Was ist ein starrer Rahmen?
Ein starrer Rahmen ist eine strukturelle Konfiguration, die aus einem Rahmen besteht, in dem die Verbindungen zwischen allen Rahmenteilen unter bestimmten Winkeln befestigt sind, die sich nicht ändern. Stahlbauteile sind am gebräuchlichsten, es können jedoch auch andere Arten von Rahmenteilen verwendet werden, einschließlich Betonbauteilen in Brücken. Dieser Rahmentyp ist wegen seiner im Vergleich zu anderen Rahmentypen relativ hohen Festigkeit besonders wünschenswert.
Stationäre Strukturen wie Gebäude und Brücken sind die typischsten Anwendungen, in denen diese Art der Konstruktion verwendet wird. Mit diesem Rahmentyp können Lager- und Bürogebäude, Einzelhandelsflächen, Freizeiteinrichtungen, Flugzeughangars und mehr gebaut werden. Brücken, die dieses Design nutzen, gibt es auf der ganzen Welt. Insbesondere in Ontario, Kanada, gibt es eine Reihe historischer Starrrahmenbrücken. Die starre Rahmenkonstruktion kann auch in instationäre Anwendungen wie Rollstühle, Fahrräder, Motorräder und Flurförderzeuge integriert werden.
Dieser Baustil bietet einige bemerkenswerte Vorteile. Beispielsweise ergibt die typische quadratische oder rechteckige Konstruktion eines starren Rahmengebäudes mehr nutzbaren Raum als ein vergleichbares Gebäude mit abgerundeten Rahmen, das eine Bogenkonstruktion verwendet. Abgerundete Bauteile eines Gebäudes im Bogenstil reduzieren den verfügbaren Kopfraum und den Seitenraum, an dem sich die Bauteile krümmen. Bei starren Rahmen sind größere Räume ohne Hindernisse möglich als bei Baustilen, für deren Unterstützung Innensäulen erforderlich sind. Gebäude, die auf diese Weise gebaut wurden, erfordern jedoch ein unnachgiebiges Fundament, und ein ungleichmäßiges Absetzen ist bei dieser Art der Gestaltung nicht ohne weiteres möglich.
Brücken können unter Verwendung einer starren Rahmenkonstruktion gebaut werden, um die inhärente Festigkeit und Stabilität der Konfiguration auszunutzen. Andere Vorteile dieses Rahmentyps, die bei der Brückenkonstruktion wünschenswert sind, sind eine verringerte Durchbiegung und Vibration von Bauteilen unter Lasten. Bei der Auswahl der starren Rahmenkonstruktion für eine gegebene Brückenkonstruktion können auch Umweltaspekte berücksichtigt werden. Da eine größere Spannweite ohne Stützsäule in der Mitte möglich ist, kann eine Brücke dieses Typs über einer Wasserstraße verwendet werden, ohne den natürlichen Wasserfluss zu stören und schädliche Umwelteinflüsse zu verursachen.
Festigkeit, Gewicht und Effizienz sind ebenfalls wichtige Faktoren, die berücksichtigt werden, wenn ein starrer Rahmen in eine Fahrzeugkonstruktion eingebaut wird. Alle Strukturteile sind fixiert, sodass keine Energie durch Biegen und Bewegen von Teilen verschwendet wird. Stattdessen wird alles darauf verwendet, das Fahrzeug nach vorne zu treiben. Die vergleichsweise höhere Festigkeit eines starren Rahmens im Vergleich zu anderen Rahmentypen bedeutet auch, dass das Fahrzeug mit einem leichteren Rahmen gebaut werden kann. Diese Überlegungen können bei bestimmten Anwendungen besonders wichtig sein, z. B. für eine behinderte Person, die ihren Rollstuhl über eine Rampe fahren möchte. Starre Rahmen neigen jedoch dazu, unebenes Fahren zu ermöglichen, da Stöße, die beim Überfahren von Unebenheiten auftreten, von festen Bauteilen nicht so leicht absorbiert werden können.