Was ist eine Fachwerkanalyse?
Traversen werden häufig in Brücken, Elektrotürmen und bestimmten Dachtypen verwendet und bestehen im Allgemeinen aus Stäben, die in einem Rahmen miteinander verbunden sind. Die Stangenkomponenten sind typischerweise durch Stifte verbunden. Mithilfe der Fachwerkanalyse können die im gesamten Bauwerk wirkenden Druck- und Zugkräfte bestimmt werden. Die strukturelle Integrität des Fachwerks kann mithilfe mathematischer Formeln und wissenschaftlicher Bewertungen berechnet werden. Im Fachwerkbau konzentrieren sich die Hauptmethoden für die Analyse häufig auf die Fugen, die Schnitte oder die grafische Darstellung der Struktur.
Für die Fachwerkanalyse schreiben die Regeln normalerweise vor, dass die Stäbe durch Stifte verbunden sind und dass an den Gelenken keine Reibung auftritt. Typischerweise wird davon ausgegangen, dass jedes Bauteil auf seiner gesamten Länge die gleiche Spannung erfährt, während strukturelle Belastungen nur die Verbindungsstellen des Fachwerks betreffen. Analysten betrachten normalerweise die Reaktionen verschiedener Kräfte auf die verschiedenen Teile. Die Fachwerkanalyse wird typischerweise durch Anwenden von Gleichgewichtsgleichungen durchgeführt.
Die Methode der Verbindungen ist eine Möglichkeit, eine Fachwerkstruktur zu analysieren. Im Allgemeinen wird angenommen, dass jedes Teil unter Spannung steht, dh, beide Enden eines Stabes werden Zugkräften ausgesetzt. Die Analyse wird an einem Teil des Fachwerks durchgeführt, der in einem Freikörperdiagramm dargestellt ist. Für jedes Gelenk werden häufig zwei Gleichungen verwendet. Die Anzahl der Berechnungen ist doppelt so hoch wie die Anzahl der Fugen in der Struktur. Verschiedene Schritte führen zu einer Feststellung, ob jedes Element unter Spannung oder Kompression steht. Dieser Ansatz für die Binderanalyse beinhaltet häufig auch die Verwendung von trigonometrischen Funktionen für Winkelmessungen.
Bei Verwendung der Schnittmethode wird in der Regel der Teil der Fachwerkkonstruktion benötigt, auf den die meiste Kraft wirkt. Berechnungen werden auf beiden Seiten einer Trennlinie durch das Fachwerk ausgeführt, wobei das Gleichgewicht als Grundlage für die Berechnungen dient. Diese Linie kann durch bis zu drei Stangen des Fachwerks verlaufen. Die Spannung und Kompression jedes Gelenks wird ebenfalls mit dieser Methode der Fachwerkanalyse berechnet. Komponenten wie Elemente, die keine Last tragen, solche, die Kräfte auf die gegenüberliegende Seite übertragen, und gekrümmte Teile müssen manchmal unterschiedlich betrachtet werden, um die genaueste Analyse zu erhalten.
Die grafische Fachwerkanalyse verwendet häufig eine minimale Anzahl von Linien, indem Kraftpolygone verwendet werden. Das Ergebnis kann eine vereinfachte Zeichnung mit dem Namen Maxwell-Diagramm sein, die wie ein Dreieck aussieht, an dem die Kräfte und Winkel gemessen werden können. Berechnungen werden normalerweise im Uhrzeigersinn um die Zeichnung ausgeführt. Die Fachwerkanalyse wird häufig verwendet, um die Mechanik solcher Systeme zu messen, bevor sie gebaut werden. Die Komplexität der Struktur ist manchmal eine Einschränkung. In diesem Fall ist es in der Regel effektiver, die Verbindungen in den Berechnungen zu berücksichtigen.