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Hallo an alle,

Ich muss gleich voranstellen das ich überhaupt keine Ahnung von Statik habe.
Ich will eine Markise mit einer möglichst dünner Welle bauen (ich dachte so an die 40mm, da ich eine uralte Markise mit diesem Mass schon gesehen habe).
Jetzt hab ich im Netz mal eine Statik Einführung gelesen und mir einige Formeln zusammengesucht und komme bei 8500mm Länge mit einer angenommenen Streckenlast von 100 N auf eine Durchbiegung bei Stahl von fast 200 mm (!).
Wie haben Sie das früher bei den Markisen gemacht?
Heute gibt's spezielle Profile und nochdazu mit dreifachem Durchmesser.
Ich könnte das Rohr auch relativ einfach vorspannen (Rudstahl mit Gewinde an den Enden), habe aber keine Vorstellung wieviel das bringt.

Meine Fragen:

Können die fast 200mm Durchbiegung stimmen (l=8500mm, d1=42mm, d2=38mm Streckenlast 100 N, Stahl) ?
Kann man abschätzen wie viel die Vorspannung bringt (oder sogar berechnen)?
Hat hier jemand eine Idee was ich sonst noch machen könnte?
Wieviel verdreht sich das Rohr bei ca. 50 Nm?
Schätzungen würden mir bei meinen Fragen reichen.

Liebe Grüsse,

  Robert

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Hallo Robert, willkommen bei CAD.de.

Mit Schätzen ist in der Statik nichts zu holen, weil man sich da fürchterlich verschätzen kann.

Bei dem Rohr ist der Außendurchmesser Ø entscheidend, den hast Du ja auch genannt.

Bei der Streckenlast fehlt noch die Angabe der Längeneinheit. Sind das 100 N pro Meter ? ( 100 N /m )

8 Meter 50 sind schon sehr viel für so ein Rohr. Die Durchbiegung kann schon stimmem.

Die Torsion ( Verdrehung ) sollte das kleinste Problem sein.

Da es sich um eine Privat-Anwendung handelt werde ich dann mal rechnen.

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Klaus

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Ich komm sogar aus eine Durchbiegung von 316mm bei 100N/m für d=38
und 258mm für d=40
wenn ich mich da nun auf die schnelle nicht vertan habe

Torsion sollte nicht das Problem sein

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@ Jungspund: Danke für die Rechnung !

Hast Du zweiseitig aufliegend gerechnet ?

Weil der außen Ø mit der 4. Potenz eingeht, stimmen die o.g. Rechnungen alle.

Nach der Rechnung von Jungspund ergibt sich dann bei Ø 42 eine Durchbiegung von 212 mm.

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Klaus

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Jup genau (kann ja mittig nicht gehalten werden)
-> Mayr Fall 11

Die Welle sollte d=70 haben, da sieht die Welt schon besser aus.
Durchbiegung von 27,5mm damit liegt man fast genau bei l/300

[Diese Nachricht wurde von Jungspund am 26. Jul. 2012 editiert.]

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Hallo allerseits,

die Werte für die gemachten Annahmen stimmen so weit die Frage ist aber, sind die Annahmen richtig ?
Träger auf 2 Stützen für eine Markise ?
Das nächste wäre, die 100N/m die du angenommen hast sind ja ca. die Streckenlast durch Eigengewicht bei Stahlwelle 40mm, hast du die Streckenlast daraus angenommen ?
Wenn man dann eine 70er Welle nimmt wie Jungspund wirds natürlich etwas mehr und die Durchbiegung kommt so natürlich nicht mehr hin.
Ansonsten müsste man für diesen Fall natürlich noch das Eigengewicht berücksichtigen sonst kommt da murks raus.

grüße 

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hm ja
Wenn ich das Eigengewicht voll berücksichtige müsste es ca. d=130 werden.
Allerdings spielt denn ja die Belastung von 100N/m nur noch eine ziemlich untergeordnete Rolle.

"Träger auf 2 Stützen für eine Markise ?"
Joa ist doch so. Oder was würdest du sagen?

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Hallo und danke für die Antworten!

Zitat:

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Bei der Streckenlast fehlt noch die Angabe der Längeneinheit. Sind das 100 N pro Meter ? ( 100 N /m )

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Ja 100N/m.
Siehe auch weiter unten...

Zitat:

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die Werte für die gemachten Annahmen stimmen so weit die Frage ist aber, sind die Annahmen richtig ?
Träger auf 2 Stützen für eine Markise ?

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Ja genau. ich kann Sie in der Mitte nicht lagern.

Zitat:

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Das nächste wäre, die 100N/m die du angenommen hast sind ja ca. die Streckenlast durch Eigengewicht bei Stahlwelle 40mm, hast du die Streckenlast daraus angenommen ?

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Nein ich habe bei der (gekauften) Markise meines Vaters eine Federwaage angehängt.
Die erzeugt ca. 30 kg Federzug auf 4m.
Ganz grob dachte ich mir komme ich da sicher nicht über 10kg/meter und der Stoff zieht einigermassen gleichmässig und somit habe ich eine Streckenlast angenommen.

Zitat:

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Wenn man dann eine 70er Welle nimmt wie Jungspund wirds natürlich etwas mehr und die Durchbiegung kommt so natürlich nicht mehr hin.
Ansonsten müsste man für diesen Fall natürlich noch das Eigengewicht berücksichtigen sonst kommt da murks raus.

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Das Eigengewicht wirkt senkrecht und ist etwas kleiner.
Der Zug vom Stoff waagrecht.
Da ich ohnehin die Streckenlast etwas grösser angenommen habe, dachte ich mir ich verzichte hier auf das Eigengewicht.
Das Problem ist nur das die 70er Welle bei mir nicht reinpasst.
Ich muss irgendwie dünner werden.

Gibts da irgendeinen Tipp bzgl. der Vorspannung?
Wenn nicht, werde ich das einfach mal ausprobieren:
Rundstahl rein, anziehen und die Durchbiegung messen.
Reicht das wenn ich mit der Vorspannung auf l/300 kommen, oder gilt das dann nichtmehr?

Wie haben die das blos vor 100 Jahren gemacht...

Robert

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Aus der ursächlichen Aufgabenstellung entnehme ich, dass ein Rohrquerschnitt D=42, d=38 vorgesehen ist. Meine Berechnungen nach bekannten Formeln für Streckenlast auf außen gelenkig gelagerten Biegebalken ergeben dann:

Streckenlast 1 (Markisenzug waagerecht): max. Durchbiegung 642 mm
Streckenlast 2 (Eigengewicht senkrecht): max. Durchbiegung 122 mm

Das ist schon reichlich. Wobei die angenommene Streckenlast durch Markisenzug in der Praxis sicherlich geringer ausfallen sollte. Sonst wär der Kram vermutlich längst dahergeflogen.

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Gruß, Carsten

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Wie das ist ein Rohr mit s=2? 
Ich dachte das ist eine Welle die an den Enden d=38 hat

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Habe jetzt selber gerechnet. Komme auf ähnliche Werte wie Carsten.

Rohr 120 x 3 mm ( Außen Ø * Wanddicke )
Streckenlast 0,2 N/mm ( = 200 N / m )
Länge 8500 mm

Nach der Formel f= 5 * q * l ^4 / ( 384 * E *I ) Zweiseitig aufliegend

q Steckenlast
l Länge
E  E-Modul = 210 000 MPa = N/mm^2
I  Flächenmoment Pi * ( D^4 - d^4 ) / 64 = 1.888.090 mm^4

ergibt eine Durchbiegung von ca. 34 mm.

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Klaus

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" Ich dachte das ist eine Welle die an den Enden d=38 hat "

Wir bauen doch hier keine Panzer !

Dann haben wir den Fehler ja schon.

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Klaus

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Zitat:

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Original erstellt von rwalli:
... Ich könnte das Rohr auch relativ einfach vorspannen ...

... (l=8500mm, d1=42mm, d2=38mm Streckenlast 100 N, Stahl) ...

... Wieviel verdreht sich das Rohr bei ca. 50 Nm? ...

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Also ich lese das so, als ob es um ein Rohr ginge. Ein Vollprofil ist meiner Meinung nach hier auch nicht zweckmäßig. Es bringt fast nichts in Bezug auf die Durchbiegung aber jede Menge mehr Gewicht mit den daraus resultierenden Lasten und deren Einfluss auf Durchbiegung und Lagerkräfte.

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Gruß, Carsten

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Zitat:

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Original erstellt von carsten-3m:
Also ich lese das so, als ob es um ein Rohr ginge.

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Ja, ich dachte mal - wie oben beschrieben: Durchmesser 42mm und 2mm Wandstärke (Das klassische Geländerrohr).

Robert

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Jaaaaa danke, jetzt habe auch ich begriffen, dass es sich um ein Rohr handelt 

Wer lesen kann ist schwer im Vorteil^^

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Hoi,

mein Ansatz wäre der folgende:

- gesehen: 40mm, welche Länge hatte diese?
- Berechnen des notwendigen Durchmesser bei gleicher Durchbiegung für deine benötigte Länge.

Gruss,

der Rechenschieber

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Hallo,

na die Lösung für das Problem ist doch ganz einfach!
Du nimmst an Steller der 8m breiten Stoffbahn zwei Stoffbahnen a 4m Breite und siehe da, jetzt ist Platz für ein drittes Auflager in der Mitte!
Damit ist die Duschbiegung super in den Griff zu bekommen.
Der schmale Schlitz der jetzt zwischen den beiden Stoffbahnen entsteht sollte in der Anwendung kein Problem darstellen.
Und wenn ich mich richtig erinnere, dann waren die alten Markisen auch genauso aufgebaut!

lg Jens

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Zitat:

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na die Lösung für das Problem ist doch ganz einfach!
Du nimmst an Steller der 8m breiten Stoffbahn zwei Stoffbahnen a 4m Breite und siehe da, jetzt ist Platz für ein drittes Auflager in der Mitte!

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Hatte ich mir auch überlegt.
Das geht leider nicht, der Spalt waere genau beim Hauseingang und es würde mir dann immer genau in den Nacken regnen ;)

Zitat:

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Und wenn ich mich richtig erinnere, dann waren die alten Markisen auch genauso aufgebaut!

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So. jetzt bin ich nochmals zur alten Markise gefahren und ich glaube ich habe rausgefunden wie das Ding funktioniert.
Die Welle ist nichtmal 40mm sondern eher 30, die Länge ist ca. 11m.
Allerdings sind an beiden Enden min 30mm lange (!) M20 Muttern angeschraubt und der
Haltebügel (ein sehr kurzesl "L") hat eine Materialstärke von ca. 25mm.
Ich schliesse daraus das die Welle mit erheblicher Zugkraft gespannt ist.
Schade, das geht bei mir leider nicht, ich muss mir was anderes einfallen lassen.

Ich werd's wie gesagt mal mit Vorspannen probieren.
So wie ich mir das vorstelle müsste ich aber auf dem Spannseil in gewissen Abständen so was ähnliches wie Beilagscheiben anbringen um die Knicklänge zu reduzieren.
Kann man das irgendwie ausrechnen oder muss man das auch Schätzen?

Robert

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markisenauflager.png

Hallo,

Keine Ahnung was die bei dem ollen Ding gemacht haben... Könnte schon sein, dass die das Rohr gespannt haben. Die Kräfte dabei nötig sind, lassen sich berechnen... Nämlich so: Wikipedia: Kettenlinie

Was dabei überschlägig rauskommt um auf eine akzeptable Durchbiegung zu kommen, würde ich keiner Hauswand einfach so antun.

Die Gefahr, dass du dir einen Klinker rausziehst ist gegeben...   

Die Lagerung muss auch was abkönnen, damit sich sich das noch halbwegs leicht drehen lässt.

Aber hier ist mein Vorschlag angeleht an eine Lünette: Zwei Kunststoffrollen, die von außen die Welle abstützen.

Natürlich senkt sich die Welle beim ausfahren ab, aber es hält sich im Rahmen und man sieht es nicht.

Breite der Rollen ausreichend wählen und an zwei oder mehr Stellen angewendet, sollte es auch keine Abdrücke oder Laufspuren auf der Markise geben.

EDIT: Um den Markisenzug aufzunehmen, falls dieser überhaupt so hoch ist, könnte man vllt. auch noch ne dritte Rolle einbauen, die federgespannt ist, oder selbsthemmend das rausrutschen der Welle verhindert...  

Grüße,

Gollum

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'Wir leben in Zeiten epochaler Veränderungen.' - Angela Merkel, 2011

[Diese Nachricht wurde von Ing. Gollum am 31. Jul. 2012 editiert.]

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Hallo und Danke für deine Antwort.

Zitat:

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Original erstellt von Ing. Gollum:
Die Kräfte dabei nötig sind, lassen sich berechnen... Nämlich so: [URL=http://de.wikipedia.org/wiki/Katenoide]Wikipedia: Kettenlinie

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Ich meinte eigentlich "zusammendrücken".
Ausseinanderziehen geht bei den örtlichen gegebenheiten nicht.

Zitat:

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Aber hier ist mein Vorschlag angeleht an eine Lünette: Zwei Kunststoffrollen, die von außen die Welle abstützen.

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Ok, das werde ich machen.
Ich hab die Möglichkeit einer Zwischenlagerung bei 3 Punkten.
Der längste Abstand zwischen den Auflagern beträgt ca. 3m.
Reicht da ein 30mm Rohr auch?

Robert

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Wie gesagt: Ich weiss nicht wie die das bei der alten Markise gemacht haben... Auf Druck kann ich mir da nichts vorstellen. Aber wer weiss...

Rohr 30x2
I = 1,73cm^4
E = 210.000
l = 3m
q = 215 N/m ( 200 N/m Last, 15 N/m Eigengewicht )

w = 63mm

Bei einem Rohr 33,7x3,2 sind es 33mm

Bei einem Rohr 48,3x3,2 sind es gerade mal 11mm

Bedenkte: Je weniger Durchmesser das Rohr hat, desto größer wird die Differenz zwischen dem auf- und abgewickelten Durchmesser...

Das heißt für diese Konstruktion in der Praxis: Der Rollenabstand und damit deren Durchmesser muss immer kleiner werden und damit steigt der Druck auf dem Stoff, also breitere Rollen...

30mm sind einfach wenig...

Grüße,

Gollum

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'Wir leben in Zeiten epochaler Veränderungen.' - Angela Merkel, 2011

[Diese Nachricht wurde von Ing. Gollum am 31. Jul. 2012 editiert.]

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Hallo,

wenn du das Rohr mit einem Zugseil im Inneren unter Druck setzen willst, dann musst du dein Rohr unbedingt auf Knickung nachweisen, bei einer Länge von 8.5m bekommst Du bei Druck nämlich unheimlich schnell ein Stabilitätsproblem!

Was sicherlich etwas bringen könnte das Rohr im inneren in einzelne kurze Segmente zu teilen und diesen dann jeweils vorzuspannen!
So dann immer Segmente von sagen wir mal 30 cm Länge vorgespannt sind sich die gesamte Länge aber neutral verhält!!!

das ist aber mit vertretbarem Aufwand fast nicht zu realisieren.

lg Jens 

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Zusammendrücken kannst Du vergessen ! Das funktioniert nicht.

3 Punkte reichen aus, sollten aber in der Mitte weniger Abstand haben als außen. 

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Klaus

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Axiale Vorspannung verändert die Biegesteifigkeit in keiner Weise!

Ganz im Gegenteil: die axiale Last erzeugt ein zusätzliches Biegemoment, sobald das Rohr nicht mehr exakt gerade ist.

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Roland  
www.Das-Entwicklungsbuero.de

It's not the hammer - it's the way you hit!

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Ja sicher, knickt dann das Rohr und das ist das Problem.

So gerade, daß es nicht knickt bekommt man das Rohr gar nicht.

Die zusätzliche Biegung geht dann bestimmt in die falsche Richtung,

deswegen würde ich das sein lassen.

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Klaus

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Ja, ich habe ja oben schon geschrieben, dass das mit der Vorspannung nur etwas bringt, wenn man das Rohr in kurze Segmente (vielleicht von 30-40 cm Länge) unterteilt, welche jeweils unter Vorspannung stehen, welche ihre Richtung an der Segmentgetrenze jeweils umkehrt und die Segmentgrenze selber somit immer spannungsfrei ist.
So etwas ließe sich beispielsweise mit einem Rohr realisieren, dass auf der gesamten Länge ein Innengewinde besitzt, in dass immer wieder Muttern und Druckstücke eingesetzt werden und diese dann immer gegeneinander verspannt werden müssten. Aufbau z.B. von der Mitte nach außen!
Damit ließe sich die Problematik des Knikens beherschen.
Der Aufwand für Fertigung als auch für die Montage wäre aber extem hoch!
Somit ist Vorspannung eigentlich aus dem Rennen!

lg Jens

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Zitat:

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Original erstellt von Jens2001:
Ja, ich habe ja oben schon geschrieben, dass das mit der Vorspannung nur etwas bringt, wenn man das Rohr in kurze Segmente (vielleicht von 30-40 cm Länge) unterteilt, welche jeweils unter Vorspannung stehen, welche ihre Richtung an der Segmentgetrenze jeweils umkehrt und die Segmentgrenze selber somit immer spannungsfrei ist.
So etwas ließe sich beispielsweise mit einem Rohr realisieren, das auf der gesamten Länge ein Innengewinde besitzt, in dass immer wieder Muttern und Druckstücke eingesetzt werden und diese dann immer gegeneinander verspannt werden müssten. Aufbau z.B. von der Mitte nach außen!
Damit ließe sich die Problematik des Knickens beherschen.

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Völlig unabhängig vom Aufwand: Wieso sollte sich dadurch die Biegesteifigkeit ändern? 

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Roland  
www.Das-Entwicklungsbuero.de

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@ Roland,

na das ist doch ganz einfach, die relativ kurzen Druckstücke (max.30cm) im inneren des Rohres, setzen die einzelnen Segmente des Rohres jeweils von Mutter zu Mutter unter Zugspannung. Da es jetzt zwischen den Segmenten aber keine Gelenke gibt, sondern der spannungsfreie Bereich theor. unendlich kurz ist, ist er auch sehr steif folglich auch keine Biegung zwischen den Gelenken!
Stelle Dir folglich ein Seil vor, das a.) lose durch hängt und b.) zwischen zwei Punkten straff abgespannt ist.
Welches der beiden Seile hat wohl weniger Durchbiegung?

Mein Vorschlag basiert auf kurzen biegesteifen Segmenten die Gelenk frei miteinander verbunden sind, das funktioniert 100 % der Aufwand wäre nur eben auch extrem hoch!

lg Jens 

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Hallo,

Die Biegesteifigkeit ist allein von Trägheitsmoment und E-Modul abhängig.

Das würde nur Sinn machen, wenn das Material einen progressiven Spannung/Dehnungsverlauf hat, keinen Zug übertragen kann.

Beides beim Werkstoff Walsundwiesenstahl nicht der Fall; Hier schwächen die eingebrachten Spannungen  Restsicherheit im Druckbereich des Profils und die Knicksicherheit...

Das ist jedenfalls meine Meinung zu dem Thema, weshalb ich dem Vorschlag irgendwie nicht Folgen kann.

Grüße,

Gollum

EDIT zur praktische Erläuterung: Ich kann um so mehr nebeneinander stehende Bücher anheben, je stärker ich an den seiten Drücke. Das liegt aber nur daran, dass die Seiten keinen Zug übertragen können. Die Bücher fallen runter, sobald die Druckspannung auf der Zugseite ausglichen wird. Klebe ich die Seiten aneinander, kann ich die Bücher auch ohne Vorspannung anheben, weil nun auch Zug übertragen wird.

Die Durchbiegung wäre allerdings in beiden Fällen identisch, da diese weiter von Elastizität und Flächenmoment abhängt.

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'Wir leben in Zeiten epochaler Veränderungen.' - Angela Merkel, 2011

[Diese Nachricht wurde von Ing. Gollum am 03. Aug. 2012 editiert.]

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@ Gollum,

jetzt stell dir doch mal bitte ein D = 8mm Stahlseil von 6m Länge vor, du legst das Seil rechts und links auf einen Bock auf... du wirst feststellen, dass das Seil mächtig durchhängen wird!

jetzt machst du aber folgendes...

auf der linken Seite machst du eine feste Einspannung auf der Rechten Seite gibst Du eine ordentliche Zugkraft drauf im elastischen Bereich... du wirst feststellen, dass die Duschbiegung so gut wie komplett verschwindet und das obwohl du weder an Trägheitsmoment noch an E-Modul irgend etwas geändert hast, Du hast das Ding lediglich vorgespannt! Modell Klavier oder Gitarrenseite.
Allerdings hast Du jetzt äußere Kräfte die Du irgendwie aufnehmen musst!

meine Idee macht nix anderes nur, dass ich die äußeren Kräfte durch innere Kräfte ersetze.
Dabei bekomme ich den Nachteil, dass meine Normalspannungen (Zug) im Rohr an den Grenzen zwischen den Segmenten auf Null abfallen!
Wenn dort Gelenke wären, würde der Stab an den Stellen abknicken!
da dieser Bereich aber kein Gelenk ist sondern unendlich kurz ist und durch die Muttern im Inneren extrem steif ist, passiert an den Stellen der vermeidlichen Gelenke genau nix!

lg jens

[Diese Nachricht wurde von Jens2001 am 03. Aug. 2012 editiert.]

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Es wurde ja schon geschrieben, aber weil es offenbar nicht verstanden wurde, hier nochmal:

Zitat:

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Original erstellt von Doc Snyder:

Axiale Vorspannung verändert die Biegesteifigkeit in keiner Weise!

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Um das zu erkennen braucht man weiter nichts als die Grundlagen der Festigkeitslehre.
Wer's nicht glauben will, kann's ja ausprobieren, aber dann bitte nicht jammern wegen dem großen Aufwand für nix und wieder nix.

Die Analogie mit dem strammgezogenen Seil ist unzutreffend.

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"Ich meinte eigentlich "zusammendrücken".
Ausseinanderziehen geht bei den örtlichen Gegebenheiten nicht."

Deswegen diskutieren wir da aneinander vorbei.

Auseinanderziehen würde schon funktionieren, aber einige haben das anscheinend übersehen.

Jetzt bitte das Thema beenden, wenn der Fragesteller sich meldet können wir ja weitermachen.

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Klaus

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So, nach dem ihr mich jetzt leicht verunsichert habt, habe ich habe mir jetzt mal die Mühe gemacht, dass ganze Problem mit deinem Vorgespannten Draht in FEM nachzubilden...

Stab an einer Seite fest eingespannt auf der anderen Seite die x-Richtung (Längsachse) frei alles andere fest
Dann habe ich eine Kraft dran gehängt, die eine Durchbiegung verursacht, die Duchbiegung gemessen und mit der gleichen Struktur nur mit einer deutlichen Vorspannung Zug in Richtung der Längsachse verglichen und siehe da, die Werte der Durchbiegung waren tatsächlich die gleichen!!!

Mist, die Jungs haben ja doch recht...

Dies bestätigt die Meinung der Kollegen, dass Vorspannung nix bringt, siehe ja auch Hooksches Gesetz Dehnung im elast. Bereich proportional der Spannung und damit der Kraft!!!

Aber wer mich kennt, weiß natürlich dass ich jetzt noch nicht Ruhe gegeben habe...

also einen Blechstreifen auf zwei Finger gelegt, dieser hat sich wie erwartet schön durchgebogen, wenn man daran ordentlich zieht, hat sich der durchhängende Bauch verzogen und der Blechstreifen wurde schön gerade! So habe ich das ganze auch erwartet.

Jetzt muss ich nur noch erarbeiten warum....

Also wieder FEM und eine Stabilitätsuntersuchung auf Knicken Beulen hier wird das Vorgespannte System sofort um Größenornungen besser ist ja auch logisch, da keine Druckspannung mehr vorhanden ist!

1. Schritt in meine Richtung

so, weiter das Ganze Ding in Lastschritten gerechnet 1. Schritt Vorspannung aufbringen 2. Schritt Kraft die die Durchbiegung verursacht drauf...

und siehe da, auf einmal wird meine Durchbiegung auch deutlich geringer, was ja auch wieder logisch ist, da ja auf der Druckseite der Biegung keine Druckspannung mehr ist!

So und jetzt meine Theorie wieso die Vorspannung wie im praktischen Versuch bewiesen eben doch was bringt!

1. wird die Problematik Stabilitätsverlust durch Knicken durch die Zugspannung ausgeschaltet
2. Ändert sich durch die Zugkraft wohl auch die Art der Lagerung und es entsteht eine Art Stützwirkung!

So und jetzt alle die die mir nicht glauben... einen Blechstreifen, Draht auf zwei Finger gelegt, so dass er sich elastisch durch biegt (je geringer das Trägheitsmoment um so deutlicher) und dann ordentlich an den Enden ziehen und der Bauch verschwindet!

Warum das jetzt doch so ist können wir ja jetzt in schöner Harmonie mal gemeinsam klären!

lg Jens
 

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Zitat:

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Original erstellt von Jens2001:
...wieso die Vorspannung ... doch was bringt...

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Du verwechselst da was!

Zutreffend ist, dass eine zusätzliche ZUGspannung die Durchbiegung verringert. Das Rohr aber, um das es hier geht, erfährt durch das vorgeschlagene Zugseil in seinem Innern eine zusätzliche DRUCKspannung, und die erhöht eine anfängliche Durchbiegung.

Das kannst Du auch mit genau dem von Dir beschriebenen Handtest mit einem dünnen Materialstückchen bestens nachvollziehen.

Der Treadersteller muss diese Zusatzdiskussion tolerieren, denn er selber hat diesen Vorschlag gemacht.

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Roland  
www.Das-Entwicklungsbuero.de

It's not the hammer - it's the way you hit!

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Hallo Doc,

ich habe aber kein Zugseil vorgeschlagen (dies würde ja eine Druckspannung ins Rohr bringen), sondern ein Rohr mit Innengewinde in das in kürzeren Abständen Muttern eingeschraubt werden, mit deren Hilfe Druckstäbe zwischen den Muttern verspannt werden können, die wiederum eine Zugspannung von innen auf das Rohr bringen!
Auf höhe der Mutter ist die Vorspannung dann Null und zwischen den Muttern gibt es eine Zugspannung im Rohr.

Ich weiß sehr sehr aufwendig, aber es sollte so funktionieren.

lg Jens

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Hallo Jens,

stell doch einfach mal eine Handskizze ein 

Dann kann man sich mal vorstellen was Du eigentlich machen willst.

Grüße Andreas

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Stillstand ist Rückschritt

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Rohr.JPG

So, hier jetzt mal ne Skizze von meiner Idee...
das Rohr hat ein Innengewinde!
Als erstes wird eine der Muttern eingeschraubt, dann ein Druckstuck eingesetzt, mit der nächsten Mutter wird das Druckstück verspannt also unter Druck gesetzt. Dies impliziert dann im entsprechenden Segment des Rohres eine Zugspannung, diese fällt im Bereich der Mutter also zwischen den Segmenten auf Null!
Das macht aber nichts, denn erstens ist dieser Spannungslose Bereich sehr kurz und zweitens durch die Muttern auch noch sehr steif!
So wird dann das Rohr in seiner gesamten Länge Mutter Druckstück Mutter usw. aufgebaut und schön verspannt und siehe da wir sollten das Problem Durchbiegung in den Griff bekommen!

lg jens

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Hallo,

das M30*1,5 schneidest Du aber auf 8,5 Meter in das Rohr  

Grüße Andreas 

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Stillstand ist Rückschritt

Mod Edit: Meter ausgeschrieben

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Zitat:

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Original erstellt von Jens2001:
So, hier jetzt mal ne Skizze von meiner Idee...

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Sehr gut! Vorher hab ich das mit Deinen Druckstücken falsch verstanden.

Zitat:

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Original erstellt von Jens2001:
... im entsprechenden Segment des Rohres eine Zugspannung...

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Ja, OK, so stimmt das dann.

Zitat:

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Original erstellt von Jens2001:
... diese fällt im Bereich der Mutter also zwischen den Segmenten auf Null!

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Ja.

Zitat:

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Original erstellt von Jens2001:
Das macht aber nichts,...

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Nicht Null, aber im Prinzip bin ich auch damit einverstanden!

Ich glaube auch, dass das mit all dem Material drin tatsächlich steifer wird als das Rohr allein - Aber: trotz der inneren Spannungen kann es niemals steifer sein als ein massiver Rundstab.

Genauso sind Rohre niemals steifer als ein massiver Körper mit gleichem Außenprofil und aus gleichem Material.

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Roland  
www.Das-Entwicklungsbuero.de

It's not the hammer - it's the way you hit!

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"Genauso sind Rohre niemals steifer als ein massiver Körper mit gleichem Außenprofil und aus gleichem Material."

das stimmt bin ich zu 100 % einverstanden

"Ich glaube auch, dass das mit all dem Material drin tatsächlich steifer wird als das Rohr allein - Aber: trotz der inneren Spannungen kann es niemals steifer sein als ein massiver Rundstab."

Aber hier kommen wir eben nicht zusammen!

Ich behaupte mal ganz frech, dass das Rohr bei hoher Vorspannung auf Zug sehr wohl steifer werden kann als das Vollmaterial ohne Vorspannung!
Siehe eben auch gespanntes Drahtseil, eine Durchbiegung wird es natürlich immer etwas geben.
Vor allem bekommen wir durch die Vorspannung auch eine ziemlich Hohe Sicherheit gegen den Versagensfall Knicken oder Beulen.

lg Jens

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Hallo!

Zitat:

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Jetzt bitte das Thema beenden, wenn der Fragesteller sich meldet können wir ja weitermachen.

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Ich habe schon bei meinem ersten Posting gesagt das ich mich in der Statik überhaupt nicht auskenne und darum kann ich hier nicht mitdiskutieren.
Ich bin hier nur auf die Vorspannung gekommen weil man das halt so macht (Spannbeton, Holzbalken etc...).
Ich dachte das müsste bei einem Rohr auch gehen.
Ich hätte ein Drahtseil durchgezogen einige dicke Beilagscheiben draufgeklemmt (wegen dem abknicken) und das ganze angezogen.
Wenn Ihr mir jetzt sagt das geht bei einem Rohr nicht bzw. macht keinen Sinn, so glaube ich euch.
Ich werde die Version mit Zwischenrollenlager realisieren.
Ist zwar nicht sehr schön aber anscheinend die einzige Möglichkeit.
Wenn ich die Verdrehung und die Durchbiegung errechnet habe (gestaltet sich beides sehr schwierig für mich) kaufe ich ein Rohr (gefühlsmaessig werde ich d=38mm und Wandstärke 2mm nehmen) und fange an.
Da kann ich dann ja ein seil durchziehen und euch berichten ob's was bringt oder nicht.

Danke für euren Input:

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@ rwalli,

Druck bringt Dir leider garnix es ist ein langer schlanker Stab also ein klassischer Eulerknickfall Du verschlimmbesserst also nur Dein Problem!
Mach Dir doch mal den Spaß und rechne dein Rohr auf Knickung nach Euler, dann kannst Du auch ermitteln bei welcher Kraft es Ausknickt und dann ist Dein Rohr noch nicht mal 100 % gerade was die Situation nur noch verschlimmert!
Und 8,5m bei 40mm Durchmesser ist schon sehr heftig!

lg Jens

[Diese Nachricht wurde von Jens2001 am 04. Aug. 2012 editiert.]

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Hier auf Seite 2 noch ein Diagramm zum Knicken:

http://www.aros-hydraulik.de/fileadmin/user_upload/PDF/Downloads/Massblatt_0-Z-01.pdf

Demnach verträgt eine Stange mit dem Ø 38 bei 8,5 Meter Länge überhaupt keinen Druck mehr.

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Klaus

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Noch mal zur Vorspannung mit Druck, ja das wird bei Beton welcher auf Biegung beansprucht wird gern gemacht, es hat aber einen einzigen Grund...
Beton kann sehr gut Druckspannungen vertragen, aber fast keine Zugspannungen!
Dazu kommt das solche vorgespannten Bauteile nicht kritisch auf Knickung nach Euler sind, eher nach Thetmayer, wenn überhaupt und es nicht sogar um Quetschung geht.

Ich habe hier mal noch was schönes zum Thema angehängt...

http://www.uni-magdeburg.de/ifme/l-festigkeit/pdf/ab_stabilitaet.pdf

lg Jens

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Zitat:

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Original erstellt von Ing. Gollum:

Das würde nur Sinn machen, wenn das Material einen progressiven Spannung/Dehnungsverlauf hat, keinen Zug übertragen kann.

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Was meinst wohl was ich damit schon vor Tagen meinte... 

Mach dir einfach mal den Spaß auszurechnen viel Zug nötig ist, um Durchbiegung eines durch Eigengewicht belasten Rohres auf die Hälfte zu reduzieren, dann verstehst du vllt. endlich, warum es in der Praxis niemand macht...

Alternativ kannst auch eine Bierdose in die Mitte eines Seils hängen und anschließend versuchen es gerade zu ziehen... Da macht dir genau der selbe mathematische Zusammenhang ebenso zu schaffen.

Königsweg zu weniger Durchbiegung: Die Verkürzung der freien Länge, danach erst Erhöhung der Steifigkeit, natürlich unter Berücksichtigung der Spannungen und des Eigengewichts.

Grüße,

Gollum

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'Wir leben in Zeiten epochaler Veränderungen.' - Angela Merkel, 2011

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hallo,
nun ich habe mich jetzt recht intensiv der Problematik Verringerung der Durchbiegung durch Zugvorspannung beschäftigt.
Die Differenz der Spannung oben Druck unten Zug bleibt ja gleich also gibt es eine Biegung, soweit haben die Kritiker recht auch wenn es jetzt oben und unten Zugspannungen gibt bleibt die Spannungsdiffernz gleich!
Aber es gibt zwei Unterschiede:
1. es verschiebt sich die neutrale Faser nach oben
2. es gibt eine Veränderung in der Lagersteifigkeit hin zu so etwas ähnlichem wie einer festen Einspannung und dadurch eine Stützwirkung

3. das Stabilitätsproblem Knickung wird ganz erheblich positiv durch die Vorspannung mit Zug beeinflusst

Wenn jetzt die elastische Biegung auch nicht so beeinflusst wird wie ich ursprünglich dachte, so gibt es doch einige Effekte die die Durchbiegung positiv beeinflussen.

lg Jens 

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Wünsche dir viel Spaß beim Rechnen, auf das es dir wie Schuppen von den Augen fällt.

Besser als selbst alles zu prüfen, kann man garnicht lernen. 

Grüße,

Gollum

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'Wir leben in Zeiten epochaler Veränderungen.' - Angela Merkel, 2011

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auflagermarkise.png

Guten Abend,

Gestern beim Italinier eine Pizza gegessen und was sehe ich - Meine Idee hatte schon jemand anders vor mir.

Die Markise ist ca. 12m lang. Die Rollen sind auch so angeordnet, dass sowohl Eigenlast als auf Zug aufgenommen werden.

Hab direkt mal ein Bild davon gemacht und es angehängt.

Wie sieht es mit deiner Markise aus?

Und was macht die Berechnung der Kreativlösung?

Grüße,

Gollum

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'Wir leben in Zeiten epochaler Veränderungen.' - Angela Merkel, 2011

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nun die Berechnung bringt folgendes Ergebnis...

größere Duchbiegungen lassen sich durch implizierte Zugspannungen sehr gut beseitigen, ohne dass die Spannungen stark ansteigen!
die letzten paar mm bekommt man aber nicht mehr weg.

es gibt durch die Zugspannung eine Verschiebung der "Nullspannung" nach oben und dadurch eine Art Verschiebung der neutralen Phaser, deren Lage ja durch Nullspannung definiert ist.
Vielleicht schreibe ich dazu mal nen bisschen was.

lg Jens

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Zitat:

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Original erstellt von Jens2001:
implizierte Zugspannungen [...] ohne dass die Spannungen stark ansteigen
lg Jens

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Na, das würde ich mir aber sofort patentieren lassen!

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