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Arten von Stützen in der Strukturanalyse

Unterstützungen sind wohl einer der wichtigsten Aspekte einer Struktur, wie es angibt, wie die Kräfte innerhalb der Struktur auf den Boden übertragen werden. Dieses Wissen ist vor dem Lösen des Modells erforderlich, wie es uns sagt, was die Randbedingungen sind. SkyCiv Structural 3D bietet seinen Mitgliedern professionelle und fachkundige Beratung bei der Modellierung Ihrer Struktur, um sicherzustellen, dass Ihr Design optimiert wird.

Verschiedene Arten von Strukturstützen

Unterstützungen sind ein wesentlicher Bestandteil Ihres Strukturanalysemodells. Es ist unbedingt erforderlich, dass Sie die verschiedenen Arten von strukturellen Stützen von Anfang an verstehen, da sie Ihr Modell möglicherweise falsch darstellen. Dies kann zu falschen Ergebnissen führen, die die reale Situation nicht genau simulieren. In diesem Artikel von SkyCiv sollen die verschiedenen Arten von Unterstützungen sowie ihre Beispiele aus der Praxis erläutert werden, Vorteile, Nachteile sowie deren zulässige Reaktionen.

1. Feste Unterstützung

Eine feste Stütze ist die steifste Art der Stütze oder Verbindung. Es schränkt das Element bei allen Übersetzungen und Rotationen ein (d.h.. es kann sich in keine Richtung bewegen oder drehen). Das einfachste Beispiel für eine feste Stütze wäre eine Stange oder Säule aus Beton. Die Stange kann sich nicht drehen, drehen oder verschieben; es ist grundsätzlich in all seinen Bewegungen an dieser Verbindung eingeschränkt.

Anwendung: Feste Unterstützungen sind äußerst vorteilhaft, wenn Sie nur eine einzige Unterstützung verwenden können. Die feste Unterstützung bietet alle erforderlichen Einschränkungen, um sicherzustellen, dass die Struktur statisch ist. Es wird am häufigsten als einzige Stütze für einen Ausleger verwendet.

Einschränkungen: Feste Stützen bieten absolut kein „Nachgeben“. In einem Sinn, Sein größter Vorteil kann auch sein Untergang sein, da manchmal eine Struktur ein wenig Durchbiegung oder „Spiel“ erfordert’ um andere umgebende Materialien zu schützen. Zum Beispiel, Wenn Beton weiter an Festigkeit gewinnt, dehnt er sich auch aus. Wenn ein Träger nicht richtig konstruiert ist, kann die Erweiterung zu einer Verringerung der Haltbarkeit führen.

Bei der Verwendung SkyCiv Structural 3D, und andere Strukturanalyse-Software, Diese Art der Unterstützung wird durch den Fixitätscode definiert “FFFFFF” was bedeutet, dass die Unterstützung behoben ist (F.) in allen Übersetzungen und Rotationen (d.h.. es ist in allen fixiert 6 Freiheitsgrade). Weitere Informationen zur Bedeutung dieser Codes, Besuchen Sie unseren Artikel über Fixitätscodes.

Beispiel Grafik in Software Fixitätscode
Arten von Strukturstützen - feste Unterstützung Vertikal, Horizontal, Momente

Fixität: FFFFFF

Feste Unterstützung: (Links) Diese Stange ist ein Beispiel für eine feste Stütze; Der Beton verhindert, dass sich die Basis der Stange überhaupt bewegt (Mitte) Strukturelles 3D Vertretung und (Richtig) die mit dieser Art der Unterstützung verbundenen Reaktionen und ihr Fixitätscode.

 

2. Fixierte Unterstützung

Eine festgesteckte Stütze ist eine sehr häufige Art der Stütze und wird am häufigsten mit einem Scharnier im Tiefbau verglichen. Wie ein Scharnier, Eine festgesteckte Stütze ermöglicht eine Rotation, jedoch keine Translation (d.h.. es widersteht horizontalen und vertikalen Kräften, aber keinen Moment). Denken Sie an Ihren Ellbogen; Sie können den Ellbogen strecken und beugen (Drehung) Sie können Ihren Unterarm jedoch nicht von links nach rechts bewegen (Übersetzung).

Anwendung: Festgesteckte Stützen können in Fachwerken verwendet werden. Durch Verbinden mehrerer Elemente, die durch Scharnierverbindungen verbunden sind, Die Mitglieder werden gegeneinander drücken; Induzieren einer Axialkraft innerhalb des Elements. Dies hat den Vorteil, dass die Elemente keine internen Momentkräfte enthalten, und können nur entsprechend ihrer Axialkraft ausgelegt werden.

Einschränkungen: Eine einzelne festgesteckte Stütze kann eine Struktur nicht vollständig zurückhalten, Sie benötigen mindestens zwei Stützen, um dem Moment zu widerstehen.

Beispiel Grafik in Software Fixitätscode
Arten von Strukturstützen - festgesteckte Unterstützung Vertikal, Horizontal

Fixität: FFFFRR

Fixierte Unterstützung: (Links) Ein großes Element wird hier von einer Stifthalterung getragen und kann sich nicht nach oben oder unten bewegen, könnte sich aber drehen, (Mitte) Strukturelles 3D Vertretung und (Richtig) die mit dieser Art der Unterstützung verbundenen Reaktionen und ihr Fixitätscode.

3. Rollenunterstützung

Rollenstützen können einer vertikalen Kraft widerstehen, jedoch keiner horizontalen Kraft. Eine Rollenhalterung oder -verbindung kann sich horizontal frei bewegen, da sie durch nichts eingeschränkt wird.

Anwendung: Die häufigste Verwendung eines Rollenträgers ist eine Brücke. Im Tiefbau, Eine Brücke enthält normalerweise einen Rollenträger an einem Ende, um die vertikale Verschiebung und Ausdehnung aufgrund von Temperaturänderungen zu berücksichtigen. Dies ist erforderlich, um zu verhindern, dass die Ausdehnung eine festgesteckte Stütze beschädigt.

Einschränkungen: Diese Art der Unterstützung widersteht keinen horizontalen Kräften. Dies hat offensichtlich Einschränkungen an sich, da es bedeutet, dass die Struktur eine weitere Unterstützung benötigt, um dieser Art von Kraft zu widerstehen.

Beispiel aus dem wirklichen Leben Grafik in Software Fixitätscode
Arten von Strukturstützen - Rollenunterstützung Rollenunterstützung Vertikal

Fixität: RFFRRR

Rollenunterstützung: (Links) Eine Brücke kann sich mit Hilfe einer Rollenhalterung horizontal ausdehnen. Diese Rolle trägt eine Seite der Brücke. (Mitte) Strukturelles 3D Vertretung und (Richtig) die mit dieser Art der Unterstützung verbundenen Reaktionen und ihr Fixitätscode.

 

4. Einfache Unterstützung

Eine einfache Unterstützung ist im Grunde nur dort, wo das Mitglied auf einer externen Struktur ruht. Sie sind Rollenstützen insofern sehr ähnlich, als sie vertikale Kräfte, aber keine horizontalen Kräfte zurückhalten können. Das Element ruht einfach auf einer externen Struktur, auf die die Kraft übertragen wird. In diesem Fall, Wenn Sie eine vertikale Kraft anwenden, kann diese nicht unterstützt werden. Ein Beispiel ist eine Holzplanke, die auf zwei Betonblöcken ruht. Die Diele kann jede nach unten tragen (vertikal) Kraft, aber wenn Sie eine horizontale Kraft anwenden, Die Diele rutscht einfach von den Betonblöcken.

Einfache Stützen werden in realen Strukturen nicht häufig verwendet, es sei denn, der Ingenieur kann sicher sein, dass der Stab nicht übersetzt; Andernfalls, Sie laufen Gefahr, dass das Mitglied einfach von der Unterstützung fällt.

Beispiel aus dem wirklichen Leben Grafik in Software Fixitätscode
Arten von Strukturstützen - einfache Unterstützung Vertikal

Fixität: FRFFFR

Einfache Unterstützung: (Links) Stonehenge ist ein gutes Beispiel für eine einfache Unterstützung. Der obere Stein ruht auf der „Säule“.’ Steine, Das Gewicht hält es an Ort und Stelle. (Mitte) Strukturelles 3D Vertretung und (Richtig) die mit dieser Art der Unterstützung verbundenen Reaktionen und ihr Fixitätscode.

Unterstützungen sind ein wesentlicher Bestandteil beim Erstellen Ihres Modells, um genaue und sichere Ergebnisse zu gewährleisten. Sie sind kein Aspekt des Modells, der erraten werden sollte, Dies kann dazu führen, dass sich Ihre Struktur nicht so verhält, wie Sie es erwartet haben. Mit unserer SkyCiv Structural 3D Mitgliedschaft, Sie können Unterstützung bei all Ihren Modellierungsfragen erhalten. Fragen Sie uns jederzeit nach Ihrem Modell oder Design und wir helfen Ihnen gerne weiter!

Sam Carigliano CEO und Mitbegründer von SkyCiv
Sam Carigliano
CEO und Mitbegründer von SkyCiv
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