Projekt - Brückenkran
Abschnittsübersicht
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Motivation:
Der hier abgebildete Brückenkran soll in einer Halle montiert werden. Da die zu hebenden Halbzeuge zum Teil ein hohes Gewicht aufweisen, wird der Kran stark belastet. Damit die Belastung nicht zu groß wird und keine gesetzlichen Grenzen überschritten werden, werden verschiedene Berechnungen benötigt.
Sebastian Vennebusch @ pixabay, Lizenz: https://pixabay.com/de/service/license-summary/
Sebastian Vennebusch @ pixabay, Lizenz: https://pixabay.com/de/service/license-summary/
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Ordnen Sie einzelnen Konstruktionselementen des Krans bestimmte Modelle zu. Führen Sie dazu das Drag and Drop Modul “Brückenkran” aus.
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Erstellen Sie ein möglichst realistisches Modell für den Brückenkran. Fertigen Sie entsprechende Zeichnungen an und beschriften Sie darin sämtliche Teilelemente des Modells. Erläutern Sie, warum dieses Modell für uns im Rahmen der Statik nicht zielführend sein kann, um Berechnungen durchzuführen.
Laden Sie Ihre Zeichnung durch einen Klick auf den folgenden Button hoch. Beachten Sie, dass die Abgabe nach dem Hochladen erneut bestätigt werden muss.
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Geöffnet: Mittwoch, 21. Januar 2026, 00:00
Erstellen Sie ein möglichst realistisches Modell für den Brückenkran. Fertigen Sie entsprechende Zeichnung an und beschriften Sie darin sämtliche Teilelemente des Modells. Erläutern Sie, warum dieses Modell für uns im Rahmen der Statik nicht zielführend sein können, um Berechnungen durchzuführen.
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Erstellen sie ein für Berechnungen in der Statik geeignetes Ersatzsystem. Treffen Sie Annahmen zur Vereinfachung der Systeme. Analysieren Sie diese Vereinfachungen und schätzen Sie intuitiv ab, wie gravierend sich diese vermutlich auf die Ergebnisse auswirken. Wählen und nennen Sie realistische Werte für die relevanten Belastungen der Teilsysteme. Gehen Sie dabei davon aus, dass der Kran aus Stahl hergestellt wurde. Der Kran kann Lasten bis zu \(8\,\text{t}\) tragen. Die Spannweite des Kranes beträgt \(l = 15\,\text{m}\).
Laden Sie Ihre Zeichnung durch einen Klick auf den folgenden Button hoch. Beachten Sie, dass die Abgabe nach dem Hochladen erneut bestätigt werden muss.
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Geöffnet: Mittwoch, 21. Januar 2026, 00:00
Erstellen sie ein für Berechnungen in der Statik geeignetes Ersatzsystem. Treffen Sie dazu Annahmen zum Vereinfachen der Systeme. Analysieren Sie diese Vereinfachungen und schätzen Sie intuitiv ab, wie gravierend sich diese vermutlich auf die Ergebnisse auswirken. Wählen und nennen Sie realistische Werte für die relevanten Belastungen der Teilsysteme. Gehen Sie dabei davon aus, das der Kran aus Stahl hergestellt wurde. Der Kran kann Lasten bis zu 8t tragen. Die Spannweite des Kranes beträgt ℓ = 15 m.
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Berechnen Sie auf Grundlage der vereinfachten Modelle die Auflagerreaktionen sowie die Schnittgrößenfunktion des Brückenkrans in Abhängigkeit der Position \( x_L \) der Laufkatze. Wählen Sie dazu geeignete Schnitte inklusive der zugehörigen Freikörperbilder. Stellen Sie die jeweiligen Gleichungen und Gleichungssysteme auf.
Starten Sie anschließend den Test zum Thema Auflager- und Schnittgrößenberechnung durch einen Klick auf den folgenden Button.
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Berechnen Sie auf Grundlage der vereinfachten Modelle die Auflagerreaktionen sowie die Schnittgrößenfunktion des Brückenkrans in Abhängigkeit der Position \( x_L \) der Laufkatze. Wählen Sie dazu geeignete Schnitte inklusive der zugehörigen Freikörperbilder. Stellen Sie die jeweiligen Gleichungen und Gleichungssysteme auf.
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Ermitteln Sie für welche Position der Laufkatze die größten Auflagerreaktionen auftreten.
Starten Sie anschließend den Test zur Bestimmung der maximalen Belastung an den Auflagern durch einen Klick auf den folgenden Button.
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Ermitteln Sie für welche Positionen der Laufkatze die maximalen Belastungen auftreten.
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Stellen Sie die berechneten Schnittgrößenfunktionen für verschiedene Positionen \(x_L\) der Laufkatze grafisch dar. Berechnen Sie die Extremstellen für \(x_L=l\) und \(x_L=l/2 \). Ermitteln Sie, für welche Position der Laufkatze die größten Belastungen aus Schnittgrößen für das System auftreten.
Laden Sie Ihre Grafiken und Lösungen durch einen Klick auf den folgenden Button hoch. Beachten Sie, dass die Abgabe nach dem Hochladen erneut bestätigt werden muss.
Starten Sie anschließend den Test zur Bestimmung der maximalen Belastung durch Schnittgrößen durch einen Klick auf den folgenden Button.
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Geöffnet: Mittwoch, 21. Januar 2026, 00:00
Stellen Sie die berechneten Schnittgrößenfunktionen für verschiedene Positionen \(x_L\) der Laufkatze grafisch dar.
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Berechnen Sie die Extremstellen für \(x_L=l\) und \(x_L=l/2 \). Ermitteln Sie, für welche Position der Laufkatze die größten Belastungen aus Schnittgrößen für das System auftreten.
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Erstellen Sie ein geeignetes Ersatzsystem für Halbzeuge in den beiden Greifern des Kranes, welches mit den Ihnen aus der Veranstaltung bekannten Methoden berechenbar ist. Gehen Sie dabei davon aus, dass nur ein Halbzeug vom Kran gehoben wird, welches als Balken betrachtet werden kann.
Laden Sie Ihr Ersatzsystem durch einen Klick auf den folgenden Button hoch. Beachten Sie, dass die Abgabe nach dem Hochladen erneut bestätigt werden muss.
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Geöffnet: Mittwoch, 21. Januar 2026, 00:00Erstellen Sie ein geeignetes Ersatzsystem für Halbzeuge in den beiden Greifern des Kranes, welches mit den Ihnen aus der Veranstaltung bekannten Methoden berechenbar ist. Gehen Sie dabei davon aus, dass nur ein Halbzeug vom Kran gehoben wird, welches als Balken betrachtet werden kann
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Ermitteln Sie die Schnittgrößenverläufe im Halbzeug für verschiedene Positionierungen der beiden Greifer.
Starten Sie anschließend den Test zur Bestimmung der Schnittgrößen im Halbzeug durch einen Klick auf den folgenden Button.
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Ermitteln Sie die Schnittgrößenverläufe im Halbzeug für verschiedene Positionierungen der beiden Greifer.
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Bestimmen Sie, für welche symmetrischen Positionen \((x_A, l-x_A)\) der beiden Greifer das Halbzeug am wenigsten durch Schnittgrößen belastet wird.
Starten Sie anschließend den Test zur Bestimmung der minimalen Belastung durch Schnittgrößen durch einen Klick auf den folgenden Button.
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Bestimmen Sie, für welche symmetrischen Positionen \((x_A, l-x_A)\) der beiden Greifer das Halbzeug am wenigsten durch Schnittgrößen belastet wird.
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Erstellen Sie ein geeignetes Ersatzsystem für einen Dachbinder der Dachkonstruktion. Nennen Sie die für das vorliegende System relevanten Belastungen.
Laden Sie Ihr Ersatzsystem durch einen Klick auf den folgenden Button hoch. Beachten Sie, dass die Abgabe nach dem Hochladen erneut bestätigt werden muss.
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Geöffnet: Mittwoch, 21. Januar 2026, 00:00Erstellen Sie ein geeignetes Ersatzsystem für einen Dachbinder der Dachkonstruktion. Nennen Sie die für das vorliegende System relevanten Belastungen.
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Alle Stabkräfte im System wurden numerisch berechnet. Überprüfen Sie die Ergebnisse, indem sie die drei betragsmäßig größten Stabkräfte händisch nachrechnen.
Starten Sie anschließend den Test zur Überprüfung der Stabkräfte durch einen Klick auf den folgenden Button.
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Alle Stabkräfte im System wurden numerisch berechnet. Überprüfen Sie die Ergebnisse, indem sie die drei betragsmäßig größten Stabkräfte händisch nachrechnen
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Es stellt sich heraus, dass die Dachbinder nach gesetzlichen Bestimmungen nicht mehr ausreichend sind, um das Dach zu stützen. Die maximal zulässige Stabkraft wird um den Faktor 1,4 überschritten. Daher werden drei verschiedene Änderungsmöglichkeiten ermittelt. Analysieren und beurteilen Sie die Vorschläge unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten. Welche Möglichkeit ist aus Ihrer Sicht am sinnvollsten?
- Halbe Abstände zwischen den Dachbindern zum Stützen der Dachkonstruktion. → Die Anzahl der Dachbinder sowie die Kosten verdoppeln sich.
- Doppelte Querschnitte aller Stäbe des Dachbinders. → Die maximal zulässige Stabkraft sowie die Materialkosten verdoppeln sich.
- Anderes Material mit höherer Festigkeit für den gesamten Dachbinder. → Die maximal zulässige Stabkraft erhöht sich um den Faktor 1,5. Die Kosten erhöhen sich um den Faktor 1,7.
Starten Sie anschließend den Test zur Beurteilung der Vorschläge für eine Änderung der Dachbinder durch einen Klick auf den folgenden Button.
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Es stellt sich heraus, dass die Dachbinder nach gesetzlichen Bestimmungen nicht mehr ausreichend sind, um das Dach zu stützen. Die maximal zulässige Stabkraft wird um den Faktor 1,4 überschritten. Daher werden drei verschiedene Änderungsmöglichkeiten ermittelt. Analysieren und beurteilen Sie die Vorschläge unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten. Welche Möglichkeit ist aus Ihrer Sicht am sinnvollsten?
- Halbe Abstände zwischen den Dachbindern zum Stützen der Dachkonstruktion. → Die Anzahl der Dachbinder sowie die Kosten verdoppeln sich.
- Doppelte Querschnitte aller Stäbe des Dachbinders. → Die maximal zulässige Stabkraft sowie die Materialkosten verdoppeln sich.
- Anderes Material mit höherer Festigkeit für den gesamten Dachbinder. → Die maximal zulässige Stabkraft erhöht sich um den Faktor 1,5. Die Kosten erhöhen sich um den Faktor 1,7.
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Erweitern und verbessern Sie die Vorschläge. Welche Alternativen kommen außerdem in Frage?
Laden Sie Ihre Vorschläge durch einen Klick auf den folgenden Button hoch. Beachten Sie, dass die Abgabe nach dem Hochladen erneut bestätigt werden muss.
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Geöffnet: Mittwoch, 21. Januar 2026, 00:00Erweitern und verbessern Sie die Vorschläge. Welche Alternativen kommen außerdem in Frage?
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