Bepalen van de juiste belastingspositie (Krachten in)

Echt scharnier vs theoretisch scharnier

Om ervoor te zorgen dat het rekenmodel overeenkomt met de werkelijke vorm van de verbinding, moet worden nagedacht over het aanbrengingspunt van de dwarskracht, vooral in het geval van een scharnierverbinding. 

Dit is een schematische "echte" vorm van een constructieverbinding (links) en het voor de analyse gebruikte constructiemodel (rechts).

In IDEA StatiCa Connection definiëren we de knoopkrachten bij elk constructiedeel. Dit is een voorbeeld van een momentverbinding (met dwarskracht en buigend moment toegepast). 

Overeenkomstige diagrammen van de interne krachten op het horizontale element verbonden met een momentverbinding. De waarde van het buigend moment wordt ook besproken in het artikel Correct input of bending moment (Correcte invoer van buigend moment). 

Voor een scharnier is het toegepaste buigmoment gelijk aan nul en de diagrammen van de interne krachten op een horizontaal element zien er als volgt uit: 

De bovenstaande afbeelding komt overeen met een ideale situatie waarin de theoretische scharnierpositie zich direct op het theoretische knooppunt bevindt. In de realiteit is het werkelijke rotatiepunt (scharnier) verschoven van het punt van de theoretische knoop (meestal het snijpunt van de assen van de staven). We nemen aan dat voor boutverbindingen het rotatiepunt zich in het midden van de boutgroep bevindt.

Laten we nu de situatie vergelijken wanneer het nulbuigmoment wordt beschouwd als op het knooppunt (links) en wanneer we de positie van de dwarskracht (en dus het nulbuigmoment) verschuiven naar het eigenlijke draaipunt (rechts).

Instellen van de positie van de krachten

In de toepassing kan de positie van de dwarskracht worden bepaald in de modelsectie van het gegeven element. Het verschil tussen deze twee gevallen wordt hier getoond: 

Links: Krachten in de knoop Rechts: Krachten in bouten

In de situatie links is er een buigend moment op het scharnierpunt, waardoor het element naar boven draait. Dit moment (afkomstig van de dwarskracht die lineair toeneemt vanuit het knooppunt) leidt tot het onjuiste gedrag van het horizontale element. 

We kunnen de opstelling gemakkelijk oplossen door de dwarskracht te verplaatsen naar de positie van het scharnier. In zo'n geval (de rechter afbeelding) buigt de horizontale ligger door zoals verwacht.

De derde optie is Krachten in positie. Voor sommige bewerkingen, vooral wanneer een verbinding wordt gemaakt als een samenstel van meer elementaire bewerkingen (b.v. verstijvingsplaat, snede, boutraster), heeft de functie Krachten in bouten geen effect en is er geen verschuiving van het nulbuigmoment naar het veronderstelde scharnier.

Daarom moet de methode Krachten in positie worden gekozen en moet de juiste X-afstand worden ingevoerd.

Webinar opname

Bekijk de opnames van onze vorige webinars waarin de positie van dwarskracht wordt besproken.

De positie van de interne krachten op de knopen die we uit een constructiemodel halen, kan door excentriciteiten verschoven zijn ten opzichte van het beginpunt. Dit effect onderschat de interne krachten die op de verbinding werken. Laten we eens kijken hoe we de positie van de inwendige krachten direct in de operatie kunnen veranderen en onjuiste resultaten kunnen vermijden.

Toegevoegde downloads

• How to define correct load position (Forces in) (1).ideaCon (IDEACON, 38 kB)