallelgurt- und Trapezbindern eingesetzt. Sein Hauptvorteil besteht darin, dass es die kürzeste Gesamtgitterlänge ergibt.
• Diagonale Das System eignet sich gut für niedrige Traversenhöhen. Doch der Materialverbrauch dafür ist beträchtlich, denn hier verläuft der gesamte Kraftweg durch die Knoten und Stäbe des Gitters. Daher ist es bei der Konstruktion wichtig, möglichst viele Stäbe zu verlegen, damit die langen Elemente gedehnt und die Gestelle gestaucht werden.
• Ein anderer Typ - gefesselt Gitter. Es wird bei Belastungen des Obergurtes sowie dann eingesetzt, wenn die Länge des Gitterrostes selbst verkürzt werden muss. Der Vorteil besteht darin, den optimalen Abstand zwischen den Elementen aller Querkonstruktionen einzuhalten, was wiederum die Einhaltung des normalen Abstands zwischen den Pfetten ermöglicht, was ein praktischer Punkt für die Installation von Dachelementen ist. Die Herstellung eines solchen Gitters mit eigenen Händen ist jedoch eine ziemlich arbeitsintensive Aufgabe mit zusätzlichen Metallkosten.
• Kreuzförmig Mit dem Gitter können Sie die Last auf das Fachwerk gleichzeitig in beide Richtungen verteilen.
• Eine andere Art von Gitter - kreuzen, wobei die Streben direkt an der Wand des Fachwerks befestigt werden.
• Und endlich halbdiagonal Und rhombisch Gitterroste, die härtesten der aufgeführten. Hier wirken zwei Zahnspangensysteme gleichzeitig zusammen.

Wir haben für Sie eine Abbildung vorbereitet, in der wir alle Arten von Traversen und deren Gitterroste zusammengestellt haben:

Hier ist ein Beispiel, wie ein dreieckiges Gitterfachwerk hergestellt wird:

So sieht die Herstellung eines Fachwerks mit Diagonalgitter aus:

Es kann nicht gesagt werden, dass ein Fachwerktyp definitiv besser oder schlechter ist als ein anderer – jeder von ihnen ist aufgrund seines geringeren Materialverbrauchs, seines geringeren Gewichts, seiner Tragfähigkeit und seiner Befestigungsart wertvoll. Die Zeichnung ist dafür verantwortlich, welches Lastmuster auf sie einwirkt. Und das Gewicht des Fachwerks hängt direkt vom gewählten Gittertyp ab. Aussehen und die Komplexität seiner Herstellung.

Beachten wir auch diese ungewöhnliche Möglichkeit zur Herstellung eines Fachwerks, wenn es selbst Teil oder Träger eines anderen, hölzernen Fachwerks wird:

Stufe IV. Wir fertigen und montieren Traversen

Wir geben Ihnen welche wertvoller Ratschlag So schweißen Sie solche Fachwerke ohne große Schwierigkeiten selbstständig direkt vor Ort:

• Option eins: Sie können sich an das Werk wenden, das alle notwendigen Einzelelemente nach Ihrer Zeichnung individuell anfertigt und Sie diese nur noch vor Ort verschweißen müssen.
• Zweite Option: Kaufen Sie ein fertiges Profil. Dann müssen Sie nur noch die Innenseite der Fachwerkträger mit Brettern oder Sperrholz verkleiden und bei Bedarf eine Dämmung dazwischen verlegen. Aber diese Methode wird natürlich mehr kosten.

Hier ist zum Beispiel ein gutes Video-Tutorial, wie man ein Rohr durch Schweißen verlängert und eine ideale Geometrie erreicht:

Hier ist auch ein sehr nützliches Video, wie man ein Rohr im 45°-Winkel schneidet:

So, nun kommen wir direkt zur Montage der Traversen selbst. Die folgende Schritt-für-Schritt-Anleitung hilft Ihnen dabei:

• Schritt 1: Bereiten Sie zunächst die Traversen vor. Es ist besser, sie vorher direkt am Boden anzuschweißen.
• Schritt 2. Installieren Sie vertikale Stützen für zukünftige Traversen. Es ist wichtig, dass sie wirklich vertikal sind. Testen Sie sie daher mit einem Lot.
• Schritt 3. Nehmen Sie nun die Längsrohre und schweißen Sie diese an die Stützpfosten.
• Schritt 4. Heben Sie die Traversen an und verschweißen Sie sie mit den Längsrohren. Danach ist es wichtig, alle Verbindungsstellen zu reinigen.
• Schritt 5. Lackieren Sie den fertigen Rahmen mit Spezialfarbe, nachdem Sie ihn zuvor gereinigt und entfettet haben. Besondere Aufmerksamkeit Achten Sie dabei auf die Verbindungen der Profilrohre.

Womit müssen diejenigen, die solche Farmen zu Hause betreiben, sonst noch rechnen? Überlegen Sie sich zunächst vorab, auf welchen Auflagetischen Sie die Traverse platzieren werden. Es auf den Boden zu werfen ist bei weitem nicht die beste Option – es wird sehr umständlich sein, damit zu arbeiten.

Daher ist es besser, kleine Brückenstützen zu installieren, die etwas breiter sind als die Unter- und Obergurte des Fachwerks. Schließlich messen und platzieren Sie Jumper manuell zwischen den Bändern, und es ist wichtig, dass sie nicht zu Boden fallen.

Nächste wichtiger Punkt: Profilrohrbinder haben ein hohes Gewicht, daher benötigen Sie die Hilfe von mindestens einer weiteren Person. Darüber hinaus würde es nicht schaden, Hilfe bei so mühsamen und mühsamen Arbeiten wie dem Schleifen von Metall vor dem Kochen zu haben. Bedenken Sie auch, dass Sie für alle Elemente viele Träger zuschneiden müssen, weshalb wir Ihnen zum Kauf eines dieser Elemente raten oder bauen selbstgebaute Maschineähnlich wie in unserer Meisterklasse. So funktioniert das:

So erstellen Sie Schritt für Schritt eine Zeichnung, berechnen das Fachwerkgitter, fertigen Zuschnitte und schweißen die Struktur vor Ort. Darüber hinaus verbrauchen Sie auch die Reste der Profilrohre, sodass Sie nichts wegwerfen müssen – alles wird für kleinere Teile der Überdachung oder des Hangars benötigt!

Stufe V. Reinigen und lackieren Sie die fertigen Traversen

Nachdem Sie die Traversen an ihrem festen Platz installiert haben, müssen Sie sie unbedingt mit Korrosionsschutzmitteln behandeln und mit Polymerfarben streichen. Hierfür eignet sich eine Farbe, die langlebig und UV-beständig ist:

Das ist alles, die Profilrohrfarm ist fertig! Es bleiben nur noch die Abschlussarbeiten, bei denen die Dachbinder von innen mit Finishing und von außen mit Dacheindeckungsmaterial abgedeckt werden:

Glauben Sie mir, es wird Ihnen eigentlich nicht schwer fallen, aus einem Profilrohr ein Metallfachwerk herzustellen. Eine große Rolle spielen eine gut gezeichnete Zeichnung, das hochwertige Schweißen eines Fachwerks aus einem Profilrohr und der Wunsch, alles richtig und genau zu machen.

Früher oder später müssen die Eigentümer eines Privathauses auf ihrem Grundstück einen Carport oder einen Sommerferienpark, einen Pavillon, einen kleinen Zaun mit Dach für Haustiere oder ein Vordach über einem Holzstapel bauen. Damit das Dach über einer solchen Struktur sicher befestigt werden kann, ist es notwendig, Metalltragkonstruktionen richtig zu entwerfen und zu installieren.

Wir begrüßen unseren lieben Leser und bieten ihm einen Artikel darüber an, was Profilrohrbinder sind, wie man sie richtig berechnet und installiert.

Ein Fachwerk ist eine Struktur aus geradlinigen Elementen, die an Knotenpunkten zu einem dauerhaften, unveränderlichen System verbunden sind Geometrische Figur. Am häufigsten findet man flache Strukturen, aber bei großen belasteten Strukturen werden volumetrische (räumliche) Fachwerke verwendet. Fast in Privathäusern bestehen Bauernhöfe aus Holz und Metall. Kleine Konstruktionen aus Sparren, Vordächern und Pavillons werden aus Holz hergestellt. Aber langlebiges und hochtechnologisches Metall ist ein nahezu ideales Material für tragende Metallkonstruktionen.

Zur Herstellung komplexer Konstruktionen werden gewalzte Vollprofile und Rohre verwendet. Profilrohre (quadratisch, rechteckig) weisen eine höhere Druck- und Biegefestigkeit auf; kleine Konstruktionen für das Haus werden ohne Schweißen montiert, daher wird für Gutsgebäude am häufigsten ein Profilrohr verwendet.

Strukturmerkmale von Fachwerken

Bestandteile der Fachwerkkonstruktion:

• Gürtel.
• Der Ständer ist ein vertikales Element, das das Ober- und Unterband verbindet.
• Klammer (Klammer).
• Sprengel - Stützorthese.
• Gitter, Auflagen, Zwickel, Nieten, Bolzen – alle Arten von Hilfs- und Befestigungsmaterialien.

Die Höhe des Fachwerks wird vom tiefsten Punkt des Untergurts bis zum höchsten Punkt berechnet. Spannweite – der Abstand zwischen den Stützen. Der Anstieg ist das Verhältnis der Höhe des Fachwerks zur Spannweite. Das Panel ist der Abstand zwischen den Knoten des Gürtels.

Arten von Fachwerken aus professionellen Rohren

Die Farmen werden entsprechend der Umrisslinie der Gürtel aufgeteilt. Es gibt Zweiband- und Dreiband-Varianten. Bei kleinen Bauwerken kommen einfachere Zweigurtbinder zum Einsatz. Jede Sorte hat eine bestimmte Neigung und Höhe, abhängig von der Länge der Spannweite und der Form des Fachwerks.

Arten von Fachwerken entsprechend den Umrissen der Gurte: Balken mit parallelen Gurten (rechteckig), dreieckig (giebelförmig und einteilig), trapezförmig (giebelförmig und einteilig), segmentförmig (parabolisch), vieleckig (polygonal), freitragend; mit gebrochenem, erhöhtem oder konkavem Untergürtel und unterschiedlicher Form des Obergürtels; gewölbt mit horizontalem und gewölbtem Untergurt; komplexe kombinierte Formen.

Fachwerkträger werden auch nach Gitterarten unterschieden – siehe Abbildung. In Privatgebäuden findet man am häufigsten Dreiecks- und Diagonalgitter – einfacher und weniger metallintensiv. Dreieckige Gitter werden üblicherweise bei rechteckigen und trapezförmigen Strukturen verwendet, während Diagonalgitter bei dreieckigen Strukturen verwendet werden.

Bevor Sie ein Bauwerk errichten, sollten Sie sich für die Materialwahl entscheiden. Beim Kauf eines Metallprofils oder von Rohren sollten Sie die Werkstücke sorgfältig auf Risse, Hohlräume, Durchbiegungen, Unregelmäßigkeiten an den Nähten oder viele verbeulte und verbogene Werkstücke prüfen. Beim Kauf von verzinkten Materialien empfiehlt es sich, die Qualität der Beschichtung zu prüfen – ob es zu Ablösungen oder Durchhängen kommt.

Beim Kauf müssen Sie eine Kopie des Zertifikats und eine Quittung anfordern. Es ist unbedingt darauf zu achten, dass die Rohrwandstärke den Angaben in den Unterlagen entspricht. Auf den Knien kann man in einer Garage keine Pfeifen herstellen, und es gibt keine Fälschungen, aber man kann auf minderwertiges Material stoßen, daher ist es besser, in relativ großen Geschäften zu kaufen.

Welches Material soll man für den Rahmen wählen?

In den meisten Fällen wird Stahl für den Rahmen von Herrenhäusern oder das Dach eines Hauses gewählt. Für sehr kleine Strukturen wird manchmal Aluminium verwendet, meist in gekauften Produkten (Markisen, Schaukelstühle). Für den Bau von Metallkonstruktionen können Rohre aus Hohlprofilen und Vollprofilen (Kreis, Streifen, Quadrat, Kanal, I-Träger) verwendet werden.

Ein großer Vorteil von Rechteck- und Quadratrohren gegenüber einem Profil gleichen Gewichts ist ihre hohe Widerstandsfähigkeit gegen Quetschungen und andere Verformungen. Daher können Vollprofile durch viel leichtere Wellrohre ersetzt werden – dies vereinfacht (zweimal oder mehr) die Rohrkonstruktion erheblich und senkt die Kosten.

Die Querschnittsabmessungen der Rohre werden in Abhängigkeit von der Spannweite und dem Abstand zwischen Stützen und Fachwerken gewählt. Auf Privatgrundstücken sind Schuppen und andere Bauten nicht sehr groß, und Sie können sich von Experten beraten lassen oder im Internet vorgefertigte Zeichnungen finden.

Bei einem Stützenabstand bis 2 m, für kleine Vordächer mit Spannweiten bis 4 m sind Profile 40x20x2 mm geeignet, für Spannweiten bis 5 m - 40x40x3, 60x30x3 mm; Spannweiten länger als 5 m – 60×40x3, 60×60x3 mm. Wenn Sie einen Carport für zwei Autos mit einer Breite von 8-10 m planen, dann benötigen Sie ein Profil von 60x60 bis 100x100 mit einer Wandstärke von 3-4 mm. Die Profilabmessungen richten sich nach dem Abstand zwischen den Traversen.

Wellrohre werden in den Längen 6 und 12 m verkauft. Bei einer Länge von 12 m wird Metall sparsamer verbraucht, für den Transport solcher Rohre ist jedoch eine große Länge erforderlich. Bevor Sie Materialien kaufen, sollten Sie darüber nachdenken, wie Sie die Zuschnitte zuschneiden und wie viele davon in ein 6 m oder 12 m langes Rohr passen, und berechnen, wie viele Wellrohrabschnitte Sie benötigen.

Auf das Nenngewicht kann man sich nicht verlassen – das Gewicht beträgt 1 m.p. in einer bestimmten Charge wird vom Nennwert abweichen und höchstwahrscheinlich nach oben (für Verkäufer ist es rentabler, Produkte mit einer dickeren Wand herzustellen - der Preis gilt pro Tonne). Beim Einkauf nach Gewicht muss das Material eingekauft und transportiert werden – und das ist mit zusätzlichen Kosten verbunden.

Vor- und Nachteile verschiedener Metalle

In der Praxis werden für Strukturprofilrohre folgende Stahlsorten verwendet: Kohlenstoff normaler Qualität und hochwertiger, struktureller, legierter Stahl. Die Rohre sind mit einer schützenden Zinkbeschichtung versehen. Aluminium wird ebenfalls verwendet – allerdings selten, für kleine, oft saisonale Konstruktionen. Aluminiumprofile Wird für kleine Strukturen verwendet.

Traditionell wird für kleine Strukturen in einem Privatgrundstück Kohlenstoffstahl St3sp, St3ps und manchmal auch verzinkter Stahl für den Bau von Stahlkonstruktionen mit Fachwerken verwendet. Dieser Stahl verfügt über eine ausreichende Festigkeit, um die Zuverlässigkeit der Struktur zu gewährleisten; es gibt praktisch keinen Unterschied in der Korrosionsbeständigkeit zwischen allen drei Stahlsorten.

Wenn Bauwerke Niederschlägen ausgesetzt sind, rosten früher oder später sowohl Baustahlprodukte als auch Produkte aus legiertem Stahl. Eine geringe Menge an Legierungselementen schützt nicht vor Korrosion (für Konstruktionen können niedriglegierte Stähle wie 30KhGSA, 30KhGSN, 38KhA verwendet werden – der Gehalt an Legierungselementen beträgt 2-4 %, und diese Menge hat keinen Einfluss auf die Korrosion Widerstand).

Hinsichtlich der Festigkeit sollten Bau- und legierte Stähle etwas haltbarer sein als Kohlenstoffstähle – sie sind widerstandsfähiger gegen zyklische Belastungen. Aber diese Qualität bei Stählen zeigt sich nach der Wärmebehandlung – und das Abschrecken und Anlassen kann Rohre verziehen, und normalerweise führt niemand eine solche Wärmebehandlung an fertigen Produkten durch. Das Glühen kann an nahtlosen Rohren durchgeführt werden – nach dem Glühen werden Eigenspannungen im Metall entfernt (Härtung), es wird jedoch weicher.

Baustähle (20A, 45, 40, 30A) haben mehr hohe Qualität und ein höherer Preis. Legierte Stähle sind sogar noch teurer (und es besteht die Möglichkeit, dass man Ihnen Rohre aus Stahl 3 anstelle von legiertem Stahl verkauft). Daher ist es bei der Installation von Bauwerken mit einer Breite von weniger als 20 m nicht sinnvoll, professionelle Rohre aus legiertem Stahl oder Baustahl zu kaufen. Bei einer Verlegung im Katzsystem ist die Verwendung von verzinktem Wellrohr auf jeden Fall sinnvoll.

Wenn die Installation durch Schweißen erfolgt, rosten die Schweißnähte genauso schnell wie gewöhnliches unbeschichtetes Metall. Wenn Sie jedoch die Nähte sorgfältig überwachen und regelmäßig eine Korrosionsschutzbehandlung (Reinigung, Grundierung, Lackierung) durchführen, ist ein verzinktes Rohr vorzuziehen. Wenn Sie für 10 Jahre einen temporären Schuppen für Baumaterialien benötigen und den Schuppen dann abreißen, machen Sie sich keine Mühe und kaufen Sie normale Kohlenstoffstahlrohre ohne Beschichtung.

Wenn Sie planen, auf dem Gelände ein sehr großes Vordach oder einen Hangar mit großer Spannweite zu errichten, sollten Sie sich an professionelle Bauunternehmer wenden und ein Projekt erstellen – diese bestimmen, für welchen Stahl Sie sich entscheiden sollten.

Machen Sie es selbst oder bestellen Sie es

Sparren für ein Carport- oder Pavillondach haben kleine Größen Und einfaches Design– meist dreieckig mit mehreren Streben und Gestellen. Sie können einen solchen Entwurf selbst fertigstellen, wenn Sie zumindest über grundlegende Schweißkenntnisse verfügen und keine Angst davor haben, neue Berufe zu erlernen.

Aber die Herstellung von Fachwerken erfordert Genauigkeit, einen Helfer, eine sehr ebene Fläche auf dem Grundstück zum Auslegen und Schweißen von Strukturen, eine Schweißmaschine und Zeit. Sie können fertige Designs im Werk bestellen oder Baufirma, und installieren Sie es selbst.

Anforderungen an die Berechnung eines Profilrohrs für den Bau eines Bauernhofs

Bei der Berechnung der Abmessungen und Wandstärken der Profilrohre, die für den Bau Ihrer Metallkonstruktionen erforderlich sind; Folgende Bedingungen werden berücksichtigt:

• Abmessungen der Metallstruktur und insbesondere Länge, Stützabstand – der Abstand zwischen den Stützen.
• Höhe der Stützen und Traversen.
• Bauernhofform.
• Mögliche Merkmale geologischer Bedingungen ( seismische Aktivität, Möglichkeit von Erdrutschen).
• Beschichtungsgewicht.

Was passiert, wenn Sie falsch rechnen?

Bei fehlerhaften Berechnungen sind folgende Konsequenzen möglich:

• Bauernhofstrukturen verformen sich unter der Last von Schnee und nassem Laub.
• Im schlimmsten Fall verformen sich die Strukturen unter ihrem Eigengewicht.
• Bei starkem Wind kann die gesamte Struktur einstürzen.
• Verformungen führen früher oder später zur Zerstörung des Fachwerks und der gesamten Struktur, was für Menschen gefährlich ist und unter der Überdachung befindliche Gegenstände – beispielsweise ein Auto – beschädigen kann.
• Eine zerbrechliche und bewegliche Struktur führt zur Zerstörung des auf dem Dachstuhl liegenden Daches.
• Bei Verwendung eines zu leistungsstarken und schweren Profils steigen die Material- und Arbeitskosten beim Bau von Metallkonstruktionen ungerechtfertigt an.

Wir entwerfen einen Bauernhof und seine Elemente

Eine vollständige und genaue Berechnung der Belastung eines Fachwerks anhand von Diagrammen ist komplex und erfordert die Kontaktaufnahme mit Spezialisten.

Bei der Planung großer Vordächer, Hangars und Garagen aus Metallkonstruktionen ist eine genaue Berechnung des erforderlichen Profils erforderlich, für den Bau nicht zu großer Vordächer oder Pavillons auf einem Privatgrundstück können Sie jedoch auf die bekannten Empfehlungen von Experten zurückgreifen .

Für sehr kleine Bauwerke (Vordach in einem Tiergehege, Vordach über einem Brennholzlager) reicht es aus, Rohre mit den Maßen 40x20 mm und einer Wandstärke von 2 mm zu verwenden; für Pavillons und Vordächer über Tischen, Grillplätzen oder Erholungsbereichen – 40x40 mm mit einer Wandstärke von 3 mm; Überdachung über einem Platz für ein Auto - von 60x40 bis 100x100 mm mit einer Wandstärke von 3-4 mm.

Wenn die Überdachung mehrere Traversen und Stützen hat und der Stützenabstand weniger als 2 m beträgt, können Sie ein dünneres Rohr nehmen; wenn nur 4 Stützen und zwei Traversen vorhanden sind und die Spannweite 6-8 m oder mehr beträgt, können Sie ein Rohr nehmen dickeres.

Zulässige Belastungen auf Traversen sind in der Tabelle angegeben:

Spannweite, m Rohrgröße pro Wandstärke, mm	1	2	3	4	5	6
Für Profilrohr
40×40x2	709	173	72	35	16	5
40×40x3	949	231	96	46	21	6
50×50x2	1165	286	120	61	31	14
50×60x3	1615	396	167	84	43	19
60×60x2	1714	422	180	93	50	26
60×60x3	2393	589	250	129	69	35
80×80x3	4492	1110	478	252	144	82
100×100x3	7473	1851	803	430	253	152
100×100x4	9217	2283	990	529	310	185
120×120x4	113726	3339	1484	801	478	296
140×140x4	19062	4736	2069	1125	679	429
Für ein rechteckiges Rohr (mit der größeren Seite vertikal)
50×25x2	684	167	69	34	16	6
60×40x2	1255	308	130	66	35	17
80×40x2	1911	471	202	105	58	31
80×40x3	2672	658	281	146	81	43
80×60x3	3583	884	380	199	112	62
100×50x4	5489	1357	585	309	176	101
120×80x3	7854	1947	846	455	269	164

Zeichnungen und Diagramme

Bei der Herstellung von Metallkonstruktionen ist eine Zeichnung mit genauen Maßen zwingend erforderlich! Dies ermöglicht Ihnen den Kauf benötigte Menge Material, spart Zeit beim Zusammenbau und Vorbereiten von Werkstücken und ermöglicht Ihnen eine einfache Kontrolle der Abmessungen der Metallstruktur während der Installation und der fertigen Struktur. In diesem Fall hängt die Sicherheit von Ihnen und Ihrem Haushalt von der Genauigkeit der Montage ab – ein durch Schnee oder Wind einstürzendes Bauwerk kann viel Ärger bringen.

Grundlagen der Fachwerkberechnung

Die Art der Sparren hängt von der Form des Daches ab, und die Form des Daches eines Bauwerks auf einem Grundstück wird je nach Zweck und Standort der Metallkonstruktionen gewählt. Auskragende Dachstühle und an das Haus angrenzende Bauernhöfe bestehen in der Regel aus einteiligen dreieckigen, freistehenden Vordächern – mit polygonalen, dreieckigen, segmentierten Strukturen und Bögen. Pavillons können ein Dach mit sechs oder acht Neigungen oder ein Fantasiedach mit Dachstühlen in nicht standardmäßigem Design haben.

Zur Berechnung der Sparren ist es notwendig, die Belastung des Daches und eines Sparrens zu berechnen. Die Berechnungen berücksichtigen die Belastung durch Schneedecke, Dacheindeckung, Schalung und das Gewicht der Bauwerke selbst. Genaue Berechnungen sind eine Aufgabe für einen professionellen Bauherrn. Die Grundlage für die Berechnung ist SP 20.13330.2016 „Belastungen und Stöße. Aktualisierte Ausgabe von SNiP 2.01.07-85“ und SP 16.13330.2011 „Stahlkonstruktionen. Aktualisierte Ausgabe von SNiP II-23-81".

Für Berechnungen wird die Schnittmethode verwendet: Knoten (Bereiche, in denen die Stäbe gelenkig verbunden sind) ausschneiden; Ritter-Methode; Henneberg-Stabaustauschmethode. Im modernen Computerprogramme Häufiger wird die Methode des Ausschneidens von Knoten angewendet.

Es ist besser, ein fertiges zu verwenden Standardprojekt oder unsere Empfehlungen zur Profilauswahl. Der Zusammenbau eines Fachwerks aus einer einfachen trapezförmigen oder dreieckigen Struktur ist nicht allzu schwierig, wenn Sie über Erfahrung im Schweißen und Installieren von Metallkonstruktionen verfügen Selbstinstallation Markisen und Pavillons sind durchaus möglich. Wenn Sie einen großen Schuppen mit einer Fachwerklänge von 10 m oder mehr bauen möchten, müssen Sie das Projekt mit Spezialisten abschließen.

Einfluss des Neigungswinkels

Die Gestaltung des Fachwerks wird in erster Linie durch den Neigungswinkel der Rampen (Rampe) beeinflusst. Der Neigungswinkel wird in erster Linie in Abhängigkeit von der Dachform und der Platzierung der Metallkonstruktion gewählt. An Gebäude angrenzende Schuppen sollten einen größeren Dachwinkel haben, damit vom Dach rutschender Schnee schneller abperlen und fließendes Wasser abfließen kann.

Bei Einzelkonstruktionen kann die Dachneigung geringer sein. Der Neigungswinkel hängt auch von der Niederschlagsmenge ab, die in Ihrer Region fällt – je mehr Niederschlag, desto größer sollte der Neigungswinkel des Daches sein. Je steiler das Dach, desto weniger Niederschlag wird zurückgehalten.

Bei kleinen freistehenden Schuppen wird eine leichte Hangneigung – bis zu 15° – verwendet. Die Höhe der Böschung beträgt ungefähr 1/7-1/9 der Spannweite. Es werden trapezförmige Traversen verwendet.

Gefälle von 15° bis 22° – die Höhe des Gefälles beträgt 1/7 der Spannweite.

Neigung von 22° bis 30°-35° – die Höhe der Böschung beträgt 1/5 der Spannweite; bei dieser Neigung werden meist dreieckige Strukturen verwendet, manchmal mit gebrochenem Untergurt, um die Struktur leichter zu machen.

Basiswinkeloptionen

Für richtige Berechnung B. Anzahl und Länge der einzelnen Elemente eines Fachwerks aus Wellrohr, ist es notwendig, die Grundwinkel zwischen den Elementen zu bestimmen. Im Allgemeinen steht der Untergurt senkrecht zu den Stützen, der Obergurt ist je nach Dachneigung zur Horizontalen geneigt. Der optimale Neigungswinkel der Streben zur Horizontalen/Vertikalen beträgt 45°, die Gestelle müssen streng vertikal ausgerichtet sein.

Der genaue Neigungswinkel des Daches wird entweder durch das Projekt vorgegeben oder ergibt sich aus den oben angegebenen Beziehungen ( bei einer Neigung von bis zu 15° beträgt die Höhe der Neigung ungefähr 1/7-1/9 der Spannweite; für eine Neigung von 15° bis 22° - 1/7 der Spannweite; Bei einem Gefälle von 22° bis 30° – 35° beträgt die Höhe des Gefälles 1/5 der Spannweite).

Nachdem der genaue Neigungswinkel des Daches ermittelt wurde, werden die Längen der Rohlinge für die Herstellung des Fachwerks bestimmt – diese Informationen werden bei der Durchführung der Arbeiten benötigt.

Wichtige Faktoren für die Standortauswahl

Wenn Sie die Wahl haben, sollten Sie für die Installation von Metallkonstruktionen einen ebenen Bereich wählen, der nicht anfällig für Erdrutsche und Staunässe ist. Aber im Kleinen persönliche Grundstücke Meistens gibt es keine Wahl – ein Carport wird direkt hinter dem Tor platziert, eine Veranda in der Nähe des Hauses, ein Pavillon in den Tiefen des Grundstücks. Der Bereich muss möglicherweise geebnet und manchmal entwässert werden.

Wenn die Gefahr des Abrutschens von Bodenschichten besteht oder Sie in einem erdbebengefährdeten Gebiet leben, sollte die Gestaltung jeglicher Struktur über einer Hundehütte Fachleuten überlassen werden, um Ihre Sicherheit zu gewährleisten.

So berechnen Sie die Belastung

Die Schneelast pro 1 m² Dach wird berechnet nach SP 20.13330.2017 „Belastungen und Stöße. Aktualisierte Version von SNiP 2.01.07-85" je nach Region. Bei der Berechnung wird nicht die Dachfläche herangezogen, sondern die Fläche der Dachprojektion auf die Horizontale. Das Gewicht der Ummantelung und Dacheindeckung wird auf die gleiche Weise berechnet. Gemäß der Zeichnung wird das Gewicht eines Fachwerks berechnet und mit seiner Anzahl multipliziert.

Die Belastung eines Fachwerks wird berechnet, indem die Summe der Gesamtlast auf dem Schneedach, dem Gewicht der Ummantelung und Abdeckung, dem Gewicht der Bauwerke selbst durch die Anzahl der Fachwerkgruppen dividiert wird.

Eingangstür und Vordach

Visiere vorbei Haustür Sie sind klein und freitragend.

Die Breite des Vordachs sollte der Breite der Veranda + 300 mm auf jeder Seite entsprechen. Die Tiefe des Vordachs sollte die Stufen abdecken. Die Länge des Vordachs entspricht der Summe aus der Länge der Plattform und der Stufen. Die Länge der oberen Plattform sollte eineinhalb Mal breiter sein als die Tür, also 0,9 × 1,5 = 1,35 m. Plus 250 mm für jede Stufe.

Zum Beispiel:

Bei einer Veranda mit zwei Stufen und einer Breite von 1200 mm betragen die Abmessungen der überdachten Fläche (horizontale Projektion des Vordachs):

Länge (Visiertiefe) = 1,35 + 2×0,25 = 1,85 m;

Breite = 1,2 + 0,3×2 = 1,8 m.

Kostenlose Berechnungsprogramme

• Auf der Seite http://sopromatguru.ru/raschet-balki.php.
• Auf der Seite http://rama.sopromat.org/2009/?gmini=off.

Berechnungsbeispiel

Ein Beispiel für die Berechnung des Dachstuhls eines freistehenden Carports für einen Mittelklassewagen (D):

Die Breite des Wagens beträgt 1,73 m, die Länge 4,6 m.

Mindestbinderbreite zwischen den Stützen:

1,73 + 1 = 2,73 m, um das Öffnen der Türen zu erleichtern, nehmen wir eine Breite von 3,5 m.

Fachwerkbreite inklusive Dachüberstände:

3,5 + 2×0,3 = 4,1 m.

Schirmlänge:

4,6 + 1 = 5,6 m, nehmen Sie eine Länge von 6 m.

Bei dieser Länge ist es möglich, alle 2 m oder weniger Stützen zu installieren. Um die Tragkonstruktionen zu entlasten, gehen wir von einem Abstand zwischen den Stützen von 1,5 m aus.

Wir wählen eine dreieckige Satteldachform – sie ist am einfachsten herzustellen und gleichzeitig wirtschaftlich im Materialverbrauch. Als Dachneigungswinkel gehen wir von 30° aus – bei diesem Neigungswinkel bleiben Schnee und Laub nicht auf dem Dach liegen.

Die Höhe des Fachwerks in der Mitte (Mittelpfosten) beträgt:

Gesamt: Die Länge des Untergurts des Fachwerks beträgt 4,1 m; der Obergurt – zwei Hälften à 2,355 m, Gesamtlänge 4,71 m, die Tribüne in der Mitte hat eine Höhe von 1,16 m.

Für solch kurze Traversen reicht es völlig aus, ein 40x40 mm großes Vierkantrohr mit einer Wandstärke von 3 mm zu verwenden.

Die Hauptarbeitsschritte bei der Herstellung und Installation von Fachwerken mit eigenen Händen

Vor der Montage der Fachwerke werden Arbeiten zur Standortplanung, Montage von Stützen, Betonieren von Stützfundamenten, Anschweißen von Seitenstreben bzw. Seitenbindern durchgeführt. Anschließend werden die Querbinder montiert.

Das Verfahren zur Durchführung von Arbeiten zur Herstellung und Installation von Fachwerken:

• Die Traversen werden auf einer ebenen Fläche geschweißt.
• Die Traversen werden mit einer Korrosionsschutzgrundierung behandelt und zweimal lackiert. Bereiche, in denen Traversen an Stützen angeschweißt sind, nicht streichen. Diese Arbeit kann nach der Installation der Träger durchgeführt werden, das Streichen in der Höhe ist jedoch umständlich.
• Sie heben die Traversen an, montieren sie auf Stützen, prüfen Winkel und Horizontalität und verschweißen sie mit den Stützen. Diese Arbeit wird von einem Team aus mehreren Personen durchgeführt.
• Überstreichen Sie die Schweißstellen.
• Die Schalung wird montiert und die Dacheindeckung verlegt.

So schweißen Sie Traversen

Die Traversen werden auf einer ebenen Fläche montiert. Vor dem Zusammenbau werden die Werkstücke geschnitten, von Rost gereinigt und Grate an den Schnitten abgeschliffen. Die Traversenelemente werden mit Klammern befestigt, die Maße, Winkel und Ebenheit werden überprüft. Schweißen Sie die Struktur auf einer Seite, lassen Sie sie abkühlen und drehen Sie sie auf die andere Seite. Entfernen Sie die Klammern und kochen Sie die andere Seite. Anschließend wird der Wulst an der Naht abgeschliffen. Die Eigenschaften von Schweißbindern können Sie in unserem Video sehen:

Wenn Ihre Fähigkeiten als Schweißer und Installateur begrenzt sind, können Sie die Herstellung eines Fachwerks bei einer spezialisierten Organisation oder einem spezialisierten Team in Auftrag geben.

Abschluss

Der Bau eines Vordachs und die Installation von Dachbindern ist eine komplexe und fachmännische Arbeit. Kleine Vordächer und Pavillons können mit Hilfe von Familienmitgliedern selbstständig gebaut werden.

Es ist besser, die Installation großer Metallkonstruktionen einem Team von Fachleuten anzuvertrauen. Aber auch Profis brauchen Aufsicht. Wir verabschieden uns von unserem lieben Leser und hoffen, dass unser Artikel Ihnen hilft, die Arten von Fachwerken, die Wahl des Designs, des Materials und das Verfahren zum Bau von Vordächern und Pavillons auf Ihrem Gelände zu verstehen. Abonnieren Sie den Newsletter unserer Website, bringen Sie Freunde mit, teilen Sie interessante Informationen mit Ihren Gesprächspartnern in sozialen Netzwerken.

In verschiedenen Bauzweigen werden häufig Fachwerke aus Profilrohren eingesetzt. Bei solchen Fachwerken handelt es sich konstruktiv um Metallkonstruktionen, die aus einzelnen Stäben bestehen und eine Gitterform aufweisen. Fachwerkträger unterscheiden sich von Konstruktionen aus massiven Balken dadurch, dass sie kostengünstiger und arbeitsintensiver sind. Zur Verbindung von Profilrohren können sowohl das Schweißverfahren als auch Nieten verwendet werden.

Metall Profilbinder Geeignet für die Erstellung beliebiger Spannweiten, unabhängig von deren Länge. Damit dies möglich ist, muss die Struktur jedoch vor der Montage äußerst genau berechnet werden. Wenn die Berechnung des Metallfachwerks korrekt war und alle Arbeiten zur Montage der Metallkonstruktionen korrekt durchgeführt wurden, muss das fertige Fachwerk nur noch angehoben und auf dem vorbereiteten Gurtzeug montiert werden.

Vorteile der Verwendung von Metallsparren

Traversen aus Profilrohren haben viele Vorteile, darunter:

• Geringes Gewicht der Struktur;
• Lange Lebensdauer;
• Hervorragende Festigkeitseigenschaften;
• Fähigkeit, Strukturen mit komplexer Konfiguration zu erstellen;
• Angemessene Kosten für Metallelemente.

Klassifizierung von Profilrohrbindern

Alle Metallfachwerkkonstruktionen haben mehrere gemeinsame Parameter, die die Unterteilung der Fachwerkträger in Typen gewährleisten.

Zu diesen Optionen gehören:

1. Anzahl der Riemen. Metallbinder können nur einen Gürtel haben, dann liegt die gesamte Struktur in einer Ebene oder zwei Gürtel. Im letzteren Fall wird das Fachwerk als hängendes Fachwerk bezeichnet. Das Design eines Hängebinders umfasst zwei Gurte – einen oberen und einen unteren.
2. Bilden. Es gibt ein gewölbtes Fachwerk, gerade, einfach geneigt und doppelt geneigt.
3. Schaltkreis.
4. Neigungswinkel.

Abhängig von den Konturen werden folgende Arten von Metallkonstruktionen unterschieden:

1. Parallele Gurtträger. Solche Strukturen werden am häufigsten als Träger für die Gestaltung eines Daches aus weichen Dachmaterialien verwendet. Ein Fachwerk mit Parallelgurt entsteht aus identischen Teilen mit identischen Abmessungen.
2. Schlanke Bauernhöfe. Einzelneigungskonstruktionen sind kostengünstig, da für ihre Herstellung nur wenige Materialien erforderlich sind. Die fertige Struktur ist ziemlich langlebig, was durch die Steifigkeit der Knoten gewährleistet wird.
3. Polygonale Fachwerke. Diese Konstruktionen haben eine sehr gute Tragfähigkeit, aber dafür muss man bezahlen – vieleckige Metallkonstruktionen sind sehr umständlich zu installieren.
4. Dreieckige Traversen. Für die Montage von Dächern mit großer Neigung werden in der Regel Fachwerke mit dreieckiger Kontur verwendet. Unter den Nachteilen solcher Farmen ist eine große Zahl zu erwähnen zusätzliche Kosten verbunden mit der Menge an Abfall während der Produktion.

So berechnen Sie den Neigungswinkel

Je nach Neigungswinkel werden Traversen in drei Kategorien eingeteilt:

1. 22-30 Grad. In diesem Fall beträgt das Verhältnis von Länge und Höhe der fertigen Struktur 5:1. Fachwerke mit einer solchen Neigung eignen sich aufgrund ihres geringen Gewichts hervorragend für die Anordnung kurzer Spannweiten im Privatbau. Fachwerke mit einer solchen Neigung haben in der Regel einen dreieckigen Grundriss.
2. 15-22 Grad. Bei einer Konstruktion mit einer solchen Neigung übersteigt die Länge die Höhe um das Siebenfache. Fachwerke dieser Art dürfen nicht länger als 20 m sein. Wenn die Höhe der fertigen Struktur erhöht werden muss, erhält der Untergurt eine gebrochene Form.
3. 15 oder weniger. Die beste Option In diesem Fall handelt es sich um Metallsparren aus einem Profilrohr, die trapezförmig verbunden sind. Kurze Pfosten verringern die Auswirkungen Längsbiegung auf die Gestaltung.

Bei Spannweiten über 14 m ist der Einsatz von Streben erforderlich. Der Obergurt muss mit einem ca. 150-250 cm langen Paneel bestückt werden, bei gerader Paneelanzahl erhält man eine Konstruktion bestehend aus zwei Gurten. Bei Spannweiten über 20 m muss die Metallkonstruktion durch zusätzliche Stützelemente verstärkt werden, die durch Stützpfeiler verbunden sind.

Wenn Sie das Gewicht der fertigen Metallkonstruktion reduzieren müssen, sollten Sie auf das Polonceau-Fachwerk achten. Es umfasst zwei Systeme dreieckige Form, die durch Anziehen verbunden werden. Mit diesem Schema können Sie auf großformatige Streben in den Mittelfeldern verzichten.

Bei der Erstellung von Dachbindern mit einer Neigung von etwa 6–10 Grad für Schrägdächer müssen Sie dies berücksichtigen fertiges Design sollte keine symmetrische Form haben.

Berechnung eines Metallfachwerks

Bei der Berechnung müssen alle Anforderungen an Metallkonstruktionen nach staatlichen Normen berücksichtigt werden. Um eine möglichst effiziente und zuverlässige Struktur zu schaffen, ist es notwendig, in der Entwurfsphase eine hochwertige Zeichnung zu erstellen, in der alle Elemente des Fachwerks, ihre Abmessungen und Verbindungsmerkmale mit der Tragkonstruktion aufgeführt sind.

Bevor Sie eine Farm für eine Überdachung berechnen, sollten Sie die Anforderungen an die fertige Farm festlegen und dann mit Einsparungen beginnen, um unnötige Kosten zu vermeiden. Die Höhe des Fachwerks wird durch die Art des Bodens, das Gesamtgewicht der Struktur und die Möglichkeit ihrer weiteren Verschiebung bestimmt. Die Länge der Metallkonstruktion richtet sich nach der zu erwartenden Neigung (bei Bauwerken über 36 m ist zusätzlich eine Bauhöhenberechnung erforderlich).

Die Platten müssen so ausgewählt werden, dass sie den Belastungen standhalten, die auf dem Bauernhof auftreten. Die Streben können unterschiedliche Winkel haben, daher muss bei der Auswahl der Paneele auch dieser Parameter berücksichtigt werden. Bei Dreiecksgittern beträgt der Winkel 45 Grad, bei Schräggittern 35 Grad.

Die Berechnung eines Daches aus einem Profilrohr endet mit der Bestimmung des Abstandes, in dem die Knoten zueinander erstellt werden. In der Regel entspricht dieser Indikator der Breite der ausgewählten Panels. Der optimale Abstand für die Stützen der gesamten Struktur beträgt 1,7 m.

Bei der Berechnung eines Single-Pitch-Fachwerks müssen Sie bedenken, dass mit zunehmender Höhe der Struktur auch deren Tragfähigkeit zunimmt. Darüber hinaus lohnt es sich, das Fachwerkdiagramm bei Bedarf durch mehrere Versteifungsrippen zu ergänzen, die die Struktur verstärken können.

Berechnungsbeispiele

Bei der Auswahl von Rohren für Metallbinder sollten Sie die folgenden Empfehlungen berücksichtigen:

• Für die Anordnung von Bauwerken mit einer Breite von weniger als 4,5 m eignen sich Rohre mit einem Querschnitt von 40x20 mm und einer Wandstärke von 2 mm;
• Für eine Bauwerksbreite von 4,5 bis 5,5 m sind 40 mm Vierkantprofilrohre mit 2 mm Wandstärke geeignet;
• Für größere Metallkonstruktionen eignen sich die gleichen Rohre wie im vorherigen Fall, jedoch mit einer 3-mm-Wandstärke, oder Rohre mit einem Querschnitt von 60x30 mm mit einer 2-mm-Wandstärke.

Der letzte Parameter, auf den bei der Berechnung ebenfalls geachtet werden sollte, ist der Materialaufwand. Zunächst müssen Sie die Kosten der Rohre berücksichtigen (denken Sie daran, dass der Preis der Rohre durch ihr Gewicht und nicht durch ihre Länge bestimmt wird). Zweitens lohnt es sich, nach den Kosten komplexer Arbeiten zur Herstellung von Metallkonstruktionen zu fragen.

Empfehlungen zur Auswahl von Rohren und zur Herstellung von Metallkonstruktionen

Vor dem Kochen und Pflücken optimale Materialien Für die zukünftige Gestaltung lohnt es sich, sich mit den folgenden Empfehlungen vertraut zu machen:

• Bei der Untersuchung des auf dem Markt erhältlichen Rohrsortiments sollten Sie rechteckigen oder quadratischen Produkten den Vorzug geben – das Vorhandensein von Versteifungen erhöht ihre Festigkeit erheblich;
• Auswahl von Rohren für Sparrensystem Am besten entscheiden Sie sich für Edelstahlprodukte aus hochwertigem Stahl (Rohrgrößen werden vom Projekt bestimmt);
• Bei der Installation der Hauptelemente des Fachwerks werden Stifte und Doppelecken verwendet;
• In den Obergurten werden zur Verbindung des Rahmens meist I-Winkel mit unterschiedlichen Seiten verwendet, von denen der kleinere für die Verbindung notwendig ist;
• Für die Montage des Untergurtes eignen sich durchaus gleichseitige Ecken;
• Die Hauptelemente großer Bauwerke werden durch Deckenplatten miteinander verbunden;
• Die Streben werden im 45-Grad-Winkel und die Zahnstangen im 90-Grad-Winkel montiert.
• Beim Schweißen eines Metallfachwerks für ein Vordach ist darauf zu achten, dass jede Schweißnaht ausreichend zuverlässig ist (lesen Sie auch: „“);
• Nach dem Schweißen müssen die Metallelemente der Struktur noch mit Schutzmassen und Farbe beschichtet werden.

Abschluss

Traversen aus Profilrohren sind vielseitig einsetzbar und zur Lösung verschiedenster Probleme geeignet. Die Herstellung von Fachwerken kann nicht als einfach bezeichnet werden, aber wenn Sie alle Arbeitsschritte mit voller Verantwortung angehen, wird das Ergebnis eine zuverlässige und qualitativ hochwertige Struktur sein.

Design Metallkonstruktionen- einer der wichtigsten Bereiche der Bautätigkeit. Um die erforderlichen Profilparameter zu ermitteln, wird teure Lizenzsoftware verwendet, die eine spezielle Ausbildung und Kenntnisse im Umgang mit einem bestimmten Softwarepaket erfordert.

Gleichzeitig gibt es Situationen, in denen Sie „auf den Knien“ eine Zeichnung anfertigen, das erforderliche Walzmetall auswählen, das Gewicht des Balkens berechnen müssen, um die Kosten zu ermitteln, und das Metall bestellen müssen. In Fällen, in denen der Einsatz spezieller Programme nicht möglich ist, können kostenlose Online- und Desktop-Programme zu komfortablen Helfern bei der Berechnung von Metallkonstruktionen werden:

• Arsenal-Rechner aus Metall;
• Online-Rechner Metalcalc;
• Online-Programm sopromat.org zur Berechnung von Balken und Fachwerken;
• Berechnung von Balken in Sopromatguru online;
• Desktop-Programm „Farm“.

1. Arsenal-Metallrechner

Das Unternehmen Arsenal bietet jedem die Möglichkeit, durch die Nutzung des Unternehmens Zeit zu sparen Desktop-Programm zur Berechnung des theoretischen Gewichts aller Arten von Metallprofilen, einschließlich Eisen- und Edelstahlprofilen sowie Nichteisenmetallen. Verfügbar auf der Website Online-Version des Programms .

Um das Profil zu berechnen, müssen Sie Informationen über die Dicke des Metalls, die Länge des Segments, die Höhe und die Breite eingeben. Sie können aus dem Sortiment auch eine Walzprofilmarke auswählen und die gewünschte Länge einstellen. In diesem Fall ermittelt das Programm die Gesamtabmessungen und das Gesamtgewicht automatisch.

2. Online-Metallrechner Metalcalc

Online-Rechner Metalcalc- eine praktische Ressource zur Bestimmung des Gewichts und der Länge von gewalztem Metall. Bei der Angabe der grundlegenden technischen Parameter des Produkts (Sortimentsnummer oder Gesamtabmessungen des Profils, seine Länge) ermittelt das Programm dessen Gewicht. Die Berechnungen erfolgen auf Basis aktueller GOST-Standards und zeichnen sich durch höchste Genauigkeit aus.

Das Programm verfügt außerdem über eine umgekehrte Neuberechnungsfunktion. Wenn Sie das Gewicht und die Standardgröße des Profils angeben, berechnet der Dienst dessen Länge. Die Ressource ist absolut kostenlos und einfach zu verwenden.

3. Kostenloses Online-Programm sopromat.org zur Berechnung von Balken und Fachwerken

Auf der Seite Sopromat.org vorgeführt kostenloses Online-Programm zur Berechnung von Balken und Fachwerken nach der Finite-Elemente-Methode. Die Berechnung kann unter anderem für statisch unbestimmte Frames durchgeführt werden.

Der Dienst kann sowohl für Studierende bei der Erledigung von Studienarbeiten als auch für praktizierende Ingenieure bei der Bestimmung der Parameter realer Metallstrukturen nützlich sein. Mit der Online-Ressource können Sie:

• Bewegungen in Knoten bestimmen;
• Unterstützungsreaktionen berechnen;
• Erstellen Sie die Diagramme Q, M, N
• Berechnungsergebnisse und Lastdiagramm speichern;
• Exportieren Sie die Ergebnisse in das DXF-Zeichnungsformat.

Die Website enthält immer die neueste Version des Programms. Es gibt eine Version Mini zum Herunterladen und Bearbeiten mobile Geräte. Das mobile Programm verfügt über alle Vorteile der Vollversion.

4. Berechnung von Balken in Sopromatguru

In naher Zukunft planen die Autoren, das Programm um eine Funktion zur Berechnung von Fachwerken zu erweitern. Heute können Sie mit der Online-Ressource die Parameter des Balkens einstellen, stützen, laden und kostenlos ein Diagramm erhalten. Um Zugang zu einer detaillierten Berechnung zu erhalten, verlangen die Autoren des Programms eine symbolische Zahlung. Es ist erwähnenswert, dass der Onlinedienst schön gestaltet und mit einer übersichtlichen Benutzeroberfläche ausgestattet ist.

5. Kostenloses Desktop-Programm „Farm“

Kleines Programm Bauernhof ermöglicht die Berechnung eines ebenen, statisch bestimmten Fachwerks und das Speichern der Ergebnisse. Zunächst müssen Sie die geometrischen Parameter des Fachwerks festlegen (Abmessungen der Stäbe, Höhen, Position der Streben, Lasten).

Die Berechnung erfolgt nach der Knotenschnittmethode. Es werden die Kräfte in den Fachwerkstäben sowie die Reaktionen der Stützen ermittelt. Die maximale Anzahl der Fachwerkplatten beträgt 16, die Anzahl der Lasten beträgt maximal 20. Mit dem Softwarepaket können auch statisch unbestimmte Fachwerke berechnet werden.

Ministerium für Wissenschaft und Bildung der Russischen Föderation, Bundesagentur für Bildung, staatliche Bildungseinrichtung

höher Berufsausbildung„Staatliche Bauuniversität Rostow“

BERECHNUNG VON FLACHTRAVERSEN

Richtlinien und Prüfungsaufgaben für Fernstudenten

Rostow am Don

Berechnung flacher Fachwerke: Richtlinien und Tests für Fernstudenten. - Rostow am Don: Rost. Zustand baut. Univ., 2006 – 23 S.

Konzipiert für Fernstudenten aller Fachrichtungen. Sind gegeben verschiedene Methoden Berechnungen flacher Fachwerke und Lösungen typischer Beispiele werden analysiert.

Zusammengestellt von: T.V. Vilenskaya S.S. Savchenkova

Rezensent: npof. I. F. Khrdzhiyants

Herausgeber N.E. Gladkikh Templan 2006, Pos. 171

Unterzeichnet zur Veröffentlichung am 24.05.06. Format 60x84/16. Schreibpapier. Risograph. Akademische Hrsg. l.. 1.4. Auflage 100 Exemplare. Bestellen Sie das Redaktions- und Verlagszentrum der RGSU

344022, Rostov n/D, st. Sozialistisch, 162

© Staatliche Universität für Bauingenieurwesen Rostow, 2006

EINFÜHRUNG

Beim Bau von Brücken, Kränen und anderen Bauwerken werden Fachwerkkonstruktionen verwendet.

Ein Fachwerk ist eine Struktur, die aus Stäben besteht, die an den Enden durch Scharniere miteinander verbunden sind und ein geometrisch unveränderliches System bilden.

Die gelenkigen Verbindungen der Halsstäbe werden Knoten genannt. Liegen die Achsen aller Stäbe eines Fachwerks in derselben Ebene, so heißt das Fachwerk flach.

Wir betrachten nur flache Fachwerke. Wir gehen davon aus, dass folgende Bedingungen erfüllt sind:

1) alle Halsstäbe sind gerade;

2) es gibt keine Reibung in den Scharnieren;

3) alle angegebenen Kräfte wirken nur an den Fachwerkknoten;

4) Das Gewicht der Stäbe kann vernachlässigt werden.

In diesem Fall wirken auf jeden Halsstab nur zwei Kräfte ein, die zu einer Dehnung oder Stauchung führen.

Das Fachwerk soll „m“ Stäbe und „n“ Knoten haben. Finden wir die Beziehung zwischen m und n, um die Steifigkeit der Struktur sicherzustellen (Abb. 1).

Um die ersten drei Knoten zu verbinden, werden drei Stäbe benötigt; um jeden der verbleibenden (n-3) Knoten starr zu verbinden, werden also 2 Stäbe benötigt

oder m = 2n-3. (1)

Wenn m< 2n - 3, то конструкция не будет геометрически неизменяемой, если m >2n - 3, das Fachwerk wird eine „zusätzliche“ Stange haben.

Gleichheit (1) wird als Steifigkeitsbedingung bezeichnet.

Der Bauernhof in Abb. 1, ist eine starre Struktur

Reis. 1 Bei der Berechnung eines Fachwerks kommt es darauf an, die Auflagerreaktionen und -kräfte zu bestimmen

Stäbe, also die Kräfte, die von den Knoten auf die angrenzenden Stäbe wirken.

Lassen Sie uns herausfinden, bei welchem ​​Verhältnis zwischen der Anzahl der Stäbe und Knoten das Fachwerk statisch bestimmt ist. Wenn alle unbekannten Kräfte aus den Gleichgewichtsgleichungen bestimmt werden können, das heißt, die Anzahl der unabhängigen Gleichungen ist gleich der Anzahl der Unbekannten, dann ist die Struktur statisch bestimmt.

Da auf jeden Fachwerkknoten ein ebenes System konvergierender Kräfte einwirkt, ist es immer möglich, 2n Gleichgewichtsgleichungen aufzustellen. Die Gesamtzahl der Unbekannten beträgt m + 3 (wobei m die Kraft in den Stäben ist und 3 Unterstützungsreaktionen).

Bedingung für die statische Definierbarkeit des Fachwerks m + 3 = 2n

oder m = 2n - 3 (2)

Wenn wir (2) mit (1) vergleichen, sehen wir, dass die Bedingung der statischen Definierbarkeit mit der Bedingung der Steifigkeit zusammenfällt. Daher ist ein starres Fachwerk ohne zusätzliche Stäbe statisch maßgebend.

BESTIMMUNG VON UNTERSTÜTZUNGSREAKTIONEN

Zur Ermittlung der Auflagerreaktionen betrachten wir das Gleichgewicht des gesamten Fachwerks als Ganzes unter Einwirkung eines beliebigen ebenen Kräftesystems. Wir stellen drei Gleichgewichtsgleichungen auf. Nachdem die Unterstützungsreaktionen gefunden wurden, ist eine Überprüfung erforderlich.

BESTIMMUNG DER KRÄFTE IN DEN STÄBEN DES FACHWERKS Die Kräfte in den Stoppeln des Hofes können auf zwei Arten bestimmt werden: Die Methode

Knotenausschneiden und die Schnittmethode (Ritter-Methode).

Die Knotenschneidemethode ist wie folgt:

Das Gleichgewicht aller Fachwerkknoten unter dem Einfluss äußerer Kräfte und Reaktionen geschnittener Stäbe wird nacheinander betrachtet. Auf jeden Knoten wirkt ein ebenes System konvergierender Kräfte, für das zwei Gleichgewichtsgleichungen aufgestellt werden können. Es empfiehlt sich, mit der Berechnung an dem Knotenpunkt zu beginnen, an dem sich die beiden Stäbe treffen. In diesem Fall sind eine Gleichgewichtsgleichung des vorletzten Knotens und zwei Gleichungen des letzten Knotens Verifizierungsgleichungen.

Die Ritter-Methode lautet wie folgt:

Das Fachwerk, auf das äußere Kräfte einwirken, einschließlich der Reaktionen der Stützen, wird nach Möglichkeit entlang von drei Stäben in zwei Teile geschnitten. Die Anzahl der geschnittenen Stäbe muss die zu ermittelnden Kräfte berücksichtigen.

Einer der Fachwerkteile wird entsorgt. Die Wirkung des verworfenen Teils auf den verbleibenden Teil wird durch unbekannte Reaktionen ersetzt.

Das Gleichgewicht des verbleibenden Teils wird berücksichtigt. Gleichgewichtsgleichungen werden so konstruiert, dass jede von ihnen nur eine Unbekannte enthält. Dies wird durch eine besondere Wahl der Gleichungen erreicht: Bei der Aufstellung der Momentengleichung wird der Momentenpunkt ausgewählt, an dem sich die Wirkungslinien zweier unbekannter Kräfte schneiden, die in dieser Moment sind nicht bestimmt. Beim Zusammenstellen der Projektionsgleichung wird die Projektionsachse senkrecht zu gewählt

zwei parallele Bemühungen.

Bei der Aufstellung von Gleichgewichtsgleichungen mit beiden Methoden wird davon ausgegangen, dass alle Stäbe unter Spannung stehen. Ist das Ergebnis ein Minuszeichen, wird der Stab gestaucht.

Typisches Beispiel: Bestimmen Sie die Auflagerreaktionen und Kräfte in den Fachwerkstäben, wenn F=20 kH, P=20 kH, α=60°, Q=30 kN. (Abb. 2, 3).

Wir ermitteln die Stützreaktionen, indem wir das Gleichgewicht des Gesamtsystems betrachten (Abb. 3).

∑ X = 0:Х А –F · сos α + Q = 0;

∑ Н = 0:Y À + YВ – Р – F · sin α = 0;

∑ M A = 0:-Q · a – Р · 2а – F · sin α · 3а + F · cos α · a + YВ · 4а = 0.

Wenn wir diese Gleichungen lösen, finden wir:

XA = -20 kH; YA = 9,33 kH; YВ = 28 kH.

Lassen Sie uns die Richtigkeit der erhaltenen Ergebnisse überprüfen. Dazu berechnen wir die Summe der Kraftmomente um Punkt C.

∑ MC = ХА · a – YA · a – Р · a – F · sin α · 2а + YВ · 3а = = (-20 – 9,33 – 20 - 20·1,73 + 28 · 3) a = 0.

Kommen wir nun zur Bestimmung der Kräfte in den Halsstäben.

Knotenschneidemethode.

Wir beginnen die Berechnung am Knoten A, wo sich zwei Stäbe treffen.

Der Knoten, dessen Gleichgewicht betrachtet wird, sollte gezeichnet werden (Abb. 4). Da wir davon ausgehen, dass alle Stäbe gestreckt sind, steuern wir die Reaktionen der Stäbe vom Knoten aus (S 1 und S 5 ). Dann die Kräfte in den Stäben (Reaktionen).

Für Knoten A stellen wir zwei Gleichgewichtsgleichungen auf:

∑ X = 0: + X A + S5 + S1 · cos 45° = 0;

∑ Y = 0:Y A + S1 cos 45° = 0.

Wir erhalten: S 1 13,2 kH ;

S 5 29,32 kH.

∑ X = 0:Q + S 2 + S6 · cos 45° - S1 · cos 45°= 0;

∑ Y = 0:- S 1 · cos 45° - S6 · cos 45° = 0.

Beim Ersetzen des Wertes von S1 berücksichtigen wir, dass die Kraft negativ ist.

Wir erhalten: S 6 13,2 kH ;

S 2 48,7kH.

Die übrigen Knoten werden analog berechnet (Abb. 6,7).

∑ X = 0:- S 2 – S7 · cos 45° - S3 · cos 45° - F · cos α= 0;

∑ Y = 0:- S 7 · cos 45° - S3 · cos 45° - F · sin α = 0.

Daher: S 3 39,6 kH;

S 7 15,13 kH.

∑ X = 0:- S 4 – S3 cos 45° = 0;

Die zweite Verifizierungsgleichung:

∑ Y = +Y B + S3 cos 45° = 28-39,6 0,71 =0. S4 = 28,0kH.

Betrachten Sie zur Überprüfung das Gleichgewicht von Knoten E. (Abb. 8)

∑ Х = - S 5 + S4 – S6 · cos 45° + S7 · cos 45° = 0;

∑ Y = S 6 cos 45° + S7 cos 45° - P = 0.

Da die Gleichungen zu Identitäten wurden, wurde die Berechnung korrekt durchgeführt.

Abschnittsmethode (Ritter-Methode).

Die Ritter-Methode ist praktisch zu verwenden, wenn Sie die Kräfte nicht in allen Stäben bestimmen müssen, und als Testmethode, da Sie damit jede Kraft unabhängig von den anderen bestimmen können.

Bestimmen wir die Kräfte in den Stäben 2, 6, 5. Wir schneiden das Fachwerk entlang der Stäbe 2, 6, 5 in zwei Teile. Wir verwerfen den rechten Teil und betrachten das Gleichgewicht des linken

Um die Kraft S5 zu bestimmen, erstellen wir eine Momentengleichung um den Punkt, an dem sich die Kräfte S2 und S6 schneiden (Punkt C).

∑ MC = 0: ХА · a – YA · a + S5 · a = 0;. S5 = 29,32 kH.

Um die Kraft S2 zu bestimmen, erstellen wir eine Momentengleichung um den Punkt E:

∑ ME = 0:- Q · a – S2 · a – YA · 2а =0; S2 = 48,64 kH.

Um die Kraft S6 zu bestimmen, sollte eine Gleichung von Projektionen auf der Y-Achse aufgestellt werden:

∑ Y = 0:-S6 cos 45° + YA = 0; S6 = 13,2kH.

Die Ergebnisse sind in die Tabelle einzutragen. 1.

Kräfte in Halsstäben, kN

Stabnummer, Methode
	Schneiden
Ritter-Methode

BERECHNUNG EINES FACHWERKS NACH DEM PRINZIP MÖGLICHER BEWEGUNGEN

Das Prinzip der möglichen Verschiebungen ist das Grundprinzip der analytischen Mechanik. Es bietet die allgemeinsten Methoden zur Lösung statischer Probleme und ermöglicht es Ihnen, jede unbekannte Kraft unabhängig von allen anderen zu bestimmen und eine Gleichgewichtsgleichung für sie zu erstellen.

Das Prinzip möglicher Bewegungen (Lagrange-Ostrogradsky-Theorem):

Für das Gleichgewicht Mechanisches System Vorbehaltlich idealer, geometrischer und stationärer Zusammenhänge ist es notwendig und ausreichend, dass die Summe der Arbeit der auf das System wirkenden Kräfte bei jeder möglichen Bewegung des Systems gleich Null ist:

A k (a ) 0 . k 1

Festnetzkommunikation- Verbindungen, die eindeutig zeitunabhängig sind.

Ideale Verbindungen sind Verbindungen, deren Summe der Reaktionsarbeit auf jede mögliche Bewegung des Systems gleich Null ist.

Geometrische Verbindungen- Verbindungen, die nur die Koordinaten der Punkte im System einschränken.

Aktive Kräfte sind Kräfte, die auf ein System wirken, mit Ausnahme von Kopplungsreaktionen.

Mögliche Systembewegungen

Mögliche Bewegungen eines mechanischen Systems sind verschwindend kleine Bewegungen des Systems, die durch die ihm auferlegten Beschränkungen zugelassen werden.

Die Größen möglicher Bewegungen werden durch Symbole angezeigt, zum Beispiel - δ S, δφ, δХ.

Lassen Sie uns Beispiele für mögliche Bewegungen von Systemen geben (wir beschränken uns auf die Betrachtung flacher Systeme):

1. Der Körper ist mit einem festen Scharnier befestigt, sodass sich der Körper um eine Achse drehen kann, die senkrecht durch den Punkt O verläuft

Zeichenebene (Abb. 10).

Eine mögliche Bewegung des Körpers ist eine Drehung um seine Achse um einen Winkel δφ.

2. Der Körper wird mit zwei beweglichen Gelenken fixiert

Diese Verbindungen ermöglichen eine translatorische Bewegung des Körpers parallel zu den Rollenebenen.

Mögliche Bewegung des Körpers - δХ.

3. Der Körper ist außerdem durch zwei bewegliche Scharniere gesichert (die Ebenen der Rollen sind nicht parallel).

Durch diese Verbindungen ist eine Bewegung des Flachkörpers ausschließlich in der Zeichenebene möglich. Die mögliche Bewegung dieses Körpers wird eine planparallele Bewegung sein. Und die planparallele Bewegung eines Körpers kann im Moment als Rotationsbewegung um eine durch ihn verlaufende Achse betrachtet werden

Momentane Körpergeschwindigkeitsmitte (m.c.s.) senkrecht zur Zeichenebene

Daher, um die mögliche Bewegung zu sehen gegebener Körper, müssen Sie wissen, wo sich das M.C.S. befindet. dieser Körper. Um einen m.c.s. zu konstruieren, müssen Sie die Richtungen der Geschwindigkeiten von zwei Punkten des Körpers kennen, Senkrechte zu den Geschwindigkeiten an diesen Punkten zeichnen, der Schnittpunkt der Senkrechten ist der m.c.s. Körper. Im Beispiel kennen wir die Richtungen der Geschwindigkeiten der Punkte A und B (sie verlaufen parallel zu den Ebenen der Rollen). Dies bedeutet, dass die mögliche Bewegung dieses Körpers eine Drehung um einen Winkel δφ um eine Achse ist, die durch den Punkt A senkrecht zur Zeichenebene verläuft.

FAZIT: Da im Folgenden nur flache Systeme betrachtet werden, ist es zum Erkennen der möglichen Verschiebung eines Systems aus flachen Festkörpern notwendig, für jeden Festkörper zu sehen bzw. zu konstruieren

Es kommt zu einer Rotation um seinen M.C.S., oder der Körper bewegt sich translatorisch, wenn der M.C.S. abwesend. Mögliche Bewegungen des Systems werden nur durch die dem System auferlegten Randbedingungen bestimmt und hängen nicht von den auf das System wirkenden Kräften ab. Bei geometrischen und stationären Verbindungen stimmen die Richtungen möglicher Bewegungen von Punkten im System mit den Richtungen der Geschwindigkeiten dieser Punkte bei realer Bewegung überein.

Kraftarbeit bei möglicher Verschiebung

Bei den betrachteten Problemen haben Festkörper die Fähigkeit, sich entweder translatorisch zu bewegen oder um eine Achse senkrecht zur Zeichenebene zu drehen. Schreiben wir Formeln, um sie zu finden mögliche Arbeit Kräfte bei solchen Körperbewegungen.

1. Der Körper bewegt sich vorwärts.

Dann bewegt sich jeder Punkt des Körpers um r. Folglich verschiebt sich der Angriffspunkt der Kraft F um r. Dann A F r .

Sonderfälle:

Eine 0.

2. Der Körper dreht sich um eine Achse.

Die Kraftarbeit F ist die elementare Kraftarbeit, die auf einen rotierenden Körper ausgeübt wird. Der Körper dreht sich um einen Winkel δφ.

δА = Мz(F) δφ,

wobei Mz (F) das Kraftmoment F relativ zur Rotationsachse des Körpers ist (in unseren Problemen steht die z-Achse senkrecht zur Zeichenebene und die Ermittlung von Mz (F) reduziert sich auf die Ermittlung des Kraftmoments F relativ zum Schnittpunkt der Achse mit der Ebene).

δA > 0, wenn die Kraft ein in Drehrichtung des Körpers gerichtetes Moment erzeugt;.

δA< 0 , если сила создаёт момент, направленный в сторону, противоположную вращению тела.