Construeren van een ligger/draagbalk

[Mk91]

Goedemiddag,

Ik ben op het moment bezig met het construeren/draagbalk die wordt belast door een q-last. Ik zit echter met een aantal problemen waar ik over twijfel. De situatie:

Constructie-ligger 865 keer bekeken

De ligger met lengte x staat onder een hoek alfa. Er zullen om de x aantal meter steunpunten onder moeten komen die hem dragen.

1. Mag ik om de afstand tussen de steunpunten te bepalen simpelweg de buigingsformule gebruiken, dus u = 5/384 x q x L^4 / (E x I), en deze formule zodanig herschrijven in de vorm L= ... en deze uitkomst gebruiken voor de afstand tussen de pilaren? Ik heb wel gevonden dat de norm voor doorbuiging ongeveer L/300 is.

2. De buigingsformule geldt voor enerzijds een scharnier en anderzijds een roloplegging, maar als ik de ligger vastbout op steunpilaren en deze weer op de grond vastbout is het toch eigenlijk 'íngeklemd'? Moet ik het dan zien als aan beide zijden inklemming?

3. Kan ik de q-last simpelweg ontleden in een normaalkracht en een dwarskracht via N= q/ tan(a) en D = q/ cos(a)? En vervolgens de dwarskracht gebruiken in de buigingsformule?

Dit zijn de belangrijkste punten waarop ik zelf al vast loop. Ik twijfel echter ook nog of ik hem nog op meer punten moet doorrekenen, zoals maximale buigspanning.

Ik weet dat het een veel vragen zijn, maar ik hoop dat iemand er antwoord op heeft.

Als er iets niet duidelijk is in mijn verhaal hoor ik het graag.

Bij voorbaat dank voor de antwoorden.

Met vriendelijke groet,

Matthijs

[Mk91]

Ik denk dat ik de juiste procedure heb gevonden in mijn boek, namelijk:

1. N - D- en M-lijnen tekenen (mag ik de q-last transformeren m.b.v. cos en tan?)

2 Op afschuiving berekenen met τ toelaatbaar = VQ/ It

3. Buigspanning berekenen σ toelaatbaar = Mb * e / I

Alles invullen (σ en τ zijn bekend) en het grootste traagheidsmoment laten bepalen voor de profielkeuze.

Vervolgens deze keuze invullen in de buigingsformule en hiermee de afstand tussen de steunpunten bepalen. Vraag ik mezelf wel nog steeds af of ik die buigingsformule mag gebruiken in deze situatie.

Zit ik al op het juiste spoor zo?

Met vriendelijke groet,

Matthijs

[Plaus]

Goedemiddag,

Ik ben op het moment bezig met het construeren/draagbalk die wordt belast door een q-last. Ik zit echter met een aantal problemen waar ik over twijfel. De situatie:

[attachment=11332:Constructie-ligger.png]

De ligger met lengte x staat onder een hoek alfa. Er zullen om de x aantal meter steunpunten onder moeten komen die hem dragen.

Je hebt geen steunpunten getekend. Dit waarschijnlijk omdat het aantal steunpunten nog niet bekend is. Toch is het van belang om te weten of steunpunten rolopleggingen zijn of scharnierend, en indien rollend onder welke hoek (ook onder hoek alfa?)

1. Mag ik om de afstand tussen de steunpunten te bepalen simpelweg de buigingsformule gebruiken, dus u = 5/384 x q x L^4 / (E x I), en deze formule zodanig herschrijven in de vorm L= ... en deze uitkomst gebruiken voor de afstand tussen de pilaren? Ik heb wel gevonden dat de norm voor doorbuiging ongeveer L/300 is.

Deze doorbuigingsformule (vergeet-me-nietje) is voor een statisch bepaalde ligger op 2 steunpunten. Jij wil je ligger over meerdere steunpunten leggen en dan gaat deze formule niet meer op.

2. De buigingsformule geldt voor enerzijds een scharnier en anderzijds een roloplegging, maar als ik de ligger vastbout op steunpilaren en deze weer op de grond vastbout is het toch eigenlijk 'íngeklemd'? Moet ik het dan zien als aan beide zijden inklemming?

Rekenen als inklemming mag. Dan dien je ook de verbinding uit te rekenen op het optredend moment in de inklemming. Dit verschilt helemaal per constructie of dit ook rendabel is. (Dure verbinding + extra rekentijd)

3. Kan ik de q-last simpelweg ontleden in een normaalkracht en een dwarskracht via N= q/ tan(a) en D = q/ cos(a)? En vervolgens de dwarskracht gebruiken in de buigingsformule?

Dit zijn de belangrijkste punten waarop ik zelf al vast loop. Ik twijfel echter ook nog of ik hem nog op meer punten moet doorrekenen, zoals maximale buigspanning.

Ik weet dat het een veel vragen zijn, maar ik hoop dat iemand er antwoord op heeft.

Als er iets niet duidelijk is in mijn verhaal hoor ik het graag.

Bij voorbaat dank voor de antwoorden.

Met vriendelijke groet,

Matthijs

Uiteraard is het mogelijk om een ligger "optimaal" te ondersteunen zodat je precies binnen de norm blijft, maar waarom zou je dit willen en is dit je uitgangspunt?

Een h.o.h. afstand van de ondersteuning bepaal je in een V.O. fase van het ontwerp. Om in dat stadium al op een 100% uitnutting van je constructie te zitten snijd je jezelf alleen maar in de vingers bij DO en uitvoering. Je hebt geen reserves meer.

Of benader het vanuit een andere kant: Je hebt een ligger van 10 meter en de rekensom geeft een optimale h.o.h. afstand van 3,768 meter. Dan houdt je altijd nog een stukje over die je niet geoptimaliseerd hebt.

Bovendien is de doorbuiging van een ligger op meerdere steunpunten niet in elk veld gelijk dus alleen de eindvelden heb je geoptimaliseerd bij een regelmatige afstand.

[Plaus]

Ik zag overigens dat je vakgebied ligt in de werktuigbouw, dus misschien zijn de begrippen fase aanduidingen VO (voorlopig ontwerp) DO (definitief ontwerp) onbekend.

[Mk91]

Je hebt geen steunpunten getekend. Dit waarschijnlijk omdat het aantal steunpunten nog niet bekend is. Toch is het van belang om te weten of steunpunten rolopleggingen zijn of scharnierend, en indien rollend onder welke hoek (ook onder hoek alfa?)



Ten eerste bedankt voor je antwoord. Ik heb inderdaad nog geen steunpunten getekend omdat het aantal nog niet bekend is. Ik denk dat het het makkelijkste in de constructie is om de poten er onder vast te bouten(dan is het toch geen scharnier of roloplegging?). Ze komen er inderdaad ook onder een hoek alfa onder, dus loodrecht op de aarde.

Deze doorbuigingsformule (vergeet-me-nietje) is voor een statisch bepaalde ligger op 2 steunpunten. Jij wil je ligger over meerdere steunpunten leggen en dan gaat deze formule niet meer op.

Rekenen als inklemming mag. Dan dien je ook de verbinding uit te rekenen op het optredend moment in de inklemming. Dit verschilt helemaal per constructie of dit ook rendabel is. (Dure verbinding + extra rekentijd)

Als ik alles vastbout aan de grond is het toch al 'ingeklemd' omdat je via deze verbinding ook momenten overbrengt, of zie ik dat verkeerd?

Uiteraard is het mogelijk om een ligger "optimaal" te ondersteunen zodat je precies binnen de norm blijft, maar waarom zou je dit willen en is dit je uitgangspunt?

Een h.o.h. afstand van de ondersteuning bepaal je in een V.O. fase van het ontwerp. Om in dat stadium al op een 100% uitnutting van je constructie te zitten snijd je jezelf alleen maar in de vingers bij DO en uitvoering. Je hebt geen reserves meer.

Of benader het vanuit een andere kant: Je hebt een ligger van 10 meter en de rekensom geeft een optimale h.o.h. afstand van 3,768 meter. Dan houdt je altijd nog een stukje over die je niet geoptimaliseerd hebt.

Bovendien is de doorbuiging van een ligger op meerdere steunpunten niet in elk veld gelijk dus alleen de eindvelden heb je geoptimaliseerd bij een regelmatige afstand.



Daar heeft u gelijk in, ik zou er eventueel ook een veiligheidsfactor op kunnen zetten. Ik had dit meer in gedachten om ergens vanuit te gaan.

Ik zag overigens dat je vakgebied ligt in de werktuigbouw, dus misschien zijn de begrippen fase aanduidingen VO (voorlopig ontwerp) DO (definitief ontwerp) onbekend.

Mijn vakgebied is inderdaad werktuigbouw, maar ik ben nog student. Zodoende heb ik ook nog weinig ervaring en weet ik niet goed waar ik precies moet beginnen met het construeren van deze ligger. Ik zit in ieder geval nog in de 'voorlopig ontwerp' fase om er een naam aan te geven.

[Mk91]

Misschien om het wat te verduidelijken:

Het is de bedoeling om een rekenmodel op te stellen voor de constructie.

De input kan varieren; hoek alfa, lengte en q-last.

Door deze drie als input te geven moet er als output een minimaal traagheidsmoment uitkomen (profielkeuze) en een afstand tussen de steunpunten. Ik heb dus geen specifieke waarden. Er wordt geconstrueerd met S235JR.

[Plaus]

Dus als ik het goed begrijp moet het antwoord dus een lijngrafiek worden met op de assen uitgezet het traagheidsmoment t.o.v. de hart op hart afstand? Je hebt namelijk twee variabele uitkomsten...

De type onder constructie die je kiest is heel erg bepalend voor de keuze van de oplegging. Als de ligger inderdaad wordt ondersteund door pendel kolommen, dan zou je ervoor kunnen kiezen om in het mechanisch model de pendel kolommen erbij te betrekken of deze te vervangen door horizontale rol opleggingen in het globale assenstelsel.

Dat je iets vastbout betekent niet gelijk dat iets per definitie momentvast is. Zou de constructie ook blijven staan door het verbinden met een stukje dubbelzijdige tape? Neen, want die kan niet voldoende kracht opnemen. Met andere woorden, de verbinding moet allereerst berekend worden en dat kan dan nog wel eens in uitvoering duurder uitvallen? (Honderd extra bouten plaatsen is duurder dan een iets zwaardere profielmaat. Ik weet nl niet hoe lang de ligger is)

[Mk91]

Dat klopt; maar bij nader inzien denk ik dat het dan een lastig verhaal wordt. Want inderdaad hoe hoger je traagheidsmoment des te verder moeten de steunpunten uit elkaar. De belasting zal varieren tussen de 120 N/m en 5300 N/m en de lengte tussen de 4 en 20m. Misschien is het simpeler om eerst een aantal liggers te construeren in verschillende belastings-categorieen en vervolgens de afstanden van de steunen bepalen?

Daarbij ben ik zeker niet van plan om alle boutverbindingen te construeren op de maximale momenten. Dit betekent dus simpelweg dat ik het in mijn model als scharnieren mag beschouwen?

[Plaus]

Dan zou ik de opleggingen inderdaad als scharnieren beschouwen.

Tevens denk ik dat het misschien verstandig is om als uitgangspunt te nemen dat de ligger tussen de oplegpunten in ook scharnierend is. Met andere woorden, enkel velds overspanningen (overspanningen over twee steunpunten). Ik weet niet in welk jaar je van je opleiding zit, maar deze zijn met een handberekening (zoals het vergeet-me-nietje) dat je eerder noemde nog uit te rekenen. Of is het de bedoeling om een model op te stellen voor statisch onbepaalde constructies?

Ook omdat het nog een ontwerpfase is en in dat geval kun je zeggen dat wanneer je overstapt naar een doorgaande ligger het een gunstig effect heeft op de stijfheid van je constructie.

[Mk91]

Bedankt voor je antwoorden. Ik zit in het derde jaar van mijn opleiding en heb dus al best veel stof gehad, maar soms blijft het lastig om praktische problemen op de juiste manier aan te pakken. Ik ga het inderdaad eerst maar eens aanpakken als een overspanning op 2 steunpunten die ik als scharnieren beschouw, dat gaat zeker lukken.

Mvg, Matthijs

[Mk91]

Ik ben weer een stukje verder. Heb besloten om de overspanning op 2 ondersteuningen te houden en gebruik te maken van een vakwerkconstructie. Ik heb de constructie geheel doorgerekend met onderstaand resultaat:

ligger-horizontaal 835 keer bekeken

Echter de manier waarop ik dat gedaan heb (mbv de knooppunt-methode) ga je er voor zover ik weet van uit dat het gehele vakwerk uit losse staven bestaat die scharnierend met elkaar zijn verboden. In de praktijk zal het vakwerk in elkaar gelast worden.

De onderste en bovenste ligger wil ik gewoon uit 1 lengte profiel maken.

Kloppen de optredende berekende krachten dan nog in de praktijk? Of moet ik NDM lijnen tekenen voor de liggers en daar de maximaal optredende krachten uit bepalen?

Ik moet dit weten omdat ik nu een profielkeuze wil doen en met deze krachten kom ik naar mijn idee op wel hele lichte profielen uit voor deze overspanning (20 meter).

[jhnbk]

In theorie zijn het verbindingen met een zekere stijfheid. In praktijk wordt er meestal niet gerekend op een buigvaste verbinding voor de stekers aangezien deze verbindingen amper in staat zijn om een moment op te nemen.