Beim Bau oder der Konstruktion von Überdachungen ist ein häufig verwendetes tragendes Element des Daches eine Fachwerkstruktur. Viele sind jedoch unsicher, welche Querschnitte der Stäbe gewählt werden sollen und ob deren Verwendung effizient ist. Dieser Online-Fachwerk-Rechner hilft Ihnen, diese Fragen zu beantworten.
Fachwerke können entweder aus Holz oder Metall hergestellt werden. Dieser Rechner ermöglicht Berechnungen für beide Materialien. Für Metallfachwerke stehen Querschnitte wie quadratische und rechteckige Hohlprofile, Winkel, U-Profile und Rundrohre zur Verfügung. Für Holzfachwerke können Sie zwischen runden, quadratischen und rechteckigen Querschnitten wählen.
Schritte zur Nutzung des Rechners:
- Schritt 1. Fachwerktyp. Wählen Sie den erforderlichen Fachwerktyp aus und fahren Sie mit dem nächsten Schritt fort.
- Schritt 2. Fachwerkgeometrie.
a. Geben Sie das Layout des Fachwerks an. In diesem Schritt können Sie die Anordnung der Streben und Streben für verschiedene Fachwerklängen anpassen.
b. Geben Sie die Spannweite des Fachwerks L ein.
c. Geben Sie die Höhe des Fachwerks H oder den Neigungswinkel α an.
d. Falls erforderlich, geben Sie die Höhe des Fachwerks an der Auflage H1 an.
e. Fahren Sie mit dem nächsten Schritt fort. - Schritt 3. Fachwerklasten. Geben Sie die konzentrierte Last an den Fachwerkverbindungen ein oder wählen Sie die Option „Flächenlast eingeben“, um die verteilte Last pro 1 m² und den Abstand zwischen den Fachwerken einzugeben. Die konzentrierte Last P an der Verbindung wird automatisch neu berechnet.
- Schritt 4. Fachwerkquerschnitt und Material.
a. Wählen Sie das Material des Fachwerks: Stahl oder Holz.
b. Geben Sie die Querschnitte der Fachwerkstäbe an und, falls erforderlich, die Materialklasse oder -qualität. Sie können die Schaltfläche „für alle“ drücken, um denselben Querschnitt für alle Stäbe festzulegen.
c. Fahren Sie mit dem nächsten Schritt fort. - Schritt 5. Aussteifung. Positionieren Sie gemäß dem Layout die Aussteifungspunkte der Fachwerkverbindungen außerhalb der Ebene. Die Aussteifung kann durch Verbindungen zwischen den Fachwerken oder durch Pfetten erfolgen.
- Schritt 6. Berechnungsergebnisse. Drücken Sie die Schaltfläche „Berechnen“, um die Ergebnisse zu erhalten.
Die Ergebnisse werden in einer Tabelle angezeigt, in der Sie die folgenden Daten sehen können:
- Berechnete Kräfte in den Fachwerkstäben. Befindet sich ein Stab unter Druck, ist der Wert negativ; befindet er sich unter Zug, ist der Wert positiv. Ist der Wert null, wird der Querschnitt als konstruktiv betrachtet.
- Fachwerkquerschnitte. Neben jedem Querschnitt befinden sich Schaltflächen „-“ und „+“, mit denen Sie die Größe verringern oder vergrößern können.
- Festigkeits- und Stabilitätsreserven. Eine Mindestfestigkeitsreserve von 50 % ist erforderlich. Wenn die Reserve rot markiert ist und null beträgt, müssen Sie das Fachwerk-Layout oder die Querschnitte der Stäbe ändern.
- Stabflexibilität. Ist die Flexibilität eines Stabes unzureichend (rot markiert oder mit „NEIN“ gekennzeichnet), kann ein solcher Querschnitt nicht akzeptiert werden, und die Fachwerkparameter müssen angepasst werden.
- Ungefähres Fachwerkgewicht. Beachten Sie, dass die Querschnitte der Stäbe standardisiert werden sollten, um eine optimale Konfiguration zu erreichen.
Beispiel:
In der Abbildung werden die Knoten #1 und #3 durch Pfetten (blau) aus der Ebene ausgesteift, der Knoten #2 durch horizontale Verbindungen am Untergurt (braun), während der Knoten #4 unversteift bleibt.
Zusätzliche Informationen:
- Die Dichte von Holz wird mit 500 kg/m³ angenommen.
- Die Dichte von Stahl beträgt 7850 kg/m³.
- Alle Fachwerkverbindungen werden als gelenkig betrachtet.
- Fachwerkauflager: links – ein festes Gelenk, rechts – ein verschiebbares Gelenk.
- Um die Stabilität des Fachwerks zu gewährleisten, müssen Verbindungen zwischen den Fachwerken hergestellt werden (dies kann in Schritt 5 „Aussteifung“ erfolgen).
- Für kleine Spannweiten kann anstelle eines Fachwerks ein Balken verwendet werden, nachdem dessen Festigkeit und Durchbiegung überprüft wurden.
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Neueste Updates:
- Hinzufügung der Überprüfung auf Zugstäbe und null belastete Stäbe nach Flexibilität.
- Hinzufügung der Möglichkeit zur Aussteifung von Fachwerkverbindungen außerhalb der Ebene.
- Hinzufügung der Option, die verteilte Last pro 1 m² einzugeben.
- Hinzufügung der Möglichkeit, Aussteifungspunkte mit einem bestimmten Abstand festzulegen.
