Technische Mechanik Schnittgrößen Rahmen

guten tag zusammen.

ich habe ein problem bei der berechnung der schnittgrößen bei einem statisch unbestimmten rahmen:
http://img178.imageshack.us/img178/3549/problemsp.jpg
ich muss von allen balken die schnittgrößen berechnen.
ich weiß, dass ich durch superposition den balken statisch bestimmt machen kann und danach die absenkung und die neigung superponieren kann.
leider weiß ich in diesem fall nicht, wie ich das machen soll. meine idee wäre, im punkt c ein gelenk einzufügen und das system somit statisch bestimmt zu machen.

im übrigen handelt es sich um balken, da es ein 3 dimensionales problem ist…

ich hoffe, dass mir hier geholfen werden kann,

mfg

moonwalker

Hallo,

ich habe ein problem bei der berechnung der schnittgrößen bei
einem statisch unbestimmten rahmen:
http://img178.imageshack.us/img178/3549/problemsp.jpg

leider weiß ich in diesem fall nicht, wie ich das machen soll.
meine idee wäre, im punkt c ein gelenk einzufügen und das
system somit statisch bestimmt zu machen.

dadurch ist das System noch nicht statisch bestimmt.
Wenn ich davon ausgehe, daß A und B gleichwertige gelenkige Auflager
und alle anderen Knoten biegesteif sind dann ist das System 4 fach
statisch unbestimmt - unter der Vorausetzung, daß bei der Berechnung
die Längenveränderung der Stäbe aus Normalkraft berücksichtigt wird.
Statisch bestimmt wird das System erst, wenn Du den vertikalen
Riegel an einer Verbindungsstelle Stelle völlig frei gibst oder in
der Mitte (oder sonst wo) durchtrennst.(3 Freiheitsgrade)
Wird die Längenveränderung der Stäbe nicht berücksichtigt (was in der
Praxis häufig erfolgt da die Schnittkräfte dadurch nur minimal
beeinflußt werden) so hast Du aus der Kraft F1 keine Kräfte im Stab L3
und Du kannst die Stabkräfte (hier !) so ermitteln, als hättest Du ein
statisch bestimmtes Stabsystem A-B-C.
Voraussetzung ist dabei - wie nach der Skizze zu vermuten ist -
daß A-C und B-C gerade Stäbe sind.

im übrigen handelt es sich um balken, da es ein 3
dimensionales problem ist…

Das „3-dimensional“ verstehe ich aus der Skizze nicht !
Gruß VIKTOR

erstmal danke für die antwort.
das 3 dimensionale ist so gemeint, dass noch Kräfte senkrecht zur Zeichenebene angreifen, und ich das system deshalb nicht als stabsystem auffassen kann.

aber wie kommen sie auf 4fach statisch unbestimmt? mit 2 zweiwertigen lagern bleibt doch nur eine überzählige lagerkraft?
die horizontalkomponente der lager a und b ist jeweils F/2. Es bleiben die beiden vertikalkomponenten, an deren berechnung ich mir seit tagen den kopf zerbreche.
wäre es eine lösung, einem lager eine vertikale translation zuzugestehen, in diesem punkt die absenkung zu berechnen und danach durch superposition die fehlende lagerkraft?

Hallo,

erstmal danke für die antwort.
das 3 dimensionale ist so gemeint, dass noch Kräfte senkrecht
zur Zeichenebene angreifen, und ich das system deshalb nicht
als stabsystem auffassen kann.

als was soll es dann aufgefaßt werden ?
Wie das System dargestellt ist können keine Kräfte senkrecht
zur Zeichenebene aufgenommen werden. Oder - wie sieht die
Ansicht senkrecht zur Zeichenebene aus ?
Doch lassen wir dies mal - nehmen wir nur diese dargestellte Ebene.

aber wie kommen sie auf 4fach statisch unbestimmt? mit 2
zweiwertigen lagern bleibt doch nur eine überzählige
lagerkraft?

Wenn die Stabkräfte die Lägen der Stäbe verändern, die „Geometrie“
also in Richtung der Kraft gestreckt wird, entstehen zusätzliche
Biegemomente und Querkräfte in den Stäben.(hier 4 fach unbestimmt)
Doch diese Betrachtung war offensichtlich nicht vorgesehen.
Dann ist der Stab L3 hier als nicht vorhanden anzusehen, wenn
die Stäbe dort keinen „Knick“ haben.
Gelenk oder nicht Gelenk in C ist egal.

die horizontalkomponente der lager a und b ist jeweils F/2. Es
bleiben die beiden vertikalkomponenten, an deren berechnung
ich mir seit tagen den kopf zerbreche.

Wenn Dir die Horizontalkräfte der Auflager bekannt sind und auch die
Geometrie des Systems ,dann ergibt sich durch einfache Kraftzerlegung
im Kräftedreieck die Vertikalkomponente und die Stabkraft der Stäbe.
Berechnen kann man dies so (bei Symmetrie):
Der halbe Winkel in C ist phi=arcsin(AB/2/AC)
Die Vertikalkräfte an den Auflagern
vA=-vB=F1*tan(phi)/2
Die Stabkräfte N=+F1/cos(phi)/2 (+ steht für Zugkraft)

wäre es eine lösung, einem lager eine vertikale translation
zuzugestehen, in diesem punkt die absenkung zu berechnen und
danach durch superposition die fehlende lagerkraft?

Dies verstehe ich nicht.
Auflager senken sich (hier)nicht ab.
Eine (nicht bös gemeinte) Frage:
Verstehst Du überhaupt etwas von von Kräftezerlegung in Komponenten ?
Oder habe ich nicht die vollständige Information über Dein
statisches System ?
Gruß VIKTOR

Anmerkung:
Stat.unbestimmte Systeme (Du hast diesen Begriff hier eingebracht)
können nur unter Berücksichtigung der Verformung der einzelnen
Bauteile berechnet werden.
Dazu sind Querschnittswerte und Stoffkennzahlen(Elastizitätsmodule)
der Bauteile erforderlich.

Hallo,

erstmal danke für die antwort.
das 3 dimensionale ist so gemeint, dass noch Kräfte senkrecht
zur Zeichenebene angreifen, und ich das system deshalb nicht
als stabsystem auffassen kann.

als was soll es dann aufgefaßt werden ?
Wie das System dargestellt ist können keine Kräfte senkrecht
zur Zeichenebene aufgenommen werden. Oder - wie sieht die
Ansicht senkrecht zur Zeichenebene aus ?
Doch lassen wir dies mal - nehmen wir nur diese dargestellte
Ebene.

Der Balken L1 ist gekröpft, d.h. die äußere Kraft greift nicht in der Ebene der gezeichneten Lager an, sondern durch die Kröpfung darüber. Es entsteht also ein Biegemoment und eine Querkraft, deshalb muss ich es als Balken auffassen.

die horizontalkomponente der lager a und b ist jeweils F/2. Es
bleiben die beiden vertikalkomponenten, an deren berechnung
ich mir seit tagen den kopf zerbreche.

Wenn Dir die Horizontalkräfte der Auflager bekannt sind und
auch die
Geometrie des Systems ,dann ergibt sich durch einfache
Kraftzerlegung
im Kräftedreieck die Vertikalkomponente und die Stabkraft der
Stäbe.
Berechnen kann man dies so (bei Symmetrie):
Der halbe Winkel in C ist phi=arcsin(AB/2/AC)
Die Vertikalkräfte an den Auflagern
vA=-vB=F1*tan(phi)/2
Die Stabkräfte N=+F1/cos(phi)/2 (+ steht für Zugkraft)

das bekomme ich auch raus. Aus dem Gleichgewicht in horizontaler Richtung und dem Momentengleichgewicht folgt, dass die beiden horizontalen Lagerkräfte jeweils die Hälfte der äußeren Kraft sind.

wäre es eine lösung, einem lager eine vertikale translation
zuzugestehen, in diesem punkt die absenkung zu berechnen und
danach durch superposition die fehlende lagerkraft?

Dies verstehe ich nicht.
Auflager senken sich (hier)nicht ab.

Ich meine damit, das System in 2 Lastfälle zu zerlegen. Im ersten Lastfall würde ich einem Auflager eine vertikale Translation zugestehen, um das System statisch bestimmt zu machen, im zweiten Lastfall den Freiheitsgrad durch eine äußere Kraft wieder ausgleichen.
Die Absenkungen in beiden Lastfällen würde ich dann als Kompatibilitätsbedingung zu Null setzen.

Eine (nicht bös gemeinte) Frage:
Verstehst Du überhaupt etwas von von Kräftezerlegung in
Komponenten ?

Wenn Du damit Trigonometriekenntnisse meinst, dann schon.

Anmerkung:
Stat.unbestimmte Systeme (Du hast diesen Begriff hier
eingebracht)
können nur unter Berücksichtigung der Verformung der einzelnen
Bauteile berechnet werden.
Dazu sind Querschnittswerte und
Stoffkennzahlen(Elastizitätsmodule)
der Bauteile erforderlich.

Das meinte ich oben mit der Zerlegung in 2 Lastfälle. Die Absenkung würde ich über die Biegedgl berechnen, wo genau diese Werte enthalten sind.

Soweit so kurz, ich melde mich heute Nachmittag nochmal, da ich momentan ein wenig im stress bin.

Danke für die Hilfe

Gruß

Moonwalker

Hallo,

Der Balken L1 ist gekröpft, d.h. die äußere Kraft greift nicht
in der Ebene der gezeichneten Lager an, sondern durch die
Kröpfung darüber.

dies verstehe ich auch nicht.Wie sieht das Lager aus ?
Wo ist die Kröpfung ?
Du kannst es offensichtlich nicht rüberbringen oder zeichnerisch darstellen.

Es entsteht also ein Biegemoment und eine
Querkraft, deshalb muss ich es als Balken auffassen.

Ich welcher Ebene entsteht ein Biegemoment ?

Wenn Dir die Horizontalkräfte der Auflager bekannt sind und
auch die
Geometrie des Systems ,dann ergibt sich durch einfache
Kraftzerlegung
im Kräftedreieck die Vertikalkomponente und die Stabkraft der
Stäbe.
Berechnen kann man dies so (bei Symmetrie):
Der halbe Winkel in C ist phi=arcsin(AB/2/AC)
Die Vertikalkräfte an den Auflagern
vA=-vB=F1*tan(phi)/2
Die Stabkräfte N=+F1/cos(phi)/2 (+ steht für Zugkraft)

das bekomme ich auch raus.

Was bekommst Du auch raus ?
Die vertikalen Auflagerkräfte ?
Die Stabkräfte ?

Aus dem Gleichgewicht in
horizontaler Richtung und dem Momentengleichgewicht folgt,
dass die beiden horizontalen Lagerkräfte jeweils die Hälfte
der äußeren Kraft sind.

Ja, aus Gründen der Symmetrie.
Das hattest Du schon. Meine Formeln hast Du nicht verstanden.
Das zeigt dies.

Auflager senken sich (hier)nicht ab.

Ich meine damit, das System in 2 Lastfälle zu zerlegen.

Du braucht keine zwei Lastfälle - die gibt es hier nicht.
Es liegt hier eine einfache Kräftezerlegung (in versch. Richtungen)
an, und nicht mehr. (entsprechend dem bisher bekannten stat.System)
Nochmals - die Dir bekannten horizontalen Auflagerkräfte einfach in
eine vertikale Komponente und eine in Stabachse gerichtete „zerlegen“.
Kannst Du so was ? Wenn nicht dann vergiß es.

Im
ersten Lastfall würde ich einem Auflager eine vertikale
Translation zugestehen, um das System statisch bestimmt zu
machen

Da wird nichts statisch bestimmt.

Eine (nicht bös gemeinte) Frage:
Verstehst Du überhaupt etwas von von Kräftezerlegung in
Komponenten ?

Wenn Du damit Trigonometriekenntnisse meinst, dann schon.

Aber wohl keine Kräfteermittlung in Stabsystemen ?

Anmerkung:
Stat.unbestimmte Systeme (Du hast diesen Begriff hier
eingebracht)
können nur unter Berücksichtigung der Verformung der einzelnen
Bauteile berechnet werden.
Dazu sind Querschnittswerte und
Stoffkennzahlen(Elastizitätsmodule)
der Bauteile erforderlich.

Das meinte ich oben mit der Zerlegung in 2 Lastfälle. Die
Absenkung würde ich über die Biegedgl berechnen, wo genau
diese Werte enthalten sind.

Also hier wird nichts klar.
Entweder hast Du das stat.Stabsystem nicht vollständig dargestellt
oder Du verstehst wirklich nichts.
Es ist nicht möglich Dir hier qualifiziert zu antworten, wenn Du mit
Informationen über das System zurückhältst.Und Du verleitest mich dazu
Dir völlige Unkenntnis (vielleicht zu Unrecht)zuzuweisen.
Wenn Das System so ist (in der dargestellten Ebene)wie es in Deiner
Skizze gezeichnet ist dann sind meine Lösungsangaben explizit und
vollständig.(ohne Berücksichtigung der geometrischen Verformung aus
den Stabkräften)
Ist das System ein biegesteifer Rahmen (einschl. des Vertikalstabes)
und doch so nachgiebig, daß die Verformungen aus Stabkräften nicht
vernachlässigt werden können zur Ermittlung der Schnittkräfte,dann
ist es hier 4 fach stat.unbestimmt und wahrscheinlich von Dir so oder
so nicht beherrschbar.(ergibt 4 Gleichungen mit 4 Unbekannten)
Gruß VIKTOR