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SkyCiv Structural 3D

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Fachwerk-Handberechnungen

Fachwerkberechnungen über die Verbindungsmethode finden Sie im Ergebnisbereich.

Reaktionskräfte werden zunächst durch Analyse des Freikörperdiagramms versucht (FBD) der Gesamtstruktur. Gelenke (aka Knoten) werden dann über FBS analysiert, um etwaige Axialkräfte zu bestimmen (oder zuvor ungelöste Reaktionskräfte). Dieser Vorgang setzt sich über die Gelenke fort, bis alle Axialkräfte gelöst sind. Die folgenden Annahmen werden getroffen:

  • Alle Mitglieder sind durch Stifte verbunden. Dies impliziert, dass die Mitgliederfixitäten sind “FFFFRR” oder “FFFFFR”
  • Alle Elemente sind zwei Kraftelemente und tragen daher nur axiale Lasten. Dies bedeutet, dass nur Punktlasten zulässig sind, die auf die Knoten angewendet werden.

Wenn eine der oben genannten Bedingungen nicht erfüllt ist, dann ist die “Handberechnung” Schaltfläche wird nicht angezeigt

Zusätzlich, Es sollte erwähnt werden, dass:

  • Statisch unbestimmte Mitglieder können von der nicht vollständig gelöst werden “Methode der Gelenke” jedoch, Bei den Handberechnungen werden weiterhin möglichst viele Lösungen für Reaktionen und Axialkräfte versucht.
  • Es wird angenommen, dass alle Axialkräfte unter Spannung stehen. Dies bedeutet, dass alle positiven Ergebnisse die Spannung bestätigen, Negative Ergebnisse bestimmen die Komprimierung, und Null Ergebnisse bestimmen 0 Mitglieder erzwingen.
  • In manchen Fällen, das “Methode der Gelenke” kann keine Lösung anbieten, und dies ist eine Einschränkung der Methode. In diesen Fällen, das “Methode der Abschnitte” kann angemessener sein.

Beispiel

1) Modellieren Sie Ihr Fachwerk in S3D.

Fachwerkmodell
2) Klicken “Lösen” zum Übergang zum Ergebnisbereich. Die Reaktionen und axialen Schaltflächen wurden angeklickt, um diese Ergebnisse anzuzeigen.

Fachwerk-Beispiel-Ergebnisse
3) Drücke den “Fachwerk Hand Calcs” Schaltfläche im Bild hervorgehoben. Beachten Sie, dass die Schaltfläche nur angezeigt wird, wenn die Mitglieder Fixitäten haben “FFFFRR” oder “FFFFFR” Darstellung von Stiftfixitäten, und die Struktur wird in der x-y-Ebene gezeichnet (d.h.. Alle Knoten müssen den gleichen z-Wert haben).

Fachwerk-Hand-Berechnungs-Popup
4) Ein Popup mit den Handberechnungen wird angezeigt. Auf der linken Seite befindet sich ein Menü, durch das Sie klicken können, um die Einführung durchzugehen, Bewertung Ihrer Struktur, (wenn es Probleme mit der Stabilität oder Bestimmtheit gibt), und dann die Freikörperdiagramme und Gleichgewichtsgleichungen für Reaktionen und Gelenke. Der endgültige Menüpunkt Zusammenfassung enthält eine Zusammenfassung aller Axial- und Reaktionsergebnisse. Hinweis, wenn die “Zusammenfassung” Menü erscheint nicht, Dies bedeutet, dass es Probleme bei der vollständigen Lösung Ihrer Struktur gab. Dies ist wahrscheinlich darauf zurückzuführen, dass die Struktur statisch unbestimmt ist. In diesen Fällen, Die Handberechnungen funktionieren weiterhin, es werden jedoch nicht alle Axialkräfte gefunden.

 

Formel für Traverseninstabilität

Die Software kann nur Strukturen lösen, die stabil sind. Ein hilfreicher Stabilitätscheck, sind die folgenden Formeln:

  • Die Bedingung m >= 2j – 3 muss für innere Stabilität erfüllt sein
  • Die Bedingung m + r >= 2j muss für externe Stabilität erfüllt sein

Wo;
m = Anzahl der Mitglieder
j = Anzahl der Gelenke
r = Anzahl der Reaktionen

Hinweis: Diese Berechnungen werden in der SkyCiv Truss-Software im obigen Handberechnungsmodul durchgeführt

Also zum Beispiel, in der folgenden Struktur:

Wir haben 9 Mitglieder, 7 Gelenke und 3 Reaktionen. Dies verfehlt sowohl das interne als auch das externe Stabilitätsprüfungskriterium:

9 ist nicht größer als 2(7) – 3 = 11 für innere Stabilität
(9 + 3) ist weniger als 2(7) für äußere Stabilität

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