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Rechner für die Tragfähigkeit von Gerüsten
Mit dem Skyciv Quick Design -Gerüst -Mitglieds -Konstruktionsrechner können Ingenieure Gerüste nach Standards AISC entwerfen 360-16, BS EN 12811-1:2003, und AS / NZS 1576. Der Gerüstgewichtskapazitätsrechner bietet mehrere Auslegungskapazitäten sowohl für Gerüstrohre als auch für Gerüstklemmen. Das Design-Tool liefert berechnete und detaillierte Ergebnisse zur Gerüstnutzung in einem professionellen Bericht, sodass Ingenieure jedes Ergebnis überprüfen und die dahinter stehenden Berechnungsschritte verstehen können. Verwenden Sie das Flaggensymbol oben links im Rechner , Die folgenden Standards sind in unserer Gerüstkonstruktionssoftware verfügbar:
den USA – AISC 360-16.
Australische Standards – AS / NZS 1576 Allgemeine Anforderungen an Gerüste.
Europa/Großbritannien – BS EN 12811-1:2003 Temporäre Arbeitsausrüstung – Gerüste.
Der Gerüsttragfähigkeitsrechner benötigt die Geometrie und das Material des Gerüstträgers, die Kopplerdaten, die Designlasten (Biegen, Schub-, Axial und Torsion) sowie die effektiven Längenfaktoren. Der Rechner kann Ingenieuren bei der Berechnung der Tragfähigkeit von Gerüsten für Ergebnisse einschließlich axialer Kompression helfen, Scherkapazität und Momentkapazität. Der Rechner unterstützt mehrere Arten von Kopplern, einschließlich rechtwinkliger Koppler, Parallelkoppler, Drehkupplungen und Reibhülsenkupplungen
Über den Tragfähigkeitsrechner für Gerüste
Was ist ein Rohr- und Klemmgerüst??
Rohr- und Klemmgerüste sind eine gängige Art von Gerüstsystemen, die aus Stahl- oder Aluminiumrohren und Klemmen bestehen (auch als Kupplungen oder Fittings bekannt) um die Rohre miteinander zu verbinden. Rohr- und Kupplungsgerüste sind in der Bauindustrie weit verbreitet, wo kostengünstige und zuverlässige temporäre Konstruktionen erforderlich sind, um eine effiziente Bauweise zu ermöglichen.
Was ist eine Gerüstklemme??
Im Gerüstbau bezeichnet eine Kupplung ein Verbindungsstück, mit dem zwei Gerüstelemente verbunden werden. Kupplungen gibt es in verschiedenen Ausführungen und Optionen.
Zur Verbindung von horizontalen und vertikalen Gerüstrohren werden rechtwinklige Klemmen und zur Verbindung von Aussteifungen mit der Struktur Drehgelenkklemmen verwendet. Zur Verlängerung einer geraden Gerüststrecke können End-to-End-Klemmen wie Hülsen- oder Gelenkbolzenkupplungen verwendet werden. Ein Spindelhubgetriebe (Auch als verstellbares Bein bekannt) Kann als Ausgangsbasis für Gerüste verwendet werden und ist höhenverstellbar, um auch auf unebenen Flächen einen ebenen Gerüstaufbau zu gewährleisten.
Standard-Gerüstrohre haben eine 48.3 mm (1.900 Baustahlelemente werden durch Füllelemente oder Verbinder, die Winkelprofile sein können, miteinander verbunden) Außendurchmesser (VON) und die meisten Klemmen sind für diese Standardgröße ausgelegt.
Welche Kupplungen es im Gerüsttraglastrechner gibt?
Die im Tragfähigkeitsrechner für Gerüste enthaltenen Verbindungen hängen von der Designnorm ab, auf die verwiesen wird, und davon, was in den Bestimmungen dieser Designnorm enthalten ist.
Der BS EN 12811-1:2003 Anhang C enthält charakteristische Werte der Widerstände für die folgenden Koppler:
- Rechtwinkliger Koppler
- Reibungshülsenkupplung
- Drehkupplung
- Parallelkoppler
Diese Kupplungen werden in Klasse-A- und Klasse-B-Kupplungen unterteilt, wobei für jede Kupplung die charakteristische Festigkeit in Bezug auf die Art der Last angegeben ist, die sie tragen kann. Ein Teilsicherheitsfaktor von 1.5 wird dann verwendet, um die Lastwirkungsvariabilität und einen Teilsicherheitsfaktor von zu berücksichtigen 1.1 wird für die Widerstandsvariabilität verwendet. Ein Träger, Eine rechtwinklige Kupplung der Klasse A hat eine charakteristische Rutschfestigkeit von 10.0 kN. Wir können dann eine Arbeitsbelastungsgrenze von ermitteln 10 / (1.1 * 1.5) = 6.1 kN für rechtwinklige Kupplungen der Klasse A, die einer Rutschkraft standhalten.
Die AS/NZS 1576.2 (Kupplungen und Zubehör) gibt Hinweise zu den Mindestprüfkriterien für die folgenden Kupplungen:
- Rechtwinkliger Koppler
- Drehkupplung
- End-to-End-Kupplungen (d.h.. Reibungsartige Hülsenkupplungen)
- Parallelkoppler
- Putlog-Koppler
- Putlog-Klinge
- Überprüfen Sie den Koppler
- Verstellbares Bein / Verstellbare Grundplatte / Verstellbare drehbare Grundplatte
- Flanschklemme
- Einfache Zapfenrolle
- Verstellbare Rolle
Um die Arbeitslastgrenze zu erhalten (WLL) Die zum Bestehen der Norm erforderlichen Mindestprüfkräfte sollten um einen Sicherheitsfaktor reduziert werden. Die AS/NZS 1576.2 spezifiziert den Sicherheitsfaktor nicht explizit, außer bei verstellbaren Beinen / Grundplatten, bei denen ein Sicherheitsfaktor von 2.5 Wird für Winkelkupplungen und Drehgelenkkupplungen zur Rutschfestigkeit verwendet, bei denen ein Sicherheitsfaktor von gilt 2 wird eingesetzt. Wir haben einen Sicherheitsfaktor berücksichtigt 2.0 für alle Kupplungen mit Ausnahme von Sockeln, die im Allgemeinen ähnliche Arbeitslastgrenzen wie die BS EN vorsehen 12811-1:2003. Beispielsweise hat eine rechtwinklige Kupplung eine Rutschprüfkraft von 12.5 kN. Wir können dann eine Mindestarbeitsbelastungsgrenze von ermitteln 12.5/2 = 6.25 kN für Winkelkupplungen, die einer Rutschkraft standhalten.
Wenn ein Hersteller über die Anforderungen der Norm hinaus prüft, kann er eine höhere Arbeitslastgrenze für sein Produkt erreichen. Der Einfachheit halber haben wir lediglich auf die Mindestanforderungen der Norm verwiesen. Bei Verwendung der SkyCiv Scaffolding Design Software kann die Verwendung der benutzerdefinierten Verbindung es einem Benutzer ermöglichen, bestimmte Arbeitslastgrenzen anzugeben, die von einem Hersteller für eine Verbindung bereitgestellt werden.
Rechtwinkliger Koppler
Winkelkupplungen verbinden Gerüstrohre exakt im 90-Grad-Winkel (daher der Name) Schaffung stabiler Gelenke. Rechtwinklige Kupplungen werden üblicherweise zur Verbindung vertikaler und horizontaler Gerüstelemente verwendet.
Drehkupplung
Die Drehkupplung ähnelt der rechtwinkligen Kupplung, ermöglicht jedoch eine Schwenkung anstelle einer festen Kupplung 90 Abschlussgelenk. Dadurch können sich die Gerüstrohre bei Bedarf unabhängig voneinander drehen und können zur Verbindung von Aussteifungselementen oder nicht rechtwinkligen Anordnungen innerhalb der Gerüstkonstruktion verwendet werden.
End-to-End-Kupplungen
End-to-End-Kupplungen verbinden zwei Gerüstelemente in einer geraden Linie miteinander. Diese können außen am Gerüstrohr angebracht werden (Reibungshülsenkupplungen, Außenhülsenkupplungen) oder innen im Gerüstrohr (Spreizgelenk-Bolzenkupplungen). Diese Verbindungen ermöglichen die Übertragung von Momenten zwischen Bauteilen und die Übertragung von Druckkräften, bieten jedoch keinen Zugwiderstand. Wenn eine Spannungsübertragung erforderlich ist, sollte stattdessen eine gespleißte Anordnung verwendet werden.
Spreizgelenk-Stiftkupplungen funktionieren, indem sie in das Gerüst passen und sich dann bündig an der Innenseite des Gerüstrohrs ausdehnen.
Muffenkupplungen sitzen außerhalb der Gerüstrohre und werden so festgezogen, dass sie bündig mit der Außenseite des Gerüstrohrs abschließen.
Parallelkoppler
Mit der Parallelkupplung wird eine Stoßverbindung bzw. Überlappungsverbindung zwischen Gerüstrohren durch Parallelschaltung hergestellt. Mit dieser Verbindungsart können Axialkräfte zwischen Gerüstgliedern übertragen werden.
Spindelhubgetriebe
Ein Spindelhubgetriebe verfügt über ein Gewinde, das eine verstellbare Basis zum Tragen vertikaler Gerüstelemente an der Basis der Gerüststruktur ermöglicht. Durch Verstellen des Spindelhubgetriebes, Auch auf unebenen Untergründen kann das Bauteam ebene Gerüste aufbauen. Das Spindelhubgetriebe stützt dann die Gerüststruktur, indem es Druck- und Scherkräfte in das Fundament überträgt.
Tragfähigkeit von Gerüsten
Standard-Gerüstrohre haben eine 48.3 mm (1.900 Baustahlelemente werden durch Füllelemente oder Verbinder, die Winkelprofile sein können, miteinander verbunden) Außendurchmesser. Da nur wenige Profilstärken und Stahlsorten hergestellt werden, sind nur wenige unterschiedliche Tragfähigkeiten für Gerüste möglich. Da es schwierig ist, die Querschnittsdicke und den Grad eines Gerüstrohrs vor Ort visuell zu erkennen, empfiehlt es sich im Allgemeinen, konservativ vorzugehen und bei Entwurfsberechnungen den dünnsten und niedrigsten Grad zu verwenden, der vor Ort verfügbar wäre.
Wenn das Gerüstrohr nur Zugkräften standhält, können wir die Tragfähigkeit des Gerüsts anhand der folgenden Formel berechnen:
N.t = At * fj * Phi
wo:
- Eint ist die Fläche des Gerüstrohres
- fj ist die Streckgrenze des Gerüstrohrs
- φ ist ein Sicherheitsfaktor zur Festigkeitsreduzierung
Beispiel für die Tragfähigkeit eines Gerüsts
Für ein 250 MPa-Streckgrenze 48,3×3.2 mm CHS beträgt die Kapazität nach australischem Standard:
N.t = At * fj * Phi
N.t = 453.4 mm2 * 250 MPa * 0.9 = 102.01 kN
Tragfähigkeitstabellen für Gerüste
Weitere Zugstärken können Sie der Gerüsttragfähigkeitstabelle unten entnehmen. Die Werte wurden auf Basis der Gerüsttragfähigkeitsformel für die jeweiligen Bemessungsnormen übernommen.
| Design Standard | Sektion | Design-Spannungsstärke |
|---|---|---|
| BEIM | 48.3×3.2 (Klasse 250) | 102.01 |
| MICH | 48.3×3.2 (Klasse 250) | 96.86 |
| US-amerikanische | 1.900×0.120 (Note A53) | 88.2 (19.82 kip) |
Die Gerüsttragfähigkeitsformel für ein Druckelement ist anders, da das Element aufgrund der Druckkräfte einknicken kann. Mit dem Schnellrechner und einem Batch-Durchlauf können wir die Tragfähigkeit des Gerüstgewichts für verschiedene effektive Längen von Druckgerüstelementen berechnen.
| Design Standard | Sektion | Der ( Mio.) | |||||
| 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | ||
| BEIM | 48.3×3.2 (Klasse 250) | 102.01 kN | 86.67 kN | 44.2 kN | 21.26 kN | 12.24 kN | 7.93 kN |
| MICH | 48.3×3.2 (Klasse 250) | 96.86 kN | 72.23 kN | 36.38 kN | 19.04 kN | 11.44 kN | 7.6 kN |
Wir können auch eine Tabelle für typische Gerüstgrößen erstellen, die in den USA für verschiedene Spannweiten verwendet werden, um weitere Beispiele für die Tragfähigkeit von Gerüsten zu erhalten.
| Standard | Größe | Der (ft) | ||||
| 3 | 6 | 9 | 12 | 15 | ||
| US-amerikanische | 1.900×0.120 (A53) | 16.8 kip | 10.23 kip | 4.89 kip | 2.75 kip | 1.76 kip |
Welche effektiven Längenparameter werden im Gerüsttragfähigkeitsrechner verwendet??
Runde HSS-Profile oder CHS-Profile sind nicht anfällig für Biegedrillknicken (Knicken beim Biegen) Allerdings können sie aufgrund von Druckkräften einknicken. Die SkyCiv-Scaffolding-Design-Software nimmt eine Eingabe für den effektiven Längenfaktor vor, der in Knickberechnungen verwendet wird. Wenn die SkyCiv S3D-Integration für Gerüstbausoftware verwendet wird, können die effektiven Längenfaktoren automatisch basierend auf den Elementbeschränkungen im Modell generiert werden.
Eine integrierte Version des Rechners für SkyCiv S3D ist verfügbar, um alle berechtigten Mitglieder in das Gerüstdesign-Modul zu importieren und alle Tragfähigkeitsprüfungen für Gerüste auf einmal durchzuführen. Die Integration kann automatisch geeignete effektive Längenfaktoren basierend auf den Elementbeschränkungen im Modell ermitteln. Weitere Informationen zur Verwendung der Integration finden Sie in unserem Gerüstdesign-Tutorial in SkyCiv S3D.
Welche Belastungen sind beim Gerüstbau zu beachten??
Ingenieure, die an Gerüstsystemen arbeiten, sollten diese so konzipieren, dass sie verschiedenen Arten von Belastungen standhalten, Zu diesen Belastungen gehören:
- Tote Lasten im Allgemeinen vom Gewicht des Gerüstsystems selbst.
- Nutzlasten im Allgemeinen von Arbeitern und Geräten, die auf dem Gerüst verwendet werden.
- Windlasten hängen von den örtlichen Gegebenheiten und Standards ab.
- Schneelasten gegebenenfalls und abhängig von den örtlichen Gegebenheiten und Standards.
- Erdbebenlasten in erdbebengefährdeten Gebieten und abhängig von den örtlichen Gegebenheiten und Standards.
Sobald die Lasten von einem qualifizierten Statiker ermittelt wurden, können sie im Abschnitt „Bemessungslast“ des Rechners in Form von Biegung angewendet werden, Schub-, und Axialkraft.
Wie funktioniert ein Gerüst-Spindelhubgetriebe??
Ein Spindelhubgetriebe kann durch Gerüste übertragenen Druck- und Scherkräften standhalten und diese Kräfte dann auf den Boden übertragen. Eine Grundplatte wird verwendet, um die Druckkräfte auf eine größere Auflagefläche zu verteilen, und üblicherweise wird eine Sohlenplatte unter die Grundplatte gelegt, um zusätzliche Auflagefläche zu gewinnen und somit die Tragfähigkeit zu erhöhen. Sockel verfügen häufig über Löcher für Anker, die in eine Betonblende oder ein Betonfundament eingebaut werden können, um Scherkräften standzuhalten und ein Verrutschen des Gerüstsockels zu verhindern.
Die Europäische Gerüstbaunorm enthält eine Bestimmung für die Konstruktion von Spindelhubelementen in Anhang B.
Der australische Standard AS 1576.2 Sektion 4.3 erörtert die Mindestarbeitslastgrenze für verstellbare Spindelhubgetriebe aus Stahl und Aluminium.
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