Hallo Forum,
wer kann mir sagen wie ich ein feuerverzingtes Stahlrohr dimensionieren muss, wenn ich es mit 300kg mittig belasten möchte. Die Länge des rohres ist 4m und es ist auf beiden Seiten hängend gelagert.
Was ist also als Ergeniss benötige ist der Außendurchmesser und die Wandstärke.
Danke, Christian
Hallo staubi,
was darf denn mit dem Rohr ( nicht ) passieren?
Ist die Durchbiegung zu begrenzen?
Unter Umständen muss man sogar die Beulsteifigkeit nachweisen ( oder aus Erfahrungswerten ableiten ). Dafür bräuchte man wiederum die Form und Größe der Auflagefläche der Last - aber auch der Lager.
Ist die Aufgabe mehr praxisorientiert oder akademisch zu lösen?
… Es fehlen noch einige Angaben, damit man Dir hier gezielt helfen kann.
Freundliche Grüße
Thomas
Hallo Thomas,
Das Rohr darf sich biegen, aber nicht dauerhaft verformen.
Um nicht lange erklärungen schreiben zu müssen ist hier ein Link . Wir planen ein neues Element. Es soll eine Rolle s…
Hi…
Um nicht lange erklärungen schreiben zu müssen ist hier ein
Link .
Zum Stabilitätsproblem kann ich leider nichts handfestes sagen, aber:
In Deiner ersten Frage sprichst Du von feuerverzinktem Stahl. Hast Du eine Ahnung, wie schnell das in einem Schwimmbad rosten wird? Du brauchst Edelstahl, und wenn es längere Zeit halten soll, reicht kein 1.4301 (vulgo V2A), sondern mindestens 1.4401, besser 1.4539
genumi
Hallo staubi
die Auslegung des Rohrs kann wie folgt ermittelt werden.
Bei Tragwerksberechnungen gibt es die Forderung für Biegebalken, dass die max Durchbiegung
f max = L/300 = 4000/300=13,3 mm sein darf.
L=Lagerabstand mm
Da deine Konstruktion kein Tragwerk im eigentlichen Sinne ist, würde ich hier den doppelten Wert zulassen ca. 26 mm.
Durchbiegung für einen Biegebalken auf Stützen mit mittiger Last:
f=F*L^3/(48*E*I)
F = Belastung 3000 N
E = E-Modul für Stahl 210000 N/mm²
I = Trägheitsmoment mm^4
Erforderliches I bei 26 mm Durchbiegung
J=3000*4000^3/(48*210000*26)=732600 mm^4
ergibt für einen Rundstab ein Durchmesser von
D=(I*64/Pi)^0,25=62 mm
Bei gegebenem I und einem angenommenem Außendurchmesser von 80 mm
errechnet sich der Innendurchmesser
d=(D^4-I*64/Pi)^0,25=71,4 mm
Spannungsberechnung für o. g. Durchbiegung.
Sig b = M/W
M = Biegemoment Nmm
W = Widerstandsmoment mm³
M=F*L/4=3000*4000/4=3000000 Nmm
W=Pi*(D^4-d^4)/(32*D)=18372 mm³
Sig b = 3000000/18372=163 N/mm²
Bei einem Sicherheitsfaktor von 1,5 N/mm² brauchst du einen Werkstoff der eine Streckgrenze von min. 245 N/mm² hat.
Weitere Variationen für andere Durchmesser oder Wandstärken kannst du jetzt selber bestimmen.
Gruß notna
Hi Christian,
hast Du auch die Stoßfaktoren berücksichtigt? Hast Du auch berücksichtigt, daß es für Tragwerke für den Einsatz bei Menschen spezielle Sicherheitsfaktoren gibt?
Den Einsatz in einem Schwimmbad konnte ich aus Deiner Anfrage nicht sehen, nur in einem Antwortposting.
So es sein soll, gibt es spezielle korrosionsbeständige Werkstoffe für diesen Einsatz. Sie sollten unempfindlich gegen Spannungsrißkorrosion etc. sein.
Du solltest dich dahingehend mit Herstellern von Schwimmbadequipment in Verbindung setzen oder den Stahlschlüssel bemühen.
Den Festigkeitsnachweis hast Du schon ausgeführt bekommen.
Gruß Kapok
Hallo notna11,
danke für deine Berechnung. Genau so hatte ich mir das vorgestellt.
Der einfachkeit halber habe ich Mal alles in eine Excel Tabelle übertragen um mir bei Änderungen von den Werten das rechnnen zu vereinfachen.
http://dl.dropbox.com/u/2281139/Punktuelle%20Rohrbel…
Der Unterschied zwischen dem Außendurchmesser und Innendurchmesser kann ich nicht wirklich nach voll ziehen.
Ich denke auch, dass du hier „I“ und „J“ etwas durcheinandergewürfelt hast, oder?
I = Trägheitsmoment mm^4
Erforderliches I bei 26 mm Durchbiegung
J=3000*4000^3/(48*210000*26)=732600 mm^4
ergibt für einen Rundstab ein Durchmesser von
D=(I*64/Pi)^0,25=62 mm
Ich komme auf deinen Wer von D wenn ich hier
D=(I*64/Pi)^0,25=62 mm
D=(J*64/Pi)^0,25 rechne.
Danke noch Mal für deine Hilfe.
Christian
PS: Verstehen tue ich das ganze noch nicht, ich habe hier immer nur „copy-n-past“ gemacht und mit etwas probieren die entsprechenden Werte dann Nachvollziehen können.
Hallo staubi
du hast recht mit dem J und l habe ich etwas durcheinander gewürfelt.
Damit du das verstehst mit dem Innendurchmesser habe ich dir das in diesem Link etwas ausführlicher dargestellt.
http://www.bilder-hochladen.net/files/h6ro-2.pdf
Zum Verständnis noch die 4. Wurzel entspricht dem gleichen Wert wie ^0,25.
Hoffe dass es jetzt verständlicher ist.
Gruß notna
Hallo,
entschuldige bitte die späte Antwort. Es kam so einiges wichtige dazwischen.
Super gut deine Ausführungen. So habe selbst ich das verstanden 
Danke!! Damit kann ich weiter arbeiten.
Gruss, Chris