Fall 06 — Starrer Rahmen unter kombinierten Einzel- und Streckenlasten
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:
- Biegemomente
Statisches System
Geometrie, Lagerungsbedingungen und Lastanwendung im Verifizierungsmodell.
Modellparameter
| Parameter | Wert |
|---|---|
| Elementtyp | Beam element |
| Material | Steel, 2.0 × 10⁸ kN/m² |
| Querschnittseigenschaften | I = 8×10⁻⁶ m⁴, I = 16×10⁻⁶ m⁴ |
| Lagerungsbedingungen | Nodes D, C: fixed |
| Lasten | Concentrated load −36 kN at node A; Uniformly distributed load −64.8 kN/m on rod BC |
Numerische Ergebnisse
Verschiebungen
Biegemomentlinie
Tabellenergebnisse aus RodX
Comparison (kN·m)
| Schnitt | Analytische Lösung | RodX |
|---|---|---|
| A(3) | 0.0 | 0.0 |
| 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) | 13.5 | 13.44 |
Die numerischen Ergebnisse aus RodX weichen weniger als 1% von der analytischen Lösung ab.
Literatur
- C.K. Wang, Intermediate Structural Analysis, McGraw-Hill, 1985, p. 205.