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Fall 06 — Starrer Rahmen unter kombinierten Einzel- und Streckenlasten

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Ein starres ebenes Rahmentragwerk wird durch eine konzentrierte Vertikallast am Knoten A und eine gleichmäßig verteilte Last entlang des horizontalen Riegels belastet. Der Rahmen besteht aus einem vertikalen Stiel und einem horizontalen Riegel mit unterschiedlicher Biegesteifigkeit. Biegemomente an ausgewählten Schnitten werden ausgewertet.

Beschreibung

Analysieren Sie das in der Abbildung dargestellte starre Rahmentragwerk. Der Rahmen wird durch eine konzentrierte Last von 36 kN am Knoten A und eine gleichmäßig verteilte Last von 64,8 kN/m entlang des Stabs BC belastet (horizontaler Riegel: Biegesteifigkeit 2I, vertikaler Stiel: I).

Gesucht:

Statisches System

Rigid frame under combined concentrated and distributed loads

Geometrie, Lagerungsbedingungen und Lastanwendung im Verifizierungsmodell.

Modellparameter

ParameterWert
ElementtypBeam element
MaterialSteel, 2.0 × 10⁸ kN/m²
QuerschnittseigenschaftenI = 8×10⁻⁶ m⁴, I = 16×10⁻⁶ m⁴
LagerungsbedingungenNodes D, C: fixed
LastenConcentrated load −36 kN at node A; Uniformly distributed load −64.8 kN/m on rod BC

Numerische Ergebnisse

Verschiebungen

Deformed shape of a rigid frame under combined loading

Biegemomentlinie

Bending moment diagram for a rigid frame

Tabellenergebnisse aus RodX

Internal force results for frame elements

Comparison (kN·m)

Schnitt Analytische Lösung RodX
A(3)0.00.0
B(3)-54.0-54.0
B(2)-81.0-80.9
C(2)-162.0-162.2
B(1)-27.0-26.9
D(1)13.513.44

Die numerischen Ergebnisse aus RodX weichen weniger als 1% von der analytischen Lösung ab.

Literatur

  1. C.K. Wang, Intermediate Structural Analysis, McGraw-Hill, 1985, p. 205.