tehnishe niversitÄt kaiserslatern … 2 vektor 3 vektor 4 x y addieren von kräften (zeichnerisch)...

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Seite von 19 FACHBEREICH ARCHITEKTUR WS 17/18 TECHNISCHE UNIVERSITÄT KAISERSLAUTERN FACHGEBIET TRAGWERK UND MATERIAL PROF. DR.-ING. JÜRGEN GRAF VEKTOREN TRAGWERK UND MATERIAL I Beispiel: Ermitteln Sie die Resultierende aus den beiden Kräften graphisch. 4 kN 5 kN 6 kN 3,5 kN 1 7,2 kN 7,7 kN

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FACHGEBIET TRAGWERK UND MATERIALPROF DR-ING JUumlRGEN GRAF

VEKTOREN TRAGWERK UND MATERIAL I

Beispiel Ermitteln Sie die Resultierende aus den beiden Kraumlften graphisch

4 kN

5 kN

6 kN

35 kN

1

72 kN

77 kN

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FACHGEBIET TRAGWERK UND MATERIALPROF DR-ING JUumlRGEN GRAF

VEKTOREN TRAGWERK UND MATERIAL I

72 kN

77 kN

Beispiel Die Kraft F soll auf 2 Kraftkomponenten entlang der Wirkungslinien aufgeteilt werden

2

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FACHGEBIET TRAGWERK UND MATERIALPROF DR-ING JUumlRGEN GRAF

VEKTOREN TRAGWERK UND MATERIAL I

Beispiel

Mit welchem der 3 Seile laumlsst sich Ihr Auto am wahrscheinlichsten auf die Fahrbahn zuruumlckziehen

α = 8degβ = 30deg

γ = 45deg

F

FF

F = 06 kN

Beispiel Die Kraft F soll auf 2 Kraftkomponenten entlang der Wirkungslinien aufgeteilt werden

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VEKTOREN TRAGWERK UND MATERIAL I

Beispiel

γ = 45deg

F

F = 06 kN

4

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VEKTOREN TRAGWERK UND MATERIAL I

Beispiel Beispiel

β = 30degF

F = 06 kN

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FACHGEBIET TRAGWERK UND MATERIALPROF DR-ING JUumlRGEN GRAF

VEKTOREN TRAGWERK UND MATERIAL I

Beispiel

α = 8deg F

F = 06 kN

6

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VEKTOREN TRAGWERK UND MATERIAL I

Vektor 1

Vektor 2

Vektor 3 Vektor 4

X

Y

Addieren von Kraumlften (zeichnerisch)Beispiel

7

R

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VEKTOREN TRAGWERK UND MATERIAL I

Aufgabe 1 Zentrales Ebenes Kraftsystem (ZEK) Gegeben sei eine Straszligenlampe die uumlber zwei Seile an zwei gegenuumlberliegenden Waumlnden bdquoab-gehaumlngtldquo befestigt ist Die Gewichtskraft der Lampe betraumlgt 05 kN

Gesucht ist die rechnerische und die zeichnerische Ermittlung der beiden Zugelemente S1 und S2 wenn β = 30deg ist

β = 30deg β = 30deg

F Lampe = 05 kN

l2 l2

8

ZEICHNERISCH

WL 1WL 2

WL 2 `

05 kN = 25 cm

s1 = s2 = 25 cm 25 cm = 05 kN

Waumlhle Massstab 1cm = 02 kN

25 cm

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VEKTOREN TRAGWERK UND MATERIAL I

ZEICHNERISCH

RECHNERISCH

Aufgabe 1 Zentrales Ebenes Kraftsystem (ZEK) Gegeben sei eine Straszligenlampe die uumlber zwei Seile an zwei gegenuumlberliegenden Waumlnden bdquoab-gehaumlngtldquo befestigt ist Die Gewichtskraft der Lampe betraumlgt 05 kN

Gesucht ist die rechnerische und die zeichnerische Ermittlung der beiden Zugelemente S1 und S2 wenn β = 30deg ist

β = 30deg β = 30deg

F Lampe = 05 kN

l2 l2

9

25 cm FLampe2

FLampe2

WL 1 WL 2

β = 30degF Lampe2 = 025 kN

s1 S1y = F2 = 025 kN

β = 30deg sin β = S1y S1

S1 = S1y sin (30deg) = 025 kN 05

= 05 kN

s1

s1x

s1y =

Aufteilen der Kraft FLampe in

2 Teilkraumlfte FLampe2

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VEKTOREN TRAGWERK UND MATERIAL I

Aufgabe 2 Allgemeines Ebenes Kraftsystem (AEK) Gegeben ist ein Kranseil an dem mit Hilfe einer Traverse ein Fertigteil gehoben wird Das Fertig-teil hat eine Gewichtskraft von 75 kN

Gesuchta) Krafteck uumlber die Knoten I und II wenn α = 45deg ist Sowie die Stabkraft S1 bis S4b) Rechnerische und Zeichnerische Ermittlung der Stabkraumlfte S1 bis S4c) Groumlszlige des Winkels α damit S2 = G ist

α α

G = 75 kN

S 1

S 2

I

II

S 2

S 4 S 4S 3

10

II

WL 2

WL 3

WL 4

S 2

S 4 S 3

Knoten II Kraumlfteplan AnmerkungDas Kraumlftedreieck muss geschlossen sein

S 2 S 4 (Zugkraft)

S 3

S 2 = ~530 kNS 3 = ~375 kNS 4 = 375 kN

Anmerkung

S4 = G2 wenn G symmetrisch an der Traverse haumlngt

S 4 = G2 = 375 kN

Kraftmaszligstab 1kN = 01cm

Pfeilrichtung definiert Druck- oder Zugkraft

Pfeilspitze zeigt vom Knoten weg Zugkraft

Pfeilspitze zeigt vom Knoten weg Zugkraft

Pfeilspitze zeigt zum Knoten hin Druckkraft

WL 2lsquolsquo

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VEKTOREN TRAGWERK UND MATERIAL I

WL 2

WL 1

WL 2

Knoten I Kraumlfteplan AnmerkungDas Kraumlftedreieck muss geschlossen sein

Aufgabe 2 Allgemeines Ebenes Kraftsystem (AEK) Gegeben ist ein Kranseil an dem mit Hilfe einer Traverse ein Fertigteil gehoben wird Das Fertig-teil hat eine Gewichtskraft von 75 kN

Gesuchta) Krafteck uumlber die Knoten I und II wenn α = 45deg ist Sowie die Stabkraft S1 bis S4b) Rechnerische und Zeichnerische Ermittlung der Stabkraumlfte S1 bis S4c) Groumlszlige des Winkels α damit S2 = G ist

α α

G = 75 kN

S 1

S 2

I

II

S 2

S 4 S 4S 3

11

S 2 S 2

S 1WL 2lsquolsquo

S 2 = ~530 kN

S 1 = 75 kN

Anmerkung

S1 = G da an S1 die gesamte Gewichtskraft angreift

S 4 = G2 = 375 kN

Kraftmaszligstab 1kN = 01cm

Alle Pfeilspitzen zeigen vom Knoten weg Alle Kraumlfte sind Zugkraumlfte

S 1 (Zugkraft)

S 2

S 2

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VEKTOREN TRAGWERK UND MATERIAL I

Aufgabe 2 Allgemeines Ebenes Kraftsystem (AEK) Gegeben ist ein Kranseil an dem mit Hilfe einer Traverse ein Fertigteil gehoben wird Das Fertig-teil hat eine Gewichtskraft von 75 kN

Gesuchta) Krafteck uumlber die Knoten I und II wenn α = 45deg ist Sowie die Stabkraft S1 bis S4b) Rechnerische und Zeichnerische Ermittlung der Stabkraumlfte S1 bs S4c) Groumlszlige des Winkels α damit S2 = G ist

α α

G = 75 kN

S 1

S 2

I

II

S 2

S 4 S 4S 3

12

Knoten II Kraumlfteplan

Anmerkung Die Seilkraumlfte S4und S1 sind klar

S4 = G2 wenn G symmetrisch an der Traverse haumlngt

und

S1 = G

S2V - S4 = 0

S2V = S4

S2V = 12 G

S2 = S2V sin(α)

S2 = (12 G)sin(α)

S2 = (375 kN)sin(45deg)

S2 = 5303 kN

S2H - S3 = 0

S3 = S2H

S3 = S2 cos(α)

S3 = [(12 G)sin(45)] cos(45)

S3 = 12 G

S3 = 375 kN

S 2S 2V

S 2H

S 4

S 3

α

α

S 4 = G2 = 375 kN

Kraftmaszligstab 1kN = 01cm

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VEKTOREN TRAGWERK UND MATERIAL I

Knoten I

Aufgabe 2 Allgemeines Ebenes Kraftsystem (AEK) Gegeben ist ein Kranseil an dem mit Hilfe einer Traverse ein Fertigteil gehoben wird Das Fertig-teil hat eine Gewichtskraft von 75 kN

Gesuchta) Krafteck uumlber die Knoten I und II wenn α = 45deg ist Sowie die Stabkraft S1 bis S4b) Rechnerische und Zeichnerische Ermittlung der Stabkraumlfte S1 bs S4c) Groumlszlige des Winkels α damit S2 = G ist

α α

G = 75 kN

S 1

S 2

I

II

S 2

S 4 S 4S 3

13

Kraumlfteplan

Anmerkung Die Seilkraumlfte S4und S1 sind klar

S4 = G2 wenn G symmetrisch an der Traverse haumlngt

und

S1 = G

S1 - 2 S2V = 0

S2V = S1 2

S2V = 12 G

sin(α) = S2V S2

S2 = S2V sin(α)

S2 = (12 G)sin(α)

S2 = (375 kN)sin(45deg)

S2 = 5303 kN

S 1S 2

S 2

α

S 4 = G2 = 375 kN

Kraftmaszligstab 1kN = 01cm

S 2V

S 2H

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VEKTOREN TRAGWERK UND MATERIAL I

Aufgabe 2 Allgemeines Ebenes Kraftsystem (AEK) Gegeben ist ein Kranseil an dem mit Hilfe einer Traverse ein Fertigteil gehoben wird Das Fertigteil hat eine Gewichtskraft von 75 kN

Gesuchta) Krafteck uumlber die Knoten I und II wenn α = 45deg ist Sowie die Stabkraft S1 bis S4b) Rechnerische und Zeichnerische Ermittlung der Stabkraumlfte S1 bs S4c) Groumlszlige des Winkels α damit S2 = G ist

α α

G = 75 kN

S 1

S 2

I

II

S 2

S 4 S 4S 3

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Knoten II

ZEICHNERISCH

30deg

r = 75 cm

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Knoten II

ZEICHNERISCH

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Knoten II

Aufgabe 2 Allgemeines Ebenes Kraftsystem (AEK) Gegeben ist ein Kranseil an dem mit Hilfe einer Traverse ein Fertigteil gehoben wird Das Fertigteil hat eine Gewichtskraft von 75 kN

Gesuchta) Krafteck uumlber die Knoten I und II wenn α = 45deg ist Sowie die Stabkraft S1 bis S4b) Rechnerische und Zeichnerische Ermittlung der Stabkraumlfte S1 bs S4c) Groumlszlige des Winkels α damit S2 = G ist

α α

G = 75 kN

S 1

S 2

I

II

S 2

S 4 S 4S 3

RECHNERISCH

sin(α) = S2H G

sin(α) =05G G

sin(α) = 12

α = sin-1(05)

α = 30deg

S 2H = 12 GG

α

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s1 s2

S

A

B

s3s4

s5

Aufgabe 3 Zentrales Ebenes Kraftsystem (ZEK) Uumlber einen Talgraben ist nachfolgend vereinfacht dargestellte Bruumlcke errichtet Die auftretenden Kraumlfte werden uumlber Seile (S1 = 2700 kN S2 = 2500 kN S3 = 2600 kN S4 = 3400 kN S5 = 3800 kN) und einen Pylon abgeleitet

a) Bestimmen Sie zeichnerisch die Resultierende der 5 Seilkraumlfte am Pylonkopf

b) Ermitteln Sie den vertikalen und horizontalen Anteil der Resultierenden

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R ~ 11700 kN

R h ~ 3800 kN

R v ~ 11100 kN

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VEKTOREN TRAGWERK UND MATERIAL I

Aufgabe 4 Allgemeines Ebenes Kraftsystem (AEK)

Ermitteln Sie zeichnerisch die Kraumlften F1 F2 und F3 (1kN = 1cm)

FLast = 5 kN

F2 F2

F3 F3

F1 F1

52deg

17

83 cm = 415 kN

65 cm = 325 kN

5 cm = 25 kN

10 cm = 5 kN

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Aufgabe 4 Allgemeines Ebenes Kraftsystem (AEK)

Ermitteln Sie zeichnerisch die Kraumlften F1 F2 und F3 (1kN = 1cm)

FLast = 5 kN

F2 F2

F3 F3

F1 F1

52deg

18

FLast2 = 25 kN52deg

38deg

tan 38deg = 05 FLast H

H = 05 FLast tan 38deg

H = 25 kN 078

H = 32 kN

sin 38deg = 05 FLast D

D = 05 FLast sin 38deg

H = 25 kN 0616

H = 406 kN

D

H

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Aufgabe 5 Fahrradrahmen

Fuumlr das dargestellte Fahrrad sollen die Stabkraumlfte s1 - s5 im Rah-men zeichnerisch ermittelt werden

Zur Vereinfachung ist von der nachfolgenden Stabanordnung auszugehen bei der die Staumlbe gelenkig miteinander verbunden sind und die Gewichtskraft des Radfahrers (F = 09 kN) nur am mittleren unteren Knoten wirkt (Wiegetritt)

12 12

F

s1

s2 s3 s4

s5

042 kN (Druck)

027 kN (Zug)

049 kN (Druck)044 kN (Zug)

062 kN (Zug)

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72 kN

77 kN

Beispiel Die Kraft F soll auf 2 Kraftkomponenten entlang der Wirkungslinien aufgeteilt werden

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Beispiel

Mit welchem der 3 Seile laumlsst sich Ihr Auto am wahrscheinlichsten auf die Fahrbahn zuruumlckziehen

α = 8degβ = 30deg

γ = 45deg

F

FF

F = 06 kN

Beispiel Die Kraft F soll auf 2 Kraftkomponenten entlang der Wirkungslinien aufgeteilt werden

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Beispiel

γ = 45deg

F

F = 06 kN

4

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Beispiel Beispiel

β = 30degF

F = 06 kN

5

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Beispiel

α = 8deg F

F = 06 kN

6

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VEKTOREN TRAGWERK UND MATERIAL I

Vektor 1

Vektor 2

Vektor 3 Vektor 4

X

Y

Addieren von Kraumlften (zeichnerisch)Beispiel

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R

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VEKTOREN TRAGWERK UND MATERIAL I

Aufgabe 1 Zentrales Ebenes Kraftsystem (ZEK) Gegeben sei eine Straszligenlampe die uumlber zwei Seile an zwei gegenuumlberliegenden Waumlnden bdquoab-gehaumlngtldquo befestigt ist Die Gewichtskraft der Lampe betraumlgt 05 kN

Gesucht ist die rechnerische und die zeichnerische Ermittlung der beiden Zugelemente S1 und S2 wenn β = 30deg ist

β = 30deg β = 30deg

F Lampe = 05 kN

l2 l2

8

ZEICHNERISCH

WL 1WL 2

WL 2 `

05 kN = 25 cm

s1 = s2 = 25 cm 25 cm = 05 kN

Waumlhle Massstab 1cm = 02 kN

25 cm

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VEKTOREN TRAGWERK UND MATERIAL I

ZEICHNERISCH

RECHNERISCH

Aufgabe 1 Zentrales Ebenes Kraftsystem (ZEK) Gegeben sei eine Straszligenlampe die uumlber zwei Seile an zwei gegenuumlberliegenden Waumlnden bdquoab-gehaumlngtldquo befestigt ist Die Gewichtskraft der Lampe betraumlgt 05 kN

Gesucht ist die rechnerische und die zeichnerische Ermittlung der beiden Zugelemente S1 und S2 wenn β = 30deg ist

β = 30deg β = 30deg

F Lampe = 05 kN

l2 l2

9

25 cm FLampe2

FLampe2

WL 1 WL 2

β = 30degF Lampe2 = 025 kN

s1 S1y = F2 = 025 kN

β = 30deg sin β = S1y S1

S1 = S1y sin (30deg) = 025 kN 05

= 05 kN

s1

s1x

s1y =

Aufteilen der Kraft FLampe in

2 Teilkraumlfte FLampe2

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VEKTOREN TRAGWERK UND MATERIAL I

Aufgabe 2 Allgemeines Ebenes Kraftsystem (AEK) Gegeben ist ein Kranseil an dem mit Hilfe einer Traverse ein Fertigteil gehoben wird Das Fertig-teil hat eine Gewichtskraft von 75 kN

Gesuchta) Krafteck uumlber die Knoten I und II wenn α = 45deg ist Sowie die Stabkraft S1 bis S4b) Rechnerische und Zeichnerische Ermittlung der Stabkraumlfte S1 bis S4c) Groumlszlige des Winkels α damit S2 = G ist

α α

G = 75 kN

S 1

S 2

I

II

S 2

S 4 S 4S 3

10

II

WL 2

WL 3

WL 4

S 2

S 4 S 3

Knoten II Kraumlfteplan AnmerkungDas Kraumlftedreieck muss geschlossen sein

S 2 S 4 (Zugkraft)

S 3

S 2 = ~530 kNS 3 = ~375 kNS 4 = 375 kN

Anmerkung

S4 = G2 wenn G symmetrisch an der Traverse haumlngt

S 4 = G2 = 375 kN

Kraftmaszligstab 1kN = 01cm

Pfeilrichtung definiert Druck- oder Zugkraft

Pfeilspitze zeigt vom Knoten weg Zugkraft

Pfeilspitze zeigt vom Knoten weg Zugkraft

Pfeilspitze zeigt zum Knoten hin Druckkraft

WL 2lsquolsquo

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VEKTOREN TRAGWERK UND MATERIAL I

WL 2

WL 1

WL 2

Knoten I Kraumlfteplan AnmerkungDas Kraumlftedreieck muss geschlossen sein

Aufgabe 2 Allgemeines Ebenes Kraftsystem (AEK) Gegeben ist ein Kranseil an dem mit Hilfe einer Traverse ein Fertigteil gehoben wird Das Fertig-teil hat eine Gewichtskraft von 75 kN

Gesuchta) Krafteck uumlber die Knoten I und II wenn α = 45deg ist Sowie die Stabkraft S1 bis S4b) Rechnerische und Zeichnerische Ermittlung der Stabkraumlfte S1 bis S4c) Groumlszlige des Winkels α damit S2 = G ist

α α

G = 75 kN

S 1

S 2

I

II

S 2

S 4 S 4S 3

11

S 2 S 2

S 1WL 2lsquolsquo

S 2 = ~530 kN

S 1 = 75 kN

Anmerkung

S1 = G da an S1 die gesamte Gewichtskraft angreift

S 4 = G2 = 375 kN

Kraftmaszligstab 1kN = 01cm

Alle Pfeilspitzen zeigen vom Knoten weg Alle Kraumlfte sind Zugkraumlfte

S 1 (Zugkraft)

S 2

S 2

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VEKTOREN TRAGWERK UND MATERIAL I

Aufgabe 2 Allgemeines Ebenes Kraftsystem (AEK) Gegeben ist ein Kranseil an dem mit Hilfe einer Traverse ein Fertigteil gehoben wird Das Fertig-teil hat eine Gewichtskraft von 75 kN

Gesuchta) Krafteck uumlber die Knoten I und II wenn α = 45deg ist Sowie die Stabkraft S1 bis S4b) Rechnerische und Zeichnerische Ermittlung der Stabkraumlfte S1 bs S4c) Groumlszlige des Winkels α damit S2 = G ist

α α

G = 75 kN

S 1

S 2

I

II

S 2

S 4 S 4S 3

12

Knoten II Kraumlfteplan

Anmerkung Die Seilkraumlfte S4und S1 sind klar

S4 = G2 wenn G symmetrisch an der Traverse haumlngt

und

S1 = G

S2V - S4 = 0

S2V = S4

S2V = 12 G

S2 = S2V sin(α)

S2 = (12 G)sin(α)

S2 = (375 kN)sin(45deg)

S2 = 5303 kN

S2H - S3 = 0

S3 = S2H

S3 = S2 cos(α)

S3 = [(12 G)sin(45)] cos(45)

S3 = 12 G

S3 = 375 kN

S 2S 2V

S 2H

S 4

S 3

α

α

S 4 = G2 = 375 kN

Kraftmaszligstab 1kN = 01cm

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VEKTOREN TRAGWERK UND MATERIAL I

Knoten I

Aufgabe 2 Allgemeines Ebenes Kraftsystem (AEK) Gegeben ist ein Kranseil an dem mit Hilfe einer Traverse ein Fertigteil gehoben wird Das Fertig-teil hat eine Gewichtskraft von 75 kN

Gesuchta) Krafteck uumlber die Knoten I und II wenn α = 45deg ist Sowie die Stabkraft S1 bis S4b) Rechnerische und Zeichnerische Ermittlung der Stabkraumlfte S1 bs S4c) Groumlszlige des Winkels α damit S2 = G ist

α α

G = 75 kN

S 1

S 2

I

II

S 2

S 4 S 4S 3

13

Kraumlfteplan

Anmerkung Die Seilkraumlfte S4und S1 sind klar

S4 = G2 wenn G symmetrisch an der Traverse haumlngt

und

S1 = G

S1 - 2 S2V = 0

S2V = S1 2

S2V = 12 G

sin(α) = S2V S2

S2 = S2V sin(α)

S2 = (12 G)sin(α)

S2 = (375 kN)sin(45deg)

S2 = 5303 kN

S 1S 2

S 2

α

S 4 = G2 = 375 kN

Kraftmaszligstab 1kN = 01cm

S 2V

S 2H

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VEKTOREN TRAGWERK UND MATERIAL I

Aufgabe 2 Allgemeines Ebenes Kraftsystem (AEK) Gegeben ist ein Kranseil an dem mit Hilfe einer Traverse ein Fertigteil gehoben wird Das Fertigteil hat eine Gewichtskraft von 75 kN

Gesuchta) Krafteck uumlber die Knoten I und II wenn α = 45deg ist Sowie die Stabkraft S1 bis S4b) Rechnerische und Zeichnerische Ermittlung der Stabkraumlfte S1 bs S4c) Groumlszlige des Winkels α damit S2 = G ist

α α

G = 75 kN

S 1

S 2

I

II

S 2

S 4 S 4S 3

14

Knoten II

ZEICHNERISCH

30deg

r = 75 cm

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Knoten II

ZEICHNERISCH

15

Knoten II

Aufgabe 2 Allgemeines Ebenes Kraftsystem (AEK) Gegeben ist ein Kranseil an dem mit Hilfe einer Traverse ein Fertigteil gehoben wird Das Fertigteil hat eine Gewichtskraft von 75 kN

Gesuchta) Krafteck uumlber die Knoten I und II wenn α = 45deg ist Sowie die Stabkraft S1 bis S4b) Rechnerische und Zeichnerische Ermittlung der Stabkraumlfte S1 bs S4c) Groumlszlige des Winkels α damit S2 = G ist

α α

G = 75 kN

S 1

S 2

I

II

S 2

S 4 S 4S 3

RECHNERISCH

sin(α) = S2H G

sin(α) =05G G

sin(α) = 12

α = sin-1(05)

α = 30deg

S 2H = 12 GG

α

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VEKTOREN TRAGWERK UND MATERIAL I

s1 s2

S

A

B

s3s4

s5

Aufgabe 3 Zentrales Ebenes Kraftsystem (ZEK) Uumlber einen Talgraben ist nachfolgend vereinfacht dargestellte Bruumlcke errichtet Die auftretenden Kraumlfte werden uumlber Seile (S1 = 2700 kN S2 = 2500 kN S3 = 2600 kN S4 = 3400 kN S5 = 3800 kN) und einen Pylon abgeleitet

a) Bestimmen Sie zeichnerisch die Resultierende der 5 Seilkraumlfte am Pylonkopf

b) Ermitteln Sie den vertikalen und horizontalen Anteil der Resultierenden

16

R ~ 11700 kN

R h ~ 3800 kN

R v ~ 11100 kN

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VEKTOREN TRAGWERK UND MATERIAL I

Aufgabe 4 Allgemeines Ebenes Kraftsystem (AEK)

Ermitteln Sie zeichnerisch die Kraumlften F1 F2 und F3 (1kN = 1cm)

FLast = 5 kN

F2 F2

F3 F3

F1 F1

52deg

17

83 cm = 415 kN

65 cm = 325 kN

5 cm = 25 kN

10 cm = 5 kN

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VEKTOREN TRAGWERK UND MATERIAL I

Aufgabe 4 Allgemeines Ebenes Kraftsystem (AEK)

Ermitteln Sie zeichnerisch die Kraumlften F1 F2 und F3 (1kN = 1cm)

FLast = 5 kN

F2 F2

F3 F3

F1 F1

52deg

18

FLast2 = 25 kN52deg

38deg

tan 38deg = 05 FLast H

H = 05 FLast tan 38deg

H = 25 kN 078

H = 32 kN

sin 38deg = 05 FLast D

D = 05 FLast sin 38deg

H = 25 kN 0616

H = 406 kN

D

H

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19

Aufgabe 5 Fahrradrahmen

Fuumlr das dargestellte Fahrrad sollen die Stabkraumlfte s1 - s5 im Rah-men zeichnerisch ermittelt werden

Zur Vereinfachung ist von der nachfolgenden Stabanordnung auszugehen bei der die Staumlbe gelenkig miteinander verbunden sind und die Gewichtskraft des Radfahrers (F = 09 kN) nur am mittleren unteren Knoten wirkt (Wiegetritt)

12 12

F

s1

s2 s3 s4

s5

042 kN (Druck)

027 kN (Zug)

049 kN (Druck)044 kN (Zug)

062 kN (Zug)

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Beispiel

Mit welchem der 3 Seile laumlsst sich Ihr Auto am wahrscheinlichsten auf die Fahrbahn zuruumlckziehen

α = 8degβ = 30deg

γ = 45deg

F

FF

F = 06 kN

Beispiel Die Kraft F soll auf 2 Kraftkomponenten entlang der Wirkungslinien aufgeteilt werden

32

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Beispiel

γ = 45deg

F

F = 06 kN

4

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Beispiel Beispiel

β = 30degF

F = 06 kN

5

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Beispiel

α = 8deg F

F = 06 kN

6

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Vektor 1

Vektor 2

Vektor 3 Vektor 4

X

Y

Addieren von Kraumlften (zeichnerisch)Beispiel

7

R

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Aufgabe 1 Zentrales Ebenes Kraftsystem (ZEK) Gegeben sei eine Straszligenlampe die uumlber zwei Seile an zwei gegenuumlberliegenden Waumlnden bdquoab-gehaumlngtldquo befestigt ist Die Gewichtskraft der Lampe betraumlgt 05 kN

Gesucht ist die rechnerische und die zeichnerische Ermittlung der beiden Zugelemente S1 und S2 wenn β = 30deg ist

β = 30deg β = 30deg

F Lampe = 05 kN

l2 l2

8

ZEICHNERISCH

WL 1WL 2

WL 2 `

05 kN = 25 cm

s1 = s2 = 25 cm 25 cm = 05 kN

Waumlhle Massstab 1cm = 02 kN

25 cm

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ZEICHNERISCH

RECHNERISCH

Aufgabe 1 Zentrales Ebenes Kraftsystem (ZEK) Gegeben sei eine Straszligenlampe die uumlber zwei Seile an zwei gegenuumlberliegenden Waumlnden bdquoab-gehaumlngtldquo befestigt ist Die Gewichtskraft der Lampe betraumlgt 05 kN

Gesucht ist die rechnerische und die zeichnerische Ermittlung der beiden Zugelemente S1 und S2 wenn β = 30deg ist

β = 30deg β = 30deg

F Lampe = 05 kN

l2 l2

9

25 cm FLampe2

FLampe2

WL 1 WL 2

β = 30degF Lampe2 = 025 kN

s1 S1y = F2 = 025 kN

β = 30deg sin β = S1y S1

S1 = S1y sin (30deg) = 025 kN 05

= 05 kN

s1

s1x

s1y =

Aufteilen der Kraft FLampe in

2 Teilkraumlfte FLampe2

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VEKTOREN TRAGWERK UND MATERIAL I

Aufgabe 2 Allgemeines Ebenes Kraftsystem (AEK) Gegeben ist ein Kranseil an dem mit Hilfe einer Traverse ein Fertigteil gehoben wird Das Fertig-teil hat eine Gewichtskraft von 75 kN

Gesuchta) Krafteck uumlber die Knoten I und II wenn α = 45deg ist Sowie die Stabkraft S1 bis S4b) Rechnerische und Zeichnerische Ermittlung der Stabkraumlfte S1 bis S4c) Groumlszlige des Winkels α damit S2 = G ist

α α

G = 75 kN

S 1

S 2

I

II

S 2

S 4 S 4S 3

10

II

WL 2

WL 3

WL 4

S 2

S 4 S 3

Knoten II Kraumlfteplan AnmerkungDas Kraumlftedreieck muss geschlossen sein

S 2 S 4 (Zugkraft)

S 3

S 2 = ~530 kNS 3 = ~375 kNS 4 = 375 kN

Anmerkung

S4 = G2 wenn G symmetrisch an der Traverse haumlngt

S 4 = G2 = 375 kN

Kraftmaszligstab 1kN = 01cm

Pfeilrichtung definiert Druck- oder Zugkraft

Pfeilspitze zeigt vom Knoten weg Zugkraft

Pfeilspitze zeigt vom Knoten weg Zugkraft

Pfeilspitze zeigt zum Knoten hin Druckkraft

WL 2lsquolsquo

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WL 2

WL 1

WL 2

Knoten I Kraumlfteplan AnmerkungDas Kraumlftedreieck muss geschlossen sein

Aufgabe 2 Allgemeines Ebenes Kraftsystem (AEK) Gegeben ist ein Kranseil an dem mit Hilfe einer Traverse ein Fertigteil gehoben wird Das Fertig-teil hat eine Gewichtskraft von 75 kN

Gesuchta) Krafteck uumlber die Knoten I und II wenn α = 45deg ist Sowie die Stabkraft S1 bis S4b) Rechnerische und Zeichnerische Ermittlung der Stabkraumlfte S1 bis S4c) Groumlszlige des Winkels α damit S2 = G ist

α α

G = 75 kN

S 1

S 2

I

II

S 2

S 4 S 4S 3

11

S 2 S 2

S 1WL 2lsquolsquo

S 2 = ~530 kN

S 1 = 75 kN

Anmerkung

S1 = G da an S1 die gesamte Gewichtskraft angreift

S 4 = G2 = 375 kN

Kraftmaszligstab 1kN = 01cm

Alle Pfeilspitzen zeigen vom Knoten weg Alle Kraumlfte sind Zugkraumlfte

S 1 (Zugkraft)

S 2

S 2

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Aufgabe 2 Allgemeines Ebenes Kraftsystem (AEK) Gegeben ist ein Kranseil an dem mit Hilfe einer Traverse ein Fertigteil gehoben wird Das Fertig-teil hat eine Gewichtskraft von 75 kN

Gesuchta) Krafteck uumlber die Knoten I und II wenn α = 45deg ist Sowie die Stabkraft S1 bis S4b) Rechnerische und Zeichnerische Ermittlung der Stabkraumlfte S1 bs S4c) Groumlszlige des Winkels α damit S2 = G ist

α α

G = 75 kN

S 1

S 2

I

II

S 2

S 4 S 4S 3

12

Knoten II Kraumlfteplan

Anmerkung Die Seilkraumlfte S4und S1 sind klar

S4 = G2 wenn G symmetrisch an der Traverse haumlngt

und

S1 = G

S2V - S4 = 0

S2V = S4

S2V = 12 G

S2 = S2V sin(α)

S2 = (12 G)sin(α)

S2 = (375 kN)sin(45deg)

S2 = 5303 kN

S2H - S3 = 0

S3 = S2H

S3 = S2 cos(α)

S3 = [(12 G)sin(45)] cos(45)

S3 = 12 G

S3 = 375 kN

S 2S 2V

S 2H

S 4

S 3

α

α

S 4 = G2 = 375 kN

Kraftmaszligstab 1kN = 01cm

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Knoten I

Aufgabe 2 Allgemeines Ebenes Kraftsystem (AEK) Gegeben ist ein Kranseil an dem mit Hilfe einer Traverse ein Fertigteil gehoben wird Das Fertig-teil hat eine Gewichtskraft von 75 kN

Gesuchta) Krafteck uumlber die Knoten I und II wenn α = 45deg ist Sowie die Stabkraft S1 bis S4b) Rechnerische und Zeichnerische Ermittlung der Stabkraumlfte S1 bs S4c) Groumlszlige des Winkels α damit S2 = G ist

α α

G = 75 kN

S 1

S 2

I

II

S 2

S 4 S 4S 3

13

Kraumlfteplan

Anmerkung Die Seilkraumlfte S4und S1 sind klar

S4 = G2 wenn G symmetrisch an der Traverse haumlngt

und

S1 = G

S1 - 2 S2V = 0

S2V = S1 2

S2V = 12 G

sin(α) = S2V S2

S2 = S2V sin(α)

S2 = (12 G)sin(α)

S2 = (375 kN)sin(45deg)

S2 = 5303 kN

S 1S 2

S 2

α

S 4 = G2 = 375 kN

Kraftmaszligstab 1kN = 01cm

S 2V

S 2H

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Aufgabe 2 Allgemeines Ebenes Kraftsystem (AEK) Gegeben ist ein Kranseil an dem mit Hilfe einer Traverse ein Fertigteil gehoben wird Das Fertigteil hat eine Gewichtskraft von 75 kN

Gesuchta) Krafteck uumlber die Knoten I und II wenn α = 45deg ist Sowie die Stabkraft S1 bis S4b) Rechnerische und Zeichnerische Ermittlung der Stabkraumlfte S1 bs S4c) Groumlszlige des Winkels α damit S2 = G ist

α α

G = 75 kN

S 1

S 2

I

II

S 2

S 4 S 4S 3

14

Knoten II

ZEICHNERISCH

30deg

r = 75 cm

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Knoten II

ZEICHNERISCH

15

Knoten II

Aufgabe 2 Allgemeines Ebenes Kraftsystem (AEK) Gegeben ist ein Kranseil an dem mit Hilfe einer Traverse ein Fertigteil gehoben wird Das Fertigteil hat eine Gewichtskraft von 75 kN

Gesuchta) Krafteck uumlber die Knoten I und II wenn α = 45deg ist Sowie die Stabkraft S1 bis S4b) Rechnerische und Zeichnerische Ermittlung der Stabkraumlfte S1 bs S4c) Groumlszlige des Winkels α damit S2 = G ist

α α

G = 75 kN

S 1

S 2

I

II

S 2

S 4 S 4S 3

RECHNERISCH

sin(α) = S2H G

sin(α) =05G G

sin(α) = 12

α = sin-1(05)

α = 30deg

S 2H = 12 GG

α

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s1 s2

S

A

B

s3s4

s5

Aufgabe 3 Zentrales Ebenes Kraftsystem (ZEK) Uumlber einen Talgraben ist nachfolgend vereinfacht dargestellte Bruumlcke errichtet Die auftretenden Kraumlfte werden uumlber Seile (S1 = 2700 kN S2 = 2500 kN S3 = 2600 kN S4 = 3400 kN S5 = 3800 kN) und einen Pylon abgeleitet

a) Bestimmen Sie zeichnerisch die Resultierende der 5 Seilkraumlfte am Pylonkopf

b) Ermitteln Sie den vertikalen und horizontalen Anteil der Resultierenden

16

R ~ 11700 kN

R h ~ 3800 kN

R v ~ 11100 kN

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Aufgabe 4 Allgemeines Ebenes Kraftsystem (AEK)

Ermitteln Sie zeichnerisch die Kraumlften F1 F2 und F3 (1kN = 1cm)

FLast = 5 kN

F2 F2

F3 F3

F1 F1

52deg

17

83 cm = 415 kN

65 cm = 325 kN

5 cm = 25 kN

10 cm = 5 kN

Seite von 19

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Aufgabe 4 Allgemeines Ebenes Kraftsystem (AEK)

Ermitteln Sie zeichnerisch die Kraumlften F1 F2 und F3 (1kN = 1cm)

FLast = 5 kN

F2 F2

F3 F3

F1 F1

52deg

18

FLast2 = 25 kN52deg

38deg

tan 38deg = 05 FLast H

H = 05 FLast tan 38deg

H = 25 kN 078

H = 32 kN

sin 38deg = 05 FLast D

D = 05 FLast sin 38deg

H = 25 kN 0616

H = 406 kN

D

H

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Aufgabe 5 Fahrradrahmen

Fuumlr das dargestellte Fahrrad sollen die Stabkraumlfte s1 - s5 im Rah-men zeichnerisch ermittelt werden

Zur Vereinfachung ist von der nachfolgenden Stabanordnung auszugehen bei der die Staumlbe gelenkig miteinander verbunden sind und die Gewichtskraft des Radfahrers (F = 09 kN) nur am mittleren unteren Knoten wirkt (Wiegetritt)

12 12

F

s1

s2 s3 s4

s5

042 kN (Druck)

027 kN (Zug)

049 kN (Druck)044 kN (Zug)

062 kN (Zug)

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Beispiel

γ = 45deg

F

F = 06 kN

4

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Beispiel Beispiel

β = 30degF

F = 06 kN

5

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Beispiel

α = 8deg F

F = 06 kN

6

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Vektor 1

Vektor 2

Vektor 3 Vektor 4

X

Y

Addieren von Kraumlften (zeichnerisch)Beispiel

7

R

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VEKTOREN TRAGWERK UND MATERIAL I

Aufgabe 1 Zentrales Ebenes Kraftsystem (ZEK) Gegeben sei eine Straszligenlampe die uumlber zwei Seile an zwei gegenuumlberliegenden Waumlnden bdquoab-gehaumlngtldquo befestigt ist Die Gewichtskraft der Lampe betraumlgt 05 kN

Gesucht ist die rechnerische und die zeichnerische Ermittlung der beiden Zugelemente S1 und S2 wenn β = 30deg ist

β = 30deg β = 30deg

F Lampe = 05 kN

l2 l2

8

ZEICHNERISCH

WL 1WL 2

WL 2 `

05 kN = 25 cm

s1 = s2 = 25 cm 25 cm = 05 kN

Waumlhle Massstab 1cm = 02 kN

25 cm

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ZEICHNERISCH

RECHNERISCH

Aufgabe 1 Zentrales Ebenes Kraftsystem (ZEK) Gegeben sei eine Straszligenlampe die uumlber zwei Seile an zwei gegenuumlberliegenden Waumlnden bdquoab-gehaumlngtldquo befestigt ist Die Gewichtskraft der Lampe betraumlgt 05 kN

Gesucht ist die rechnerische und die zeichnerische Ermittlung der beiden Zugelemente S1 und S2 wenn β = 30deg ist

β = 30deg β = 30deg

F Lampe = 05 kN

l2 l2

9

25 cm FLampe2

FLampe2

WL 1 WL 2

β = 30degF Lampe2 = 025 kN

s1 S1y = F2 = 025 kN

β = 30deg sin β = S1y S1

S1 = S1y sin (30deg) = 025 kN 05

= 05 kN

s1

s1x

s1y =

Aufteilen der Kraft FLampe in

2 Teilkraumlfte FLampe2

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Aufgabe 2 Allgemeines Ebenes Kraftsystem (AEK) Gegeben ist ein Kranseil an dem mit Hilfe einer Traverse ein Fertigteil gehoben wird Das Fertig-teil hat eine Gewichtskraft von 75 kN

Gesuchta) Krafteck uumlber die Knoten I und II wenn α = 45deg ist Sowie die Stabkraft S1 bis S4b) Rechnerische und Zeichnerische Ermittlung der Stabkraumlfte S1 bis S4c) Groumlszlige des Winkels α damit S2 = G ist

α α

G = 75 kN

S 1

S 2

I

II

S 2

S 4 S 4S 3

10

II

WL 2

WL 3

WL 4

S 2

S 4 S 3

Knoten II Kraumlfteplan AnmerkungDas Kraumlftedreieck muss geschlossen sein

S 2 S 4 (Zugkraft)

S 3

S 2 = ~530 kNS 3 = ~375 kNS 4 = 375 kN

Anmerkung

S4 = G2 wenn G symmetrisch an der Traverse haumlngt

S 4 = G2 = 375 kN

Kraftmaszligstab 1kN = 01cm

Pfeilrichtung definiert Druck- oder Zugkraft

Pfeilspitze zeigt vom Knoten weg Zugkraft

Pfeilspitze zeigt vom Knoten weg Zugkraft

Pfeilspitze zeigt zum Knoten hin Druckkraft

WL 2lsquolsquo

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WL 2

WL 1

WL 2

Knoten I Kraumlfteplan AnmerkungDas Kraumlftedreieck muss geschlossen sein

Aufgabe 2 Allgemeines Ebenes Kraftsystem (AEK) Gegeben ist ein Kranseil an dem mit Hilfe einer Traverse ein Fertigteil gehoben wird Das Fertig-teil hat eine Gewichtskraft von 75 kN

Gesuchta) Krafteck uumlber die Knoten I und II wenn α = 45deg ist Sowie die Stabkraft S1 bis S4b) Rechnerische und Zeichnerische Ermittlung der Stabkraumlfte S1 bis S4c) Groumlszlige des Winkels α damit S2 = G ist

α α

G = 75 kN

S 1

S 2

I

II

S 2

S 4 S 4S 3

11

S 2 S 2

S 1WL 2lsquolsquo

S 2 = ~530 kN

S 1 = 75 kN

Anmerkung

S1 = G da an S1 die gesamte Gewichtskraft angreift

S 4 = G2 = 375 kN

Kraftmaszligstab 1kN = 01cm

Alle Pfeilspitzen zeigen vom Knoten weg Alle Kraumlfte sind Zugkraumlfte

S 1 (Zugkraft)

S 2

S 2

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VEKTOREN TRAGWERK UND MATERIAL I

Aufgabe 2 Allgemeines Ebenes Kraftsystem (AEK) Gegeben ist ein Kranseil an dem mit Hilfe einer Traverse ein Fertigteil gehoben wird Das Fertig-teil hat eine Gewichtskraft von 75 kN

Gesuchta) Krafteck uumlber die Knoten I und II wenn α = 45deg ist Sowie die Stabkraft S1 bis S4b) Rechnerische und Zeichnerische Ermittlung der Stabkraumlfte S1 bs S4c) Groumlszlige des Winkels α damit S2 = G ist

α α

G = 75 kN

S 1

S 2

I

II

S 2

S 4 S 4S 3

12

Knoten II Kraumlfteplan

Anmerkung Die Seilkraumlfte S4und S1 sind klar

S4 = G2 wenn G symmetrisch an der Traverse haumlngt

und

S1 = G

S2V - S4 = 0

S2V = S4

S2V = 12 G

S2 = S2V sin(α)

S2 = (12 G)sin(α)

S2 = (375 kN)sin(45deg)

S2 = 5303 kN

S2H - S3 = 0

S3 = S2H

S3 = S2 cos(α)

S3 = [(12 G)sin(45)] cos(45)

S3 = 12 G

S3 = 375 kN

S 2S 2V

S 2H

S 4

S 3

α

α

S 4 = G2 = 375 kN

Kraftmaszligstab 1kN = 01cm

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Knoten I

Aufgabe 2 Allgemeines Ebenes Kraftsystem (AEK) Gegeben ist ein Kranseil an dem mit Hilfe einer Traverse ein Fertigteil gehoben wird Das Fertig-teil hat eine Gewichtskraft von 75 kN

Gesuchta) Krafteck uumlber die Knoten I und II wenn α = 45deg ist Sowie die Stabkraft S1 bis S4b) Rechnerische und Zeichnerische Ermittlung der Stabkraumlfte S1 bs S4c) Groumlszlige des Winkels α damit S2 = G ist

α α

G = 75 kN

S 1

S 2

I

II

S 2

S 4 S 4S 3

13

Kraumlfteplan

Anmerkung Die Seilkraumlfte S4und S1 sind klar

S4 = G2 wenn G symmetrisch an der Traverse haumlngt

und

S1 = G

S1 - 2 S2V = 0

S2V = S1 2

S2V = 12 G

sin(α) = S2V S2

S2 = S2V sin(α)

S2 = (12 G)sin(α)

S2 = (375 kN)sin(45deg)

S2 = 5303 kN

S 1S 2

S 2

α

S 4 = G2 = 375 kN

Kraftmaszligstab 1kN = 01cm

S 2V

S 2H

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Aufgabe 2 Allgemeines Ebenes Kraftsystem (AEK) Gegeben ist ein Kranseil an dem mit Hilfe einer Traverse ein Fertigteil gehoben wird Das Fertigteil hat eine Gewichtskraft von 75 kN

Gesuchta) Krafteck uumlber die Knoten I und II wenn α = 45deg ist Sowie die Stabkraft S1 bis S4b) Rechnerische und Zeichnerische Ermittlung der Stabkraumlfte S1 bs S4c) Groumlszlige des Winkels α damit S2 = G ist

α α

G = 75 kN

S 1

S 2

I

II

S 2

S 4 S 4S 3

14

Knoten II

ZEICHNERISCH

30deg

r = 75 cm

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Knoten II

ZEICHNERISCH

15

Knoten II

Aufgabe 2 Allgemeines Ebenes Kraftsystem (AEK) Gegeben ist ein Kranseil an dem mit Hilfe einer Traverse ein Fertigteil gehoben wird Das Fertigteil hat eine Gewichtskraft von 75 kN

Gesuchta) Krafteck uumlber die Knoten I und II wenn α = 45deg ist Sowie die Stabkraft S1 bis S4b) Rechnerische und Zeichnerische Ermittlung der Stabkraumlfte S1 bs S4c) Groumlszlige des Winkels α damit S2 = G ist

α α

G = 75 kN

S 1

S 2

I

II

S 2

S 4 S 4S 3

RECHNERISCH

sin(α) = S2H G

sin(α) =05G G

sin(α) = 12

α = sin-1(05)

α = 30deg

S 2H = 12 GG

α

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s1 s2

S

A

B

s3s4

s5

Aufgabe 3 Zentrales Ebenes Kraftsystem (ZEK) Uumlber einen Talgraben ist nachfolgend vereinfacht dargestellte Bruumlcke errichtet Die auftretenden Kraumlfte werden uumlber Seile (S1 = 2700 kN S2 = 2500 kN S3 = 2600 kN S4 = 3400 kN S5 = 3800 kN) und einen Pylon abgeleitet

a) Bestimmen Sie zeichnerisch die Resultierende der 5 Seilkraumlfte am Pylonkopf

b) Ermitteln Sie den vertikalen und horizontalen Anteil der Resultierenden

16

R ~ 11700 kN

R h ~ 3800 kN

R v ~ 11100 kN

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Aufgabe 4 Allgemeines Ebenes Kraftsystem (AEK)

Ermitteln Sie zeichnerisch die Kraumlften F1 F2 und F3 (1kN = 1cm)

FLast = 5 kN

F2 F2

F3 F3

F1 F1

52deg

17

83 cm = 415 kN

65 cm = 325 kN

5 cm = 25 kN

10 cm = 5 kN

Seite von 19

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Aufgabe 4 Allgemeines Ebenes Kraftsystem (AEK)

Ermitteln Sie zeichnerisch die Kraumlften F1 F2 und F3 (1kN = 1cm)

FLast = 5 kN

F2 F2

F3 F3

F1 F1

52deg

18

FLast2 = 25 kN52deg

38deg

tan 38deg = 05 FLast H

H = 05 FLast tan 38deg

H = 25 kN 078

H = 32 kN

sin 38deg = 05 FLast D

D = 05 FLast sin 38deg

H = 25 kN 0616

H = 406 kN

D

H

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Aufgabe 5 Fahrradrahmen

Fuumlr das dargestellte Fahrrad sollen die Stabkraumlfte s1 - s5 im Rah-men zeichnerisch ermittelt werden

Zur Vereinfachung ist von der nachfolgenden Stabanordnung auszugehen bei der die Staumlbe gelenkig miteinander verbunden sind und die Gewichtskraft des Radfahrers (F = 09 kN) nur am mittleren unteren Knoten wirkt (Wiegetritt)

12 12

F

s1

s2 s3 s4

s5

042 kN (Druck)

027 kN (Zug)

049 kN (Druck)044 kN (Zug)

062 kN (Zug)

Seite von 19 Seite von 19

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Beispiel Beispiel

β = 30degF

F = 06 kN

5

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Beispiel

α = 8deg F

F = 06 kN

6

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Vektor 1

Vektor 2

Vektor 3 Vektor 4

X

Y

Addieren von Kraumlften (zeichnerisch)Beispiel

7

R

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Aufgabe 1 Zentrales Ebenes Kraftsystem (ZEK) Gegeben sei eine Straszligenlampe die uumlber zwei Seile an zwei gegenuumlberliegenden Waumlnden bdquoab-gehaumlngtldquo befestigt ist Die Gewichtskraft der Lampe betraumlgt 05 kN

Gesucht ist die rechnerische und die zeichnerische Ermittlung der beiden Zugelemente S1 und S2 wenn β = 30deg ist

β = 30deg β = 30deg

F Lampe = 05 kN

l2 l2

8

ZEICHNERISCH

WL 1WL 2

WL 2 `

05 kN = 25 cm

s1 = s2 = 25 cm 25 cm = 05 kN

Waumlhle Massstab 1cm = 02 kN

25 cm

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ZEICHNERISCH

RECHNERISCH

Aufgabe 1 Zentrales Ebenes Kraftsystem (ZEK) Gegeben sei eine Straszligenlampe die uumlber zwei Seile an zwei gegenuumlberliegenden Waumlnden bdquoab-gehaumlngtldquo befestigt ist Die Gewichtskraft der Lampe betraumlgt 05 kN

Gesucht ist die rechnerische und die zeichnerische Ermittlung der beiden Zugelemente S1 und S2 wenn β = 30deg ist

β = 30deg β = 30deg

F Lampe = 05 kN

l2 l2

9

25 cm FLampe2

FLampe2

WL 1 WL 2

β = 30degF Lampe2 = 025 kN

s1 S1y = F2 = 025 kN

β = 30deg sin β = S1y S1

S1 = S1y sin (30deg) = 025 kN 05

= 05 kN

s1

s1x

s1y =

Aufteilen der Kraft FLampe in

2 Teilkraumlfte FLampe2

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Aufgabe 2 Allgemeines Ebenes Kraftsystem (AEK) Gegeben ist ein Kranseil an dem mit Hilfe einer Traverse ein Fertigteil gehoben wird Das Fertig-teil hat eine Gewichtskraft von 75 kN

Gesuchta) Krafteck uumlber die Knoten I und II wenn α = 45deg ist Sowie die Stabkraft S1 bis S4b) Rechnerische und Zeichnerische Ermittlung der Stabkraumlfte S1 bis S4c) Groumlszlige des Winkels α damit S2 = G ist

α α

G = 75 kN

S 1

S 2

I

II

S 2

S 4 S 4S 3

10

II

WL 2

WL 3

WL 4

S 2

S 4 S 3

Knoten II Kraumlfteplan AnmerkungDas Kraumlftedreieck muss geschlossen sein

S 2 S 4 (Zugkraft)

S 3

S 2 = ~530 kNS 3 = ~375 kNS 4 = 375 kN

Anmerkung

S4 = G2 wenn G symmetrisch an der Traverse haumlngt

S 4 = G2 = 375 kN

Kraftmaszligstab 1kN = 01cm

Pfeilrichtung definiert Druck- oder Zugkraft

Pfeilspitze zeigt vom Knoten weg Zugkraft

Pfeilspitze zeigt vom Knoten weg Zugkraft

Pfeilspitze zeigt zum Knoten hin Druckkraft

WL 2lsquolsquo

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WL 2

WL 1

WL 2

Knoten I Kraumlfteplan AnmerkungDas Kraumlftedreieck muss geschlossen sein

Aufgabe 2 Allgemeines Ebenes Kraftsystem (AEK) Gegeben ist ein Kranseil an dem mit Hilfe einer Traverse ein Fertigteil gehoben wird Das Fertig-teil hat eine Gewichtskraft von 75 kN

Gesuchta) Krafteck uumlber die Knoten I und II wenn α = 45deg ist Sowie die Stabkraft S1 bis S4b) Rechnerische und Zeichnerische Ermittlung der Stabkraumlfte S1 bis S4c) Groumlszlige des Winkels α damit S2 = G ist

α α

G = 75 kN

S 1

S 2

I

II

S 2

S 4 S 4S 3

11

S 2 S 2

S 1WL 2lsquolsquo

S 2 = ~530 kN

S 1 = 75 kN

Anmerkung

S1 = G da an S1 die gesamte Gewichtskraft angreift

S 4 = G2 = 375 kN

Kraftmaszligstab 1kN = 01cm

Alle Pfeilspitzen zeigen vom Knoten weg Alle Kraumlfte sind Zugkraumlfte

S 1 (Zugkraft)

S 2

S 2

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Aufgabe 2 Allgemeines Ebenes Kraftsystem (AEK) Gegeben ist ein Kranseil an dem mit Hilfe einer Traverse ein Fertigteil gehoben wird Das Fertig-teil hat eine Gewichtskraft von 75 kN

Gesuchta) Krafteck uumlber die Knoten I und II wenn α = 45deg ist Sowie die Stabkraft S1 bis S4b) Rechnerische und Zeichnerische Ermittlung der Stabkraumlfte S1 bs S4c) Groumlszlige des Winkels α damit S2 = G ist

α α

G = 75 kN

S 1

S 2

I

II

S 2

S 4 S 4S 3

12

Knoten II Kraumlfteplan

Anmerkung Die Seilkraumlfte S4und S1 sind klar

S4 = G2 wenn G symmetrisch an der Traverse haumlngt

und

S1 = G

S2V - S4 = 0

S2V = S4

S2V = 12 G

S2 = S2V sin(α)

S2 = (12 G)sin(α)

S2 = (375 kN)sin(45deg)

S2 = 5303 kN

S2H - S3 = 0

S3 = S2H

S3 = S2 cos(α)

S3 = [(12 G)sin(45)] cos(45)

S3 = 12 G

S3 = 375 kN

S 2S 2V

S 2H

S 4

S 3

α

α

S 4 = G2 = 375 kN

Kraftmaszligstab 1kN = 01cm

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Knoten I

Aufgabe 2 Allgemeines Ebenes Kraftsystem (AEK) Gegeben ist ein Kranseil an dem mit Hilfe einer Traverse ein Fertigteil gehoben wird Das Fertig-teil hat eine Gewichtskraft von 75 kN

Gesuchta) Krafteck uumlber die Knoten I und II wenn α = 45deg ist Sowie die Stabkraft S1 bis S4b) Rechnerische und Zeichnerische Ermittlung der Stabkraumlfte S1 bs S4c) Groumlszlige des Winkels α damit S2 = G ist

α α

G = 75 kN

S 1

S 2

I

II

S 2

S 4 S 4S 3

13

Kraumlfteplan

Anmerkung Die Seilkraumlfte S4und S1 sind klar

S4 = G2 wenn G symmetrisch an der Traverse haumlngt

und

S1 = G

S1 - 2 S2V = 0

S2V = S1 2

S2V = 12 G

sin(α) = S2V S2

S2 = S2V sin(α)

S2 = (12 G)sin(α)

S2 = (375 kN)sin(45deg)

S2 = 5303 kN

S 1S 2

S 2

α

S 4 = G2 = 375 kN

Kraftmaszligstab 1kN = 01cm

S 2V

S 2H

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Aufgabe 2 Allgemeines Ebenes Kraftsystem (AEK) Gegeben ist ein Kranseil an dem mit Hilfe einer Traverse ein Fertigteil gehoben wird Das Fertigteil hat eine Gewichtskraft von 75 kN

Gesuchta) Krafteck uumlber die Knoten I und II wenn α = 45deg ist Sowie die Stabkraft S1 bis S4b) Rechnerische und Zeichnerische Ermittlung der Stabkraumlfte S1 bs S4c) Groumlszlige des Winkels α damit S2 = G ist

α α

G = 75 kN

S 1

S 2

I

II

S 2

S 4 S 4S 3

14

Knoten II

ZEICHNERISCH

30deg

r = 75 cm

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Knoten II

ZEICHNERISCH

15

Knoten II

Aufgabe 2 Allgemeines Ebenes Kraftsystem (AEK) Gegeben ist ein Kranseil an dem mit Hilfe einer Traverse ein Fertigteil gehoben wird Das Fertigteil hat eine Gewichtskraft von 75 kN

Gesuchta) Krafteck uumlber die Knoten I und II wenn α = 45deg ist Sowie die Stabkraft S1 bis S4b) Rechnerische und Zeichnerische Ermittlung der Stabkraumlfte S1 bs S4c) Groumlszlige des Winkels α damit S2 = G ist

α α

G = 75 kN

S 1

S 2

I

II

S 2

S 4 S 4S 3

RECHNERISCH

sin(α) = S2H G

sin(α) =05G G

sin(α) = 12

α = sin-1(05)

α = 30deg

S 2H = 12 GG

α

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s1 s2

S

A

B

s3s4

s5

Aufgabe 3 Zentrales Ebenes Kraftsystem (ZEK) Uumlber einen Talgraben ist nachfolgend vereinfacht dargestellte Bruumlcke errichtet Die auftretenden Kraumlfte werden uumlber Seile (S1 = 2700 kN S2 = 2500 kN S3 = 2600 kN S4 = 3400 kN S5 = 3800 kN) und einen Pylon abgeleitet

a) Bestimmen Sie zeichnerisch die Resultierende der 5 Seilkraumlfte am Pylonkopf

b) Ermitteln Sie den vertikalen und horizontalen Anteil der Resultierenden

16

R ~ 11700 kN

R h ~ 3800 kN

R v ~ 11100 kN

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Aufgabe 4 Allgemeines Ebenes Kraftsystem (AEK)

Ermitteln Sie zeichnerisch die Kraumlften F1 F2 und F3 (1kN = 1cm)

FLast = 5 kN

F2 F2

F3 F3

F1 F1

52deg

17

83 cm = 415 kN

65 cm = 325 kN

5 cm = 25 kN

10 cm = 5 kN

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Aufgabe 4 Allgemeines Ebenes Kraftsystem (AEK)

Ermitteln Sie zeichnerisch die Kraumlften F1 F2 und F3 (1kN = 1cm)

FLast = 5 kN

F2 F2

F3 F3

F1 F1

52deg

18

FLast2 = 25 kN52deg

38deg

tan 38deg = 05 FLast H

H = 05 FLast tan 38deg

H = 25 kN 078

H = 32 kN

sin 38deg = 05 FLast D

D = 05 FLast sin 38deg

H = 25 kN 0616

H = 406 kN

D

H

Seite von 19 Seite von 19

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Aufgabe 5 Fahrradrahmen

Fuumlr das dargestellte Fahrrad sollen die Stabkraumlfte s1 - s5 im Rah-men zeichnerisch ermittelt werden

Zur Vereinfachung ist von der nachfolgenden Stabanordnung auszugehen bei der die Staumlbe gelenkig miteinander verbunden sind und die Gewichtskraft des Radfahrers (F = 09 kN) nur am mittleren unteren Knoten wirkt (Wiegetritt)

12 12

F

s1

s2 s3 s4

s5

042 kN (Druck)

027 kN (Zug)

049 kN (Druck)044 kN (Zug)

062 kN (Zug)

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Beispiel

α = 8deg F

F = 06 kN

6

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Vektor 1

Vektor 2

Vektor 3 Vektor 4

X

Y

Addieren von Kraumlften (zeichnerisch)Beispiel

7

R

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VEKTOREN TRAGWERK UND MATERIAL I

Aufgabe 1 Zentrales Ebenes Kraftsystem (ZEK) Gegeben sei eine Straszligenlampe die uumlber zwei Seile an zwei gegenuumlberliegenden Waumlnden bdquoab-gehaumlngtldquo befestigt ist Die Gewichtskraft der Lampe betraumlgt 05 kN

Gesucht ist die rechnerische und die zeichnerische Ermittlung der beiden Zugelemente S1 und S2 wenn β = 30deg ist

β = 30deg β = 30deg

F Lampe = 05 kN

l2 l2

8

ZEICHNERISCH

WL 1WL 2

WL 2 `

05 kN = 25 cm

s1 = s2 = 25 cm 25 cm = 05 kN

Waumlhle Massstab 1cm = 02 kN

25 cm

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ZEICHNERISCH

RECHNERISCH

Aufgabe 1 Zentrales Ebenes Kraftsystem (ZEK) Gegeben sei eine Straszligenlampe die uumlber zwei Seile an zwei gegenuumlberliegenden Waumlnden bdquoab-gehaumlngtldquo befestigt ist Die Gewichtskraft der Lampe betraumlgt 05 kN

Gesucht ist die rechnerische und die zeichnerische Ermittlung der beiden Zugelemente S1 und S2 wenn β = 30deg ist

β = 30deg β = 30deg

F Lampe = 05 kN

l2 l2

9

25 cm FLampe2

FLampe2

WL 1 WL 2

β = 30degF Lampe2 = 025 kN

s1 S1y = F2 = 025 kN

β = 30deg sin β = S1y S1

S1 = S1y sin (30deg) = 025 kN 05

= 05 kN

s1

s1x

s1y =

Aufteilen der Kraft FLampe in

2 Teilkraumlfte FLampe2

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VEKTOREN TRAGWERK UND MATERIAL I

Aufgabe 2 Allgemeines Ebenes Kraftsystem (AEK) Gegeben ist ein Kranseil an dem mit Hilfe einer Traverse ein Fertigteil gehoben wird Das Fertig-teil hat eine Gewichtskraft von 75 kN

Gesuchta) Krafteck uumlber die Knoten I und II wenn α = 45deg ist Sowie die Stabkraft S1 bis S4b) Rechnerische und Zeichnerische Ermittlung der Stabkraumlfte S1 bis S4c) Groumlszlige des Winkels α damit S2 = G ist

α α

G = 75 kN

S 1

S 2

I

II

S 2

S 4 S 4S 3

10

II

WL 2

WL 3

WL 4

S 2

S 4 S 3

Knoten II Kraumlfteplan AnmerkungDas Kraumlftedreieck muss geschlossen sein

S 2 S 4 (Zugkraft)

S 3

S 2 = ~530 kNS 3 = ~375 kNS 4 = 375 kN

Anmerkung

S4 = G2 wenn G symmetrisch an der Traverse haumlngt

S 4 = G2 = 375 kN

Kraftmaszligstab 1kN = 01cm

Pfeilrichtung definiert Druck- oder Zugkraft

Pfeilspitze zeigt vom Knoten weg Zugkraft

Pfeilspitze zeigt vom Knoten weg Zugkraft

Pfeilspitze zeigt zum Knoten hin Druckkraft

WL 2lsquolsquo

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VEKTOREN TRAGWERK UND MATERIAL I

WL 2

WL 1

WL 2

Knoten I Kraumlfteplan AnmerkungDas Kraumlftedreieck muss geschlossen sein

Aufgabe 2 Allgemeines Ebenes Kraftsystem (AEK) Gegeben ist ein Kranseil an dem mit Hilfe einer Traverse ein Fertigteil gehoben wird Das Fertig-teil hat eine Gewichtskraft von 75 kN

Gesuchta) Krafteck uumlber die Knoten I und II wenn α = 45deg ist Sowie die Stabkraft S1 bis S4b) Rechnerische und Zeichnerische Ermittlung der Stabkraumlfte S1 bis S4c) Groumlszlige des Winkels α damit S2 = G ist

α α

G = 75 kN

S 1

S 2

I

II

S 2

S 4 S 4S 3

11

S 2 S 2

S 1WL 2lsquolsquo

S 2 = ~530 kN

S 1 = 75 kN

Anmerkung

S1 = G da an S1 die gesamte Gewichtskraft angreift

S 4 = G2 = 375 kN

Kraftmaszligstab 1kN = 01cm

Alle Pfeilspitzen zeigen vom Knoten weg Alle Kraumlfte sind Zugkraumlfte

S 1 (Zugkraft)

S 2

S 2

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VEKTOREN TRAGWERK UND MATERIAL I

Aufgabe 2 Allgemeines Ebenes Kraftsystem (AEK) Gegeben ist ein Kranseil an dem mit Hilfe einer Traverse ein Fertigteil gehoben wird Das Fertig-teil hat eine Gewichtskraft von 75 kN

Gesuchta) Krafteck uumlber die Knoten I und II wenn α = 45deg ist Sowie die Stabkraft S1 bis S4b) Rechnerische und Zeichnerische Ermittlung der Stabkraumlfte S1 bs S4c) Groumlszlige des Winkels α damit S2 = G ist

α α

G = 75 kN

S 1

S 2

I

II

S 2

S 4 S 4S 3

12

Knoten II Kraumlfteplan

Anmerkung Die Seilkraumlfte S4und S1 sind klar

S4 = G2 wenn G symmetrisch an der Traverse haumlngt

und

S1 = G

S2V - S4 = 0

S2V = S4

S2V = 12 G

S2 = S2V sin(α)

S2 = (12 G)sin(α)

S2 = (375 kN)sin(45deg)

S2 = 5303 kN

S2H - S3 = 0

S3 = S2H

S3 = S2 cos(α)

S3 = [(12 G)sin(45)] cos(45)

S3 = 12 G

S3 = 375 kN

S 2S 2V

S 2H

S 4

S 3

α

α

S 4 = G2 = 375 kN

Kraftmaszligstab 1kN = 01cm

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VEKTOREN TRAGWERK UND MATERIAL I

Knoten I

Aufgabe 2 Allgemeines Ebenes Kraftsystem (AEK) Gegeben ist ein Kranseil an dem mit Hilfe einer Traverse ein Fertigteil gehoben wird Das Fertig-teil hat eine Gewichtskraft von 75 kN

Gesuchta) Krafteck uumlber die Knoten I und II wenn α = 45deg ist Sowie die Stabkraft S1 bis S4b) Rechnerische und Zeichnerische Ermittlung der Stabkraumlfte S1 bs S4c) Groumlszlige des Winkels α damit S2 = G ist

α α

G = 75 kN

S 1

S 2

I

II

S 2

S 4 S 4S 3

13

Kraumlfteplan

Anmerkung Die Seilkraumlfte S4und S1 sind klar

S4 = G2 wenn G symmetrisch an der Traverse haumlngt

und

S1 = G

S1 - 2 S2V = 0

S2V = S1 2

S2V = 12 G

sin(α) = S2V S2

S2 = S2V sin(α)

S2 = (12 G)sin(α)

S2 = (375 kN)sin(45deg)

S2 = 5303 kN

S 1S 2

S 2

α

S 4 = G2 = 375 kN

Kraftmaszligstab 1kN = 01cm

S 2V

S 2H

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Aufgabe 2 Allgemeines Ebenes Kraftsystem (AEK) Gegeben ist ein Kranseil an dem mit Hilfe einer Traverse ein Fertigteil gehoben wird Das Fertigteil hat eine Gewichtskraft von 75 kN

Gesuchta) Krafteck uumlber die Knoten I und II wenn α = 45deg ist Sowie die Stabkraft S1 bis S4b) Rechnerische und Zeichnerische Ermittlung der Stabkraumlfte S1 bs S4c) Groumlszlige des Winkels α damit S2 = G ist

α α

G = 75 kN

S 1

S 2

I

II

S 2

S 4 S 4S 3

14

Knoten II

ZEICHNERISCH

30deg

r = 75 cm

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Knoten II

ZEICHNERISCH

15

Knoten II

Aufgabe 2 Allgemeines Ebenes Kraftsystem (AEK) Gegeben ist ein Kranseil an dem mit Hilfe einer Traverse ein Fertigteil gehoben wird Das Fertigteil hat eine Gewichtskraft von 75 kN

Gesuchta) Krafteck uumlber die Knoten I und II wenn α = 45deg ist Sowie die Stabkraft S1 bis S4b) Rechnerische und Zeichnerische Ermittlung der Stabkraumlfte S1 bs S4c) Groumlszlige des Winkels α damit S2 = G ist

α α

G = 75 kN

S 1

S 2

I

II

S 2

S 4 S 4S 3

RECHNERISCH

sin(α) = S2H G

sin(α) =05G G

sin(α) = 12

α = sin-1(05)

α = 30deg

S 2H = 12 GG

α

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VEKTOREN TRAGWERK UND MATERIAL I

s1 s2

S

A

B

s3s4

s5

Aufgabe 3 Zentrales Ebenes Kraftsystem (ZEK) Uumlber einen Talgraben ist nachfolgend vereinfacht dargestellte Bruumlcke errichtet Die auftretenden Kraumlfte werden uumlber Seile (S1 = 2700 kN S2 = 2500 kN S3 = 2600 kN S4 = 3400 kN S5 = 3800 kN) und einen Pylon abgeleitet

a) Bestimmen Sie zeichnerisch die Resultierende der 5 Seilkraumlfte am Pylonkopf

b) Ermitteln Sie den vertikalen und horizontalen Anteil der Resultierenden

16

R ~ 11700 kN

R h ~ 3800 kN

R v ~ 11100 kN

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VEKTOREN TRAGWERK UND MATERIAL I

Aufgabe 4 Allgemeines Ebenes Kraftsystem (AEK)

Ermitteln Sie zeichnerisch die Kraumlften F1 F2 und F3 (1kN = 1cm)

FLast = 5 kN

F2 F2

F3 F3

F1 F1

52deg

17

83 cm = 415 kN

65 cm = 325 kN

5 cm = 25 kN

10 cm = 5 kN

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Aufgabe 4 Allgemeines Ebenes Kraftsystem (AEK)

Ermitteln Sie zeichnerisch die Kraumlften F1 F2 und F3 (1kN = 1cm)

FLast = 5 kN

F2 F2

F3 F3

F1 F1

52deg

18

FLast2 = 25 kN52deg

38deg

tan 38deg = 05 FLast H

H = 05 FLast tan 38deg

H = 25 kN 078

H = 32 kN

sin 38deg = 05 FLast D

D = 05 FLast sin 38deg

H = 25 kN 0616

H = 406 kN

D

H

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19

Aufgabe 5 Fahrradrahmen

Fuumlr das dargestellte Fahrrad sollen die Stabkraumlfte s1 - s5 im Rah-men zeichnerisch ermittelt werden

Zur Vereinfachung ist von der nachfolgenden Stabanordnung auszugehen bei der die Staumlbe gelenkig miteinander verbunden sind und die Gewichtskraft des Radfahrers (F = 09 kN) nur am mittleren unteren Knoten wirkt (Wiegetritt)

12 12

F

s1

s2 s3 s4

s5

042 kN (Druck)

027 kN (Zug)

049 kN (Druck)044 kN (Zug)

062 kN (Zug)

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Vektor 1

Vektor 2

Vektor 3 Vektor 4

X

Y

Addieren von Kraumlften (zeichnerisch)Beispiel

7

R

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VEKTOREN TRAGWERK UND MATERIAL I

Aufgabe 1 Zentrales Ebenes Kraftsystem (ZEK) Gegeben sei eine Straszligenlampe die uumlber zwei Seile an zwei gegenuumlberliegenden Waumlnden bdquoab-gehaumlngtldquo befestigt ist Die Gewichtskraft der Lampe betraumlgt 05 kN

Gesucht ist die rechnerische und die zeichnerische Ermittlung der beiden Zugelemente S1 und S2 wenn β = 30deg ist

β = 30deg β = 30deg

F Lampe = 05 kN

l2 l2

8

ZEICHNERISCH

WL 1WL 2

WL 2 `

05 kN = 25 cm

s1 = s2 = 25 cm 25 cm = 05 kN

Waumlhle Massstab 1cm = 02 kN

25 cm

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ZEICHNERISCH

RECHNERISCH

Aufgabe 1 Zentrales Ebenes Kraftsystem (ZEK) Gegeben sei eine Straszligenlampe die uumlber zwei Seile an zwei gegenuumlberliegenden Waumlnden bdquoab-gehaumlngtldquo befestigt ist Die Gewichtskraft der Lampe betraumlgt 05 kN

Gesucht ist die rechnerische und die zeichnerische Ermittlung der beiden Zugelemente S1 und S2 wenn β = 30deg ist

β = 30deg β = 30deg

F Lampe = 05 kN

l2 l2

9

25 cm FLampe2

FLampe2

WL 1 WL 2

β = 30degF Lampe2 = 025 kN

s1 S1y = F2 = 025 kN

β = 30deg sin β = S1y S1

S1 = S1y sin (30deg) = 025 kN 05

= 05 kN

s1

s1x

s1y =

Aufteilen der Kraft FLampe in

2 Teilkraumlfte FLampe2

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VEKTOREN TRAGWERK UND MATERIAL I

Aufgabe 2 Allgemeines Ebenes Kraftsystem (AEK) Gegeben ist ein Kranseil an dem mit Hilfe einer Traverse ein Fertigteil gehoben wird Das Fertig-teil hat eine Gewichtskraft von 75 kN

Gesuchta) Krafteck uumlber die Knoten I und II wenn α = 45deg ist Sowie die Stabkraft S1 bis S4b) Rechnerische und Zeichnerische Ermittlung der Stabkraumlfte S1 bis S4c) Groumlszlige des Winkels α damit S2 = G ist

α α

G = 75 kN

S 1

S 2

I

II

S 2

S 4 S 4S 3

10

II

WL 2

WL 3

WL 4

S 2

S 4 S 3

Knoten II Kraumlfteplan AnmerkungDas Kraumlftedreieck muss geschlossen sein

S 2 S 4 (Zugkraft)

S 3

S 2 = ~530 kNS 3 = ~375 kNS 4 = 375 kN

Anmerkung

S4 = G2 wenn G symmetrisch an der Traverse haumlngt

S 4 = G2 = 375 kN

Kraftmaszligstab 1kN = 01cm

Pfeilrichtung definiert Druck- oder Zugkraft

Pfeilspitze zeigt vom Knoten weg Zugkraft

Pfeilspitze zeigt vom Knoten weg Zugkraft

Pfeilspitze zeigt zum Knoten hin Druckkraft

WL 2lsquolsquo

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WL 2

WL 1

WL 2

Knoten I Kraumlfteplan AnmerkungDas Kraumlftedreieck muss geschlossen sein

Aufgabe 2 Allgemeines Ebenes Kraftsystem (AEK) Gegeben ist ein Kranseil an dem mit Hilfe einer Traverse ein Fertigteil gehoben wird Das Fertig-teil hat eine Gewichtskraft von 75 kN

Gesuchta) Krafteck uumlber die Knoten I und II wenn α = 45deg ist Sowie die Stabkraft S1 bis S4b) Rechnerische und Zeichnerische Ermittlung der Stabkraumlfte S1 bis S4c) Groumlszlige des Winkels α damit S2 = G ist

α α

G = 75 kN

S 1

S 2

I

II

S 2

S 4 S 4S 3

11

S 2 S 2

S 1WL 2lsquolsquo

S 2 = ~530 kN

S 1 = 75 kN

Anmerkung

S1 = G da an S1 die gesamte Gewichtskraft angreift

S 4 = G2 = 375 kN

Kraftmaszligstab 1kN = 01cm

Alle Pfeilspitzen zeigen vom Knoten weg Alle Kraumlfte sind Zugkraumlfte

S 1 (Zugkraft)

S 2

S 2

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VEKTOREN TRAGWERK UND MATERIAL I

Aufgabe 2 Allgemeines Ebenes Kraftsystem (AEK) Gegeben ist ein Kranseil an dem mit Hilfe einer Traverse ein Fertigteil gehoben wird Das Fertig-teil hat eine Gewichtskraft von 75 kN

Gesuchta) Krafteck uumlber die Knoten I und II wenn α = 45deg ist Sowie die Stabkraft S1 bis S4b) Rechnerische und Zeichnerische Ermittlung der Stabkraumlfte S1 bs S4c) Groumlszlige des Winkels α damit S2 = G ist

α α

G = 75 kN

S 1

S 2

I

II

S 2

S 4 S 4S 3

12

Knoten II Kraumlfteplan

Anmerkung Die Seilkraumlfte S4und S1 sind klar

S4 = G2 wenn G symmetrisch an der Traverse haumlngt

und

S1 = G

S2V - S4 = 0

S2V = S4

S2V = 12 G

S2 = S2V sin(α)

S2 = (12 G)sin(α)

S2 = (375 kN)sin(45deg)

S2 = 5303 kN

S2H - S3 = 0

S3 = S2H

S3 = S2 cos(α)

S3 = [(12 G)sin(45)] cos(45)

S3 = 12 G

S3 = 375 kN

S 2S 2V

S 2H

S 4

S 3

α

α

S 4 = G2 = 375 kN

Kraftmaszligstab 1kN = 01cm

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VEKTOREN TRAGWERK UND MATERIAL I

Knoten I

Aufgabe 2 Allgemeines Ebenes Kraftsystem (AEK) Gegeben ist ein Kranseil an dem mit Hilfe einer Traverse ein Fertigteil gehoben wird Das Fertig-teil hat eine Gewichtskraft von 75 kN

Gesuchta) Krafteck uumlber die Knoten I und II wenn α = 45deg ist Sowie die Stabkraft S1 bis S4b) Rechnerische und Zeichnerische Ermittlung der Stabkraumlfte S1 bs S4c) Groumlszlige des Winkels α damit S2 = G ist

α α

G = 75 kN

S 1

S 2

I

II

S 2

S 4 S 4S 3

13

Kraumlfteplan

Anmerkung Die Seilkraumlfte S4und S1 sind klar

S4 = G2 wenn G symmetrisch an der Traverse haumlngt

und

S1 = G

S1 - 2 S2V = 0

S2V = S1 2

S2V = 12 G

sin(α) = S2V S2

S2 = S2V sin(α)

S2 = (12 G)sin(α)

S2 = (375 kN)sin(45deg)

S2 = 5303 kN

S 1S 2

S 2

α

S 4 = G2 = 375 kN

Kraftmaszligstab 1kN = 01cm

S 2V

S 2H

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Aufgabe 2 Allgemeines Ebenes Kraftsystem (AEK) Gegeben ist ein Kranseil an dem mit Hilfe einer Traverse ein Fertigteil gehoben wird Das Fertigteil hat eine Gewichtskraft von 75 kN

Gesuchta) Krafteck uumlber die Knoten I und II wenn α = 45deg ist Sowie die Stabkraft S1 bis S4b) Rechnerische und Zeichnerische Ermittlung der Stabkraumlfte S1 bs S4c) Groumlszlige des Winkels α damit S2 = G ist

α α

G = 75 kN

S 1

S 2

I

II

S 2

S 4 S 4S 3

14

Knoten II

ZEICHNERISCH

30deg

r = 75 cm

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Knoten II

ZEICHNERISCH

15

Knoten II

Aufgabe 2 Allgemeines Ebenes Kraftsystem (AEK) Gegeben ist ein Kranseil an dem mit Hilfe einer Traverse ein Fertigteil gehoben wird Das Fertigteil hat eine Gewichtskraft von 75 kN

Gesuchta) Krafteck uumlber die Knoten I und II wenn α = 45deg ist Sowie die Stabkraft S1 bis S4b) Rechnerische und Zeichnerische Ermittlung der Stabkraumlfte S1 bs S4c) Groumlszlige des Winkels α damit S2 = G ist

α α

G = 75 kN

S 1

S 2

I

II

S 2

S 4 S 4S 3

RECHNERISCH

sin(α) = S2H G

sin(α) =05G G

sin(α) = 12

α = sin-1(05)

α = 30deg

S 2H = 12 GG

α

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VEKTOREN TRAGWERK UND MATERIAL I

s1 s2

S

A

B

s3s4

s5

Aufgabe 3 Zentrales Ebenes Kraftsystem (ZEK) Uumlber einen Talgraben ist nachfolgend vereinfacht dargestellte Bruumlcke errichtet Die auftretenden Kraumlfte werden uumlber Seile (S1 = 2700 kN S2 = 2500 kN S3 = 2600 kN S4 = 3400 kN S5 = 3800 kN) und einen Pylon abgeleitet

a) Bestimmen Sie zeichnerisch die Resultierende der 5 Seilkraumlfte am Pylonkopf

b) Ermitteln Sie den vertikalen und horizontalen Anteil der Resultierenden

16

R ~ 11700 kN

R h ~ 3800 kN

R v ~ 11100 kN

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Aufgabe 4 Allgemeines Ebenes Kraftsystem (AEK)

Ermitteln Sie zeichnerisch die Kraumlften F1 F2 und F3 (1kN = 1cm)

FLast = 5 kN

F2 F2

F3 F3

F1 F1

52deg

17

83 cm = 415 kN

65 cm = 325 kN

5 cm = 25 kN

10 cm = 5 kN

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Aufgabe 4 Allgemeines Ebenes Kraftsystem (AEK)

Ermitteln Sie zeichnerisch die Kraumlften F1 F2 und F3 (1kN = 1cm)

FLast = 5 kN

F2 F2

F3 F3

F1 F1

52deg

18

FLast2 = 25 kN52deg

38deg

tan 38deg = 05 FLast H

H = 05 FLast tan 38deg

H = 25 kN 078

H = 32 kN

sin 38deg = 05 FLast D

D = 05 FLast sin 38deg

H = 25 kN 0616

H = 406 kN

D

H

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Aufgabe 5 Fahrradrahmen

Fuumlr das dargestellte Fahrrad sollen die Stabkraumlfte s1 - s5 im Rah-men zeichnerisch ermittelt werden

Zur Vereinfachung ist von der nachfolgenden Stabanordnung auszugehen bei der die Staumlbe gelenkig miteinander verbunden sind und die Gewichtskraft des Radfahrers (F = 09 kN) nur am mittleren unteren Knoten wirkt (Wiegetritt)

12 12

F

s1

s2 s3 s4

s5

042 kN (Druck)

027 kN (Zug)

049 kN (Druck)044 kN (Zug)

062 kN (Zug)

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VEKTOREN TRAGWERK UND MATERIAL I

Aufgabe 1 Zentrales Ebenes Kraftsystem (ZEK) Gegeben sei eine Straszligenlampe die uumlber zwei Seile an zwei gegenuumlberliegenden Waumlnden bdquoab-gehaumlngtldquo befestigt ist Die Gewichtskraft der Lampe betraumlgt 05 kN

Gesucht ist die rechnerische und die zeichnerische Ermittlung der beiden Zugelemente S1 und S2 wenn β = 30deg ist

β = 30deg β = 30deg

F Lampe = 05 kN

l2 l2

8

ZEICHNERISCH

WL 1WL 2

WL 2 `

05 kN = 25 cm

s1 = s2 = 25 cm 25 cm = 05 kN

Waumlhle Massstab 1cm = 02 kN

25 cm

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VEKTOREN TRAGWERK UND MATERIAL I

ZEICHNERISCH

RECHNERISCH

Aufgabe 1 Zentrales Ebenes Kraftsystem (ZEK) Gegeben sei eine Straszligenlampe die uumlber zwei Seile an zwei gegenuumlberliegenden Waumlnden bdquoab-gehaumlngtldquo befestigt ist Die Gewichtskraft der Lampe betraumlgt 05 kN

Gesucht ist die rechnerische und die zeichnerische Ermittlung der beiden Zugelemente S1 und S2 wenn β = 30deg ist

β = 30deg β = 30deg

F Lampe = 05 kN

l2 l2

9

25 cm FLampe2

FLampe2

WL 1 WL 2

β = 30degF Lampe2 = 025 kN

s1 S1y = F2 = 025 kN

β = 30deg sin β = S1y S1

S1 = S1y sin (30deg) = 025 kN 05

= 05 kN

s1

s1x

s1y =

Aufteilen der Kraft FLampe in

2 Teilkraumlfte FLampe2

Seite von 19

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VEKTOREN TRAGWERK UND MATERIAL I

Aufgabe 2 Allgemeines Ebenes Kraftsystem (AEK) Gegeben ist ein Kranseil an dem mit Hilfe einer Traverse ein Fertigteil gehoben wird Das Fertig-teil hat eine Gewichtskraft von 75 kN

Gesuchta) Krafteck uumlber die Knoten I und II wenn α = 45deg ist Sowie die Stabkraft S1 bis S4b) Rechnerische und Zeichnerische Ermittlung der Stabkraumlfte S1 bis S4c) Groumlszlige des Winkels α damit S2 = G ist

α α

G = 75 kN

S 1

S 2

I

II

S 2

S 4 S 4S 3

10

II

WL 2

WL 3

WL 4

S 2

S 4 S 3

Knoten II Kraumlfteplan AnmerkungDas Kraumlftedreieck muss geschlossen sein

S 2 S 4 (Zugkraft)

S 3

S 2 = ~530 kNS 3 = ~375 kNS 4 = 375 kN

Anmerkung

S4 = G2 wenn G symmetrisch an der Traverse haumlngt

S 4 = G2 = 375 kN

Kraftmaszligstab 1kN = 01cm

Pfeilrichtung definiert Druck- oder Zugkraft

Pfeilspitze zeigt vom Knoten weg Zugkraft

Pfeilspitze zeigt vom Knoten weg Zugkraft

Pfeilspitze zeigt zum Knoten hin Druckkraft

WL 2lsquolsquo

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WL 2

WL 1

WL 2

Knoten I Kraumlfteplan AnmerkungDas Kraumlftedreieck muss geschlossen sein

Aufgabe 2 Allgemeines Ebenes Kraftsystem (AEK) Gegeben ist ein Kranseil an dem mit Hilfe einer Traverse ein Fertigteil gehoben wird Das Fertig-teil hat eine Gewichtskraft von 75 kN

Gesuchta) Krafteck uumlber die Knoten I und II wenn α = 45deg ist Sowie die Stabkraft S1 bis S4b) Rechnerische und Zeichnerische Ermittlung der Stabkraumlfte S1 bis S4c) Groumlszlige des Winkels α damit S2 = G ist

α α

G = 75 kN

S 1

S 2

I

II

S 2

S 4 S 4S 3

11

S 2 S 2

S 1WL 2lsquolsquo

S 2 = ~530 kN

S 1 = 75 kN

Anmerkung

S1 = G da an S1 die gesamte Gewichtskraft angreift

S 4 = G2 = 375 kN

Kraftmaszligstab 1kN = 01cm

Alle Pfeilspitzen zeigen vom Knoten weg Alle Kraumlfte sind Zugkraumlfte

S 1 (Zugkraft)

S 2

S 2

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Aufgabe 2 Allgemeines Ebenes Kraftsystem (AEK) Gegeben ist ein Kranseil an dem mit Hilfe einer Traverse ein Fertigteil gehoben wird Das Fertig-teil hat eine Gewichtskraft von 75 kN

Gesuchta) Krafteck uumlber die Knoten I und II wenn α = 45deg ist Sowie die Stabkraft S1 bis S4b) Rechnerische und Zeichnerische Ermittlung der Stabkraumlfte S1 bs S4c) Groumlszlige des Winkels α damit S2 = G ist

α α

G = 75 kN

S 1

S 2

I

II

S 2

S 4 S 4S 3

12

Knoten II Kraumlfteplan

Anmerkung Die Seilkraumlfte S4und S1 sind klar

S4 = G2 wenn G symmetrisch an der Traverse haumlngt

und

S1 = G

S2V - S4 = 0

S2V = S4

S2V = 12 G

S2 = S2V sin(α)

S2 = (12 G)sin(α)

S2 = (375 kN)sin(45deg)

S2 = 5303 kN

S2H - S3 = 0

S3 = S2H

S3 = S2 cos(α)

S3 = [(12 G)sin(45)] cos(45)

S3 = 12 G

S3 = 375 kN

S 2S 2V

S 2H

S 4

S 3

α

α

S 4 = G2 = 375 kN

Kraftmaszligstab 1kN = 01cm

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Knoten I

Aufgabe 2 Allgemeines Ebenes Kraftsystem (AEK) Gegeben ist ein Kranseil an dem mit Hilfe einer Traverse ein Fertigteil gehoben wird Das Fertig-teil hat eine Gewichtskraft von 75 kN

Gesuchta) Krafteck uumlber die Knoten I und II wenn α = 45deg ist Sowie die Stabkraft S1 bis S4b) Rechnerische und Zeichnerische Ermittlung der Stabkraumlfte S1 bs S4c) Groumlszlige des Winkels α damit S2 = G ist

α α

G = 75 kN

S 1

S 2

I

II

S 2

S 4 S 4S 3

13

Kraumlfteplan

Anmerkung Die Seilkraumlfte S4und S1 sind klar

S4 = G2 wenn G symmetrisch an der Traverse haumlngt

und

S1 = G

S1 - 2 S2V = 0

S2V = S1 2

S2V = 12 G

sin(α) = S2V S2

S2 = S2V sin(α)

S2 = (12 G)sin(α)

S2 = (375 kN)sin(45deg)

S2 = 5303 kN

S 1S 2

S 2

α

S 4 = G2 = 375 kN

Kraftmaszligstab 1kN = 01cm

S 2V

S 2H

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Aufgabe 2 Allgemeines Ebenes Kraftsystem (AEK) Gegeben ist ein Kranseil an dem mit Hilfe einer Traverse ein Fertigteil gehoben wird Das Fertigteil hat eine Gewichtskraft von 75 kN

Gesuchta) Krafteck uumlber die Knoten I und II wenn α = 45deg ist Sowie die Stabkraft S1 bis S4b) Rechnerische und Zeichnerische Ermittlung der Stabkraumlfte S1 bs S4c) Groumlszlige des Winkels α damit S2 = G ist

α α

G = 75 kN

S 1

S 2

I

II

S 2

S 4 S 4S 3

14

Knoten II

ZEICHNERISCH

30deg

r = 75 cm

Seite von 19 Seite von 19

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Knoten II

ZEICHNERISCH

15

Knoten II

Aufgabe 2 Allgemeines Ebenes Kraftsystem (AEK) Gegeben ist ein Kranseil an dem mit Hilfe einer Traverse ein Fertigteil gehoben wird Das Fertigteil hat eine Gewichtskraft von 75 kN

Gesuchta) Krafteck uumlber die Knoten I und II wenn α = 45deg ist Sowie die Stabkraft S1 bis S4b) Rechnerische und Zeichnerische Ermittlung der Stabkraumlfte S1 bs S4c) Groumlszlige des Winkels α damit S2 = G ist

α α

G = 75 kN

S 1

S 2

I

II

S 2

S 4 S 4S 3

RECHNERISCH

sin(α) = S2H G

sin(α) =05G G

sin(α) = 12

α = sin-1(05)

α = 30deg

S 2H = 12 GG

α

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s1 s2

S

A

B

s3s4

s5

Aufgabe 3 Zentrales Ebenes Kraftsystem (ZEK) Uumlber einen Talgraben ist nachfolgend vereinfacht dargestellte Bruumlcke errichtet Die auftretenden Kraumlfte werden uumlber Seile (S1 = 2700 kN S2 = 2500 kN S3 = 2600 kN S4 = 3400 kN S5 = 3800 kN) und einen Pylon abgeleitet

a) Bestimmen Sie zeichnerisch die Resultierende der 5 Seilkraumlfte am Pylonkopf

b) Ermitteln Sie den vertikalen und horizontalen Anteil der Resultierenden

16

R ~ 11700 kN

R h ~ 3800 kN

R v ~ 11100 kN

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Aufgabe 4 Allgemeines Ebenes Kraftsystem (AEK)

Ermitteln Sie zeichnerisch die Kraumlften F1 F2 und F3 (1kN = 1cm)

FLast = 5 kN

F2 F2

F3 F3

F1 F1

52deg

17

83 cm = 415 kN

65 cm = 325 kN

5 cm = 25 kN

10 cm = 5 kN

Seite von 19

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Aufgabe 4 Allgemeines Ebenes Kraftsystem (AEK)

Ermitteln Sie zeichnerisch die Kraumlften F1 F2 und F3 (1kN = 1cm)

FLast = 5 kN

F2 F2

F3 F3

F1 F1

52deg

18

FLast2 = 25 kN52deg

38deg

tan 38deg = 05 FLast H

H = 05 FLast tan 38deg

H = 25 kN 078

H = 32 kN

sin 38deg = 05 FLast D

D = 05 FLast sin 38deg

H = 25 kN 0616

H = 406 kN

D

H

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19

Aufgabe 5 Fahrradrahmen

Fuumlr das dargestellte Fahrrad sollen die Stabkraumlfte s1 - s5 im Rah-men zeichnerisch ermittelt werden

Zur Vereinfachung ist von der nachfolgenden Stabanordnung auszugehen bei der die Staumlbe gelenkig miteinander verbunden sind und die Gewichtskraft des Radfahrers (F = 09 kN) nur am mittleren unteren Knoten wirkt (Wiegetritt)

12 12

F

s1

s2 s3 s4

s5

042 kN (Druck)

027 kN (Zug)

049 kN (Druck)044 kN (Zug)

062 kN (Zug)

Seite von 19 Seite von 19

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ZEICHNERISCH

RECHNERISCH

Aufgabe 1 Zentrales Ebenes Kraftsystem (ZEK) Gegeben sei eine Straszligenlampe die uumlber zwei Seile an zwei gegenuumlberliegenden Waumlnden bdquoab-gehaumlngtldquo befestigt ist Die Gewichtskraft der Lampe betraumlgt 05 kN

Gesucht ist die rechnerische und die zeichnerische Ermittlung der beiden Zugelemente S1 und S2 wenn β = 30deg ist

β = 30deg β = 30deg

F Lampe = 05 kN

l2 l2

9

25 cm FLampe2

FLampe2

WL 1 WL 2

β = 30degF Lampe2 = 025 kN

s1 S1y = F2 = 025 kN

β = 30deg sin β = S1y S1

S1 = S1y sin (30deg) = 025 kN 05

= 05 kN

s1

s1x

s1y =

Aufteilen der Kraft FLampe in

2 Teilkraumlfte FLampe2

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VEKTOREN TRAGWERK UND MATERIAL I

Aufgabe 2 Allgemeines Ebenes Kraftsystem (AEK) Gegeben ist ein Kranseil an dem mit Hilfe einer Traverse ein Fertigteil gehoben wird Das Fertig-teil hat eine Gewichtskraft von 75 kN

Gesuchta) Krafteck uumlber die Knoten I und II wenn α = 45deg ist Sowie die Stabkraft S1 bis S4b) Rechnerische und Zeichnerische Ermittlung der Stabkraumlfte S1 bis S4c) Groumlszlige des Winkels α damit S2 = G ist

α α

G = 75 kN

S 1

S 2

I

II

S 2

S 4 S 4S 3

10

II

WL 2

WL 3

WL 4

S 2

S 4 S 3

Knoten II Kraumlfteplan AnmerkungDas Kraumlftedreieck muss geschlossen sein

S 2 S 4 (Zugkraft)

S 3

S 2 = ~530 kNS 3 = ~375 kNS 4 = 375 kN

Anmerkung

S4 = G2 wenn G symmetrisch an der Traverse haumlngt

S 4 = G2 = 375 kN

Kraftmaszligstab 1kN = 01cm

Pfeilrichtung definiert Druck- oder Zugkraft

Pfeilspitze zeigt vom Knoten weg Zugkraft

Pfeilspitze zeigt vom Knoten weg Zugkraft

Pfeilspitze zeigt zum Knoten hin Druckkraft

WL 2lsquolsquo

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WL 2

WL 1

WL 2

Knoten I Kraumlfteplan AnmerkungDas Kraumlftedreieck muss geschlossen sein

Aufgabe 2 Allgemeines Ebenes Kraftsystem (AEK) Gegeben ist ein Kranseil an dem mit Hilfe einer Traverse ein Fertigteil gehoben wird Das Fertig-teil hat eine Gewichtskraft von 75 kN

Gesuchta) Krafteck uumlber die Knoten I und II wenn α = 45deg ist Sowie die Stabkraft S1 bis S4b) Rechnerische und Zeichnerische Ermittlung der Stabkraumlfte S1 bis S4c) Groumlszlige des Winkels α damit S2 = G ist

α α

G = 75 kN

S 1

S 2

I

II

S 2

S 4 S 4S 3

11

S 2 S 2

S 1WL 2lsquolsquo

S 2 = ~530 kN

S 1 = 75 kN

Anmerkung

S1 = G da an S1 die gesamte Gewichtskraft angreift

S 4 = G2 = 375 kN

Kraftmaszligstab 1kN = 01cm

Alle Pfeilspitzen zeigen vom Knoten weg Alle Kraumlfte sind Zugkraumlfte

S 1 (Zugkraft)

S 2

S 2

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VEKTOREN TRAGWERK UND MATERIAL I

Aufgabe 2 Allgemeines Ebenes Kraftsystem (AEK) Gegeben ist ein Kranseil an dem mit Hilfe einer Traverse ein Fertigteil gehoben wird Das Fertig-teil hat eine Gewichtskraft von 75 kN

Gesuchta) Krafteck uumlber die Knoten I und II wenn α = 45deg ist Sowie die Stabkraft S1 bis S4b) Rechnerische und Zeichnerische Ermittlung der Stabkraumlfte S1 bs S4c) Groumlszlige des Winkels α damit S2 = G ist

α α

G = 75 kN

S 1

S 2

I

II

S 2

S 4 S 4S 3

12

Knoten II Kraumlfteplan

Anmerkung Die Seilkraumlfte S4und S1 sind klar

S4 = G2 wenn G symmetrisch an der Traverse haumlngt

und

S1 = G

S2V - S4 = 0

S2V = S4

S2V = 12 G

S2 = S2V sin(α)

S2 = (12 G)sin(α)

S2 = (375 kN)sin(45deg)

S2 = 5303 kN

S2H - S3 = 0

S3 = S2H

S3 = S2 cos(α)

S3 = [(12 G)sin(45)] cos(45)

S3 = 12 G

S3 = 375 kN

S 2S 2V

S 2H

S 4

S 3

α

α

S 4 = G2 = 375 kN

Kraftmaszligstab 1kN = 01cm

Seite von 19 Seite von 19

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Knoten I

Aufgabe 2 Allgemeines Ebenes Kraftsystem (AEK) Gegeben ist ein Kranseil an dem mit Hilfe einer Traverse ein Fertigteil gehoben wird Das Fertig-teil hat eine Gewichtskraft von 75 kN

Gesuchta) Krafteck uumlber die Knoten I und II wenn α = 45deg ist Sowie die Stabkraft S1 bis S4b) Rechnerische und Zeichnerische Ermittlung der Stabkraumlfte S1 bs S4c) Groumlszlige des Winkels α damit S2 = G ist

α α

G = 75 kN

S 1

S 2

I

II

S 2

S 4 S 4S 3

13

Kraumlfteplan

Anmerkung Die Seilkraumlfte S4und S1 sind klar

S4 = G2 wenn G symmetrisch an der Traverse haumlngt

und

S1 = G

S1 - 2 S2V = 0

S2V = S1 2

S2V = 12 G

sin(α) = S2V S2

S2 = S2V sin(α)

S2 = (12 G)sin(α)

S2 = (375 kN)sin(45deg)

S2 = 5303 kN

S 1S 2

S 2

α

S 4 = G2 = 375 kN

Kraftmaszligstab 1kN = 01cm

S 2V

S 2H

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Aufgabe 2 Allgemeines Ebenes Kraftsystem (AEK) Gegeben ist ein Kranseil an dem mit Hilfe einer Traverse ein Fertigteil gehoben wird Das Fertigteil hat eine Gewichtskraft von 75 kN

Gesuchta) Krafteck uumlber die Knoten I und II wenn α = 45deg ist Sowie die Stabkraft S1 bis S4b) Rechnerische und Zeichnerische Ermittlung der Stabkraumlfte S1 bs S4c) Groumlszlige des Winkels α damit S2 = G ist

α α

G = 75 kN

S 1

S 2

I

II

S 2

S 4 S 4S 3

14

Knoten II

ZEICHNERISCH

30deg

r = 75 cm

Seite von 19 Seite von 19

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Knoten II

ZEICHNERISCH

15

Knoten II

Aufgabe 2 Allgemeines Ebenes Kraftsystem (AEK) Gegeben ist ein Kranseil an dem mit Hilfe einer Traverse ein Fertigteil gehoben wird Das Fertigteil hat eine Gewichtskraft von 75 kN

Gesuchta) Krafteck uumlber die Knoten I und II wenn α = 45deg ist Sowie die Stabkraft S1 bis S4b) Rechnerische und Zeichnerische Ermittlung der Stabkraumlfte S1 bs S4c) Groumlszlige des Winkels α damit S2 = G ist

α α

G = 75 kN

S 1

S 2

I

II

S 2

S 4 S 4S 3

RECHNERISCH

sin(α) = S2H G

sin(α) =05G G

sin(α) = 12

α = sin-1(05)

α = 30deg

S 2H = 12 GG

α

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s1 s2

S

A

B

s3s4

s5

Aufgabe 3 Zentrales Ebenes Kraftsystem (ZEK) Uumlber einen Talgraben ist nachfolgend vereinfacht dargestellte Bruumlcke errichtet Die auftretenden Kraumlfte werden uumlber Seile (S1 = 2700 kN S2 = 2500 kN S3 = 2600 kN S4 = 3400 kN S5 = 3800 kN) und einen Pylon abgeleitet

a) Bestimmen Sie zeichnerisch die Resultierende der 5 Seilkraumlfte am Pylonkopf

b) Ermitteln Sie den vertikalen und horizontalen Anteil der Resultierenden

16

R ~ 11700 kN

R h ~ 3800 kN

R v ~ 11100 kN

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Aufgabe 4 Allgemeines Ebenes Kraftsystem (AEK)

Ermitteln Sie zeichnerisch die Kraumlften F1 F2 und F3 (1kN = 1cm)

FLast = 5 kN

F2 F2

F3 F3

F1 F1

52deg

17

83 cm = 415 kN

65 cm = 325 kN

5 cm = 25 kN

10 cm = 5 kN

Seite von 19

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Aufgabe 4 Allgemeines Ebenes Kraftsystem (AEK)

Ermitteln Sie zeichnerisch die Kraumlften F1 F2 und F3 (1kN = 1cm)

FLast = 5 kN

F2 F2

F3 F3

F1 F1

52deg

18

FLast2 = 25 kN52deg

38deg

tan 38deg = 05 FLast H

H = 05 FLast tan 38deg

H = 25 kN 078

H = 32 kN

sin 38deg = 05 FLast D

D = 05 FLast sin 38deg

H = 25 kN 0616

H = 406 kN

D

H

Seite von 19 Seite von 19

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Aufgabe 5 Fahrradrahmen

Fuumlr das dargestellte Fahrrad sollen die Stabkraumlfte s1 - s5 im Rah-men zeichnerisch ermittelt werden

Zur Vereinfachung ist von der nachfolgenden Stabanordnung auszugehen bei der die Staumlbe gelenkig miteinander verbunden sind und die Gewichtskraft des Radfahrers (F = 09 kN) nur am mittleren unteren Knoten wirkt (Wiegetritt)

12 12

F

s1

s2 s3 s4

s5

042 kN (Druck)

027 kN (Zug)

049 kN (Druck)044 kN (Zug)

062 kN (Zug)

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Aufgabe 2 Allgemeines Ebenes Kraftsystem (AEK) Gegeben ist ein Kranseil an dem mit Hilfe einer Traverse ein Fertigteil gehoben wird Das Fertig-teil hat eine Gewichtskraft von 75 kN

Gesuchta) Krafteck uumlber die Knoten I und II wenn α = 45deg ist Sowie die Stabkraft S1 bis S4b) Rechnerische und Zeichnerische Ermittlung der Stabkraumlfte S1 bis S4c) Groumlszlige des Winkels α damit S2 = G ist

α α

G = 75 kN

S 1

S 2

I

II

S 2

S 4 S 4S 3

10

II

WL 2

WL 3

WL 4

S 2

S 4 S 3

Knoten II Kraumlfteplan AnmerkungDas Kraumlftedreieck muss geschlossen sein

S 2 S 4 (Zugkraft)

S 3

S 2 = ~530 kNS 3 = ~375 kNS 4 = 375 kN

Anmerkung

S4 = G2 wenn G symmetrisch an der Traverse haumlngt

S 4 = G2 = 375 kN

Kraftmaszligstab 1kN = 01cm

Pfeilrichtung definiert Druck- oder Zugkraft

Pfeilspitze zeigt vom Knoten weg Zugkraft

Pfeilspitze zeigt vom Knoten weg Zugkraft

Pfeilspitze zeigt zum Knoten hin Druckkraft

WL 2lsquolsquo

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WL 2

WL 1

WL 2

Knoten I Kraumlfteplan AnmerkungDas Kraumlftedreieck muss geschlossen sein

Aufgabe 2 Allgemeines Ebenes Kraftsystem (AEK) Gegeben ist ein Kranseil an dem mit Hilfe einer Traverse ein Fertigteil gehoben wird Das Fertig-teil hat eine Gewichtskraft von 75 kN

Gesuchta) Krafteck uumlber die Knoten I und II wenn α = 45deg ist Sowie die Stabkraft S1 bis S4b) Rechnerische und Zeichnerische Ermittlung der Stabkraumlfte S1 bis S4c) Groumlszlige des Winkels α damit S2 = G ist

α α

G = 75 kN

S 1

S 2

I

II

S 2

S 4 S 4S 3

11

S 2 S 2

S 1WL 2lsquolsquo

S 2 = ~530 kN

S 1 = 75 kN

Anmerkung

S1 = G da an S1 die gesamte Gewichtskraft angreift

S 4 = G2 = 375 kN

Kraftmaszligstab 1kN = 01cm

Alle Pfeilspitzen zeigen vom Knoten weg Alle Kraumlfte sind Zugkraumlfte

S 1 (Zugkraft)

S 2

S 2

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VEKTOREN TRAGWERK UND MATERIAL I

Aufgabe 2 Allgemeines Ebenes Kraftsystem (AEK) Gegeben ist ein Kranseil an dem mit Hilfe einer Traverse ein Fertigteil gehoben wird Das Fertig-teil hat eine Gewichtskraft von 75 kN

Gesuchta) Krafteck uumlber die Knoten I und II wenn α = 45deg ist Sowie die Stabkraft S1 bis S4b) Rechnerische und Zeichnerische Ermittlung der Stabkraumlfte S1 bs S4c) Groumlszlige des Winkels α damit S2 = G ist

α α

G = 75 kN

S 1

S 2

I

II

S 2

S 4 S 4S 3

12

Knoten II Kraumlfteplan

Anmerkung Die Seilkraumlfte S4und S1 sind klar

S4 = G2 wenn G symmetrisch an der Traverse haumlngt

und

S1 = G

S2V - S4 = 0

S2V = S4

S2V = 12 G

S2 = S2V sin(α)

S2 = (12 G)sin(α)

S2 = (375 kN)sin(45deg)

S2 = 5303 kN

S2H - S3 = 0

S3 = S2H

S3 = S2 cos(α)

S3 = [(12 G)sin(45)] cos(45)

S3 = 12 G

S3 = 375 kN

S 2S 2V

S 2H

S 4

S 3

α

α

S 4 = G2 = 375 kN

Kraftmaszligstab 1kN = 01cm

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VEKTOREN TRAGWERK UND MATERIAL I

Knoten I

Aufgabe 2 Allgemeines Ebenes Kraftsystem (AEK) Gegeben ist ein Kranseil an dem mit Hilfe einer Traverse ein Fertigteil gehoben wird Das Fertig-teil hat eine Gewichtskraft von 75 kN

Gesuchta) Krafteck uumlber die Knoten I und II wenn α = 45deg ist Sowie die Stabkraft S1 bis S4b) Rechnerische und Zeichnerische Ermittlung der Stabkraumlfte S1 bs S4c) Groumlszlige des Winkels α damit S2 = G ist

α α

G = 75 kN

S 1

S 2

I

II

S 2

S 4 S 4S 3

13

Kraumlfteplan

Anmerkung Die Seilkraumlfte S4und S1 sind klar

S4 = G2 wenn G symmetrisch an der Traverse haumlngt

und

S1 = G

S1 - 2 S2V = 0

S2V = S1 2

S2V = 12 G

sin(α) = S2V S2

S2 = S2V sin(α)

S2 = (12 G)sin(α)

S2 = (375 kN)sin(45deg)

S2 = 5303 kN

S 1S 2

S 2

α

S 4 = G2 = 375 kN

Kraftmaszligstab 1kN = 01cm

S 2V

S 2H

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Aufgabe 2 Allgemeines Ebenes Kraftsystem (AEK) Gegeben ist ein Kranseil an dem mit Hilfe einer Traverse ein Fertigteil gehoben wird Das Fertigteil hat eine Gewichtskraft von 75 kN

Gesuchta) Krafteck uumlber die Knoten I und II wenn α = 45deg ist Sowie die Stabkraft S1 bis S4b) Rechnerische und Zeichnerische Ermittlung der Stabkraumlfte S1 bs S4c) Groumlszlige des Winkels α damit S2 = G ist

α α

G = 75 kN

S 1

S 2

I

II

S 2

S 4 S 4S 3

14

Knoten II

ZEICHNERISCH

30deg

r = 75 cm

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Knoten II

ZEICHNERISCH

15

Knoten II

Aufgabe 2 Allgemeines Ebenes Kraftsystem (AEK) Gegeben ist ein Kranseil an dem mit Hilfe einer Traverse ein Fertigteil gehoben wird Das Fertigteil hat eine Gewichtskraft von 75 kN

Gesuchta) Krafteck uumlber die Knoten I und II wenn α = 45deg ist Sowie die Stabkraft S1 bis S4b) Rechnerische und Zeichnerische Ermittlung der Stabkraumlfte S1 bs S4c) Groumlszlige des Winkels α damit S2 = G ist

α α

G = 75 kN

S 1

S 2

I

II

S 2

S 4 S 4S 3

RECHNERISCH

sin(α) = S2H G

sin(α) =05G G

sin(α) = 12

α = sin-1(05)

α = 30deg

S 2H = 12 GG

α

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s1 s2

S

A

B

s3s4

s5

Aufgabe 3 Zentrales Ebenes Kraftsystem (ZEK) Uumlber einen Talgraben ist nachfolgend vereinfacht dargestellte Bruumlcke errichtet Die auftretenden Kraumlfte werden uumlber Seile (S1 = 2700 kN S2 = 2500 kN S3 = 2600 kN S4 = 3400 kN S5 = 3800 kN) und einen Pylon abgeleitet

a) Bestimmen Sie zeichnerisch die Resultierende der 5 Seilkraumlfte am Pylonkopf

b) Ermitteln Sie den vertikalen und horizontalen Anteil der Resultierenden

16

R ~ 11700 kN

R h ~ 3800 kN

R v ~ 11100 kN

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Aufgabe 4 Allgemeines Ebenes Kraftsystem (AEK)

Ermitteln Sie zeichnerisch die Kraumlften F1 F2 und F3 (1kN = 1cm)

FLast = 5 kN

F2 F2

F3 F3

F1 F1

52deg

17

83 cm = 415 kN

65 cm = 325 kN

5 cm = 25 kN

10 cm = 5 kN

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Aufgabe 4 Allgemeines Ebenes Kraftsystem (AEK)

Ermitteln Sie zeichnerisch die Kraumlften F1 F2 und F3 (1kN = 1cm)

FLast = 5 kN

F2 F2

F3 F3

F1 F1

52deg

18

FLast2 = 25 kN52deg

38deg

tan 38deg = 05 FLast H

H = 05 FLast tan 38deg

H = 25 kN 078

H = 32 kN

sin 38deg = 05 FLast D

D = 05 FLast sin 38deg

H = 25 kN 0616

H = 406 kN

D

H

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Aufgabe 5 Fahrradrahmen

Fuumlr das dargestellte Fahrrad sollen die Stabkraumlfte s1 - s5 im Rah-men zeichnerisch ermittelt werden

Zur Vereinfachung ist von der nachfolgenden Stabanordnung auszugehen bei der die Staumlbe gelenkig miteinander verbunden sind und die Gewichtskraft des Radfahrers (F = 09 kN) nur am mittleren unteren Knoten wirkt (Wiegetritt)

12 12

F

s1

s2 s3 s4

s5

042 kN (Druck)

027 kN (Zug)

049 kN (Druck)044 kN (Zug)

062 kN (Zug)

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WL 2

WL 1

WL 2

Knoten I Kraumlfteplan AnmerkungDas Kraumlftedreieck muss geschlossen sein

Aufgabe 2 Allgemeines Ebenes Kraftsystem (AEK) Gegeben ist ein Kranseil an dem mit Hilfe einer Traverse ein Fertigteil gehoben wird Das Fertig-teil hat eine Gewichtskraft von 75 kN

Gesuchta) Krafteck uumlber die Knoten I und II wenn α = 45deg ist Sowie die Stabkraft S1 bis S4b) Rechnerische und Zeichnerische Ermittlung der Stabkraumlfte S1 bis S4c) Groumlszlige des Winkels α damit S2 = G ist

α α

G = 75 kN

S 1

S 2

I

II

S 2

S 4 S 4S 3

11

S 2 S 2

S 1WL 2lsquolsquo

S 2 = ~530 kN

S 1 = 75 kN

Anmerkung

S1 = G da an S1 die gesamte Gewichtskraft angreift

S 4 = G2 = 375 kN

Kraftmaszligstab 1kN = 01cm

Alle Pfeilspitzen zeigen vom Knoten weg Alle Kraumlfte sind Zugkraumlfte

S 1 (Zugkraft)

S 2

S 2

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Aufgabe 2 Allgemeines Ebenes Kraftsystem (AEK) Gegeben ist ein Kranseil an dem mit Hilfe einer Traverse ein Fertigteil gehoben wird Das Fertig-teil hat eine Gewichtskraft von 75 kN

Gesuchta) Krafteck uumlber die Knoten I und II wenn α = 45deg ist Sowie die Stabkraft S1 bis S4b) Rechnerische und Zeichnerische Ermittlung der Stabkraumlfte S1 bs S4c) Groumlszlige des Winkels α damit S2 = G ist

α α

G = 75 kN

S 1

S 2

I

II

S 2

S 4 S 4S 3

12

Knoten II Kraumlfteplan

Anmerkung Die Seilkraumlfte S4und S1 sind klar

S4 = G2 wenn G symmetrisch an der Traverse haumlngt

und

S1 = G

S2V - S4 = 0

S2V = S4

S2V = 12 G

S2 = S2V sin(α)

S2 = (12 G)sin(α)

S2 = (375 kN)sin(45deg)

S2 = 5303 kN

S2H - S3 = 0

S3 = S2H

S3 = S2 cos(α)

S3 = [(12 G)sin(45)] cos(45)

S3 = 12 G

S3 = 375 kN

S 2S 2V

S 2H

S 4

S 3

α

α

S 4 = G2 = 375 kN

Kraftmaszligstab 1kN = 01cm

Seite von 19 Seite von 19

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Knoten I

Aufgabe 2 Allgemeines Ebenes Kraftsystem (AEK) Gegeben ist ein Kranseil an dem mit Hilfe einer Traverse ein Fertigteil gehoben wird Das Fertig-teil hat eine Gewichtskraft von 75 kN

Gesuchta) Krafteck uumlber die Knoten I und II wenn α = 45deg ist Sowie die Stabkraft S1 bis S4b) Rechnerische und Zeichnerische Ermittlung der Stabkraumlfte S1 bs S4c) Groumlszlige des Winkels α damit S2 = G ist

α α

G = 75 kN

S 1

S 2

I

II

S 2

S 4 S 4S 3

13

Kraumlfteplan

Anmerkung Die Seilkraumlfte S4und S1 sind klar

S4 = G2 wenn G symmetrisch an der Traverse haumlngt

und

S1 = G

S1 - 2 S2V = 0

S2V = S1 2

S2V = 12 G

sin(α) = S2V S2

S2 = S2V sin(α)

S2 = (12 G)sin(α)

S2 = (375 kN)sin(45deg)

S2 = 5303 kN

S 1S 2

S 2

α

S 4 = G2 = 375 kN

Kraftmaszligstab 1kN = 01cm

S 2V

S 2H

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Aufgabe 2 Allgemeines Ebenes Kraftsystem (AEK) Gegeben ist ein Kranseil an dem mit Hilfe einer Traverse ein Fertigteil gehoben wird Das Fertigteil hat eine Gewichtskraft von 75 kN

Gesuchta) Krafteck uumlber die Knoten I und II wenn α = 45deg ist Sowie die Stabkraft S1 bis S4b) Rechnerische und Zeichnerische Ermittlung der Stabkraumlfte S1 bs S4c) Groumlszlige des Winkels α damit S2 = G ist

α α

G = 75 kN

S 1

S 2

I

II

S 2

S 4 S 4S 3

14

Knoten II

ZEICHNERISCH

30deg

r = 75 cm

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Knoten II

ZEICHNERISCH

15

Knoten II

Aufgabe 2 Allgemeines Ebenes Kraftsystem (AEK) Gegeben ist ein Kranseil an dem mit Hilfe einer Traverse ein Fertigteil gehoben wird Das Fertigteil hat eine Gewichtskraft von 75 kN

Gesuchta) Krafteck uumlber die Knoten I und II wenn α = 45deg ist Sowie die Stabkraft S1 bis S4b) Rechnerische und Zeichnerische Ermittlung der Stabkraumlfte S1 bs S4c) Groumlszlige des Winkels α damit S2 = G ist

α α

G = 75 kN

S 1

S 2

I

II

S 2

S 4 S 4S 3

RECHNERISCH

sin(α) = S2H G

sin(α) =05G G

sin(α) = 12

α = sin-1(05)

α = 30deg

S 2H = 12 GG

α

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s1 s2

S

A

B

s3s4

s5

Aufgabe 3 Zentrales Ebenes Kraftsystem (ZEK) Uumlber einen Talgraben ist nachfolgend vereinfacht dargestellte Bruumlcke errichtet Die auftretenden Kraumlfte werden uumlber Seile (S1 = 2700 kN S2 = 2500 kN S3 = 2600 kN S4 = 3400 kN S5 = 3800 kN) und einen Pylon abgeleitet

a) Bestimmen Sie zeichnerisch die Resultierende der 5 Seilkraumlfte am Pylonkopf

b) Ermitteln Sie den vertikalen und horizontalen Anteil der Resultierenden

16

R ~ 11700 kN

R h ~ 3800 kN

R v ~ 11100 kN

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Aufgabe 4 Allgemeines Ebenes Kraftsystem (AEK)

Ermitteln Sie zeichnerisch die Kraumlften F1 F2 und F3 (1kN = 1cm)

FLast = 5 kN

F2 F2

F3 F3

F1 F1

52deg

17

83 cm = 415 kN

65 cm = 325 kN

5 cm = 25 kN

10 cm = 5 kN

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Aufgabe 4 Allgemeines Ebenes Kraftsystem (AEK)

Ermitteln Sie zeichnerisch die Kraumlften F1 F2 und F3 (1kN = 1cm)

FLast = 5 kN

F2 F2

F3 F3

F1 F1

52deg

18

FLast2 = 25 kN52deg

38deg

tan 38deg = 05 FLast H

H = 05 FLast tan 38deg

H = 25 kN 078

H = 32 kN

sin 38deg = 05 FLast D

D = 05 FLast sin 38deg

H = 25 kN 0616

H = 406 kN

D

H

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Aufgabe 5 Fahrradrahmen

Fuumlr das dargestellte Fahrrad sollen die Stabkraumlfte s1 - s5 im Rah-men zeichnerisch ermittelt werden

Zur Vereinfachung ist von der nachfolgenden Stabanordnung auszugehen bei der die Staumlbe gelenkig miteinander verbunden sind und die Gewichtskraft des Radfahrers (F = 09 kN) nur am mittleren unteren Knoten wirkt (Wiegetritt)

12 12

F

s1

s2 s3 s4

s5

042 kN (Druck)

027 kN (Zug)

049 kN (Druck)044 kN (Zug)

062 kN (Zug)

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Aufgabe 2 Allgemeines Ebenes Kraftsystem (AEK) Gegeben ist ein Kranseil an dem mit Hilfe einer Traverse ein Fertigteil gehoben wird Das Fertig-teil hat eine Gewichtskraft von 75 kN

Gesuchta) Krafteck uumlber die Knoten I und II wenn α = 45deg ist Sowie die Stabkraft S1 bis S4b) Rechnerische und Zeichnerische Ermittlung der Stabkraumlfte S1 bs S4c) Groumlszlige des Winkels α damit S2 = G ist

α α

G = 75 kN

S 1

S 2

I

II

S 2

S 4 S 4S 3

12

Knoten II Kraumlfteplan

Anmerkung Die Seilkraumlfte S4und S1 sind klar

S4 = G2 wenn G symmetrisch an der Traverse haumlngt

und

S1 = G

S2V - S4 = 0

S2V = S4

S2V = 12 G

S2 = S2V sin(α)

S2 = (12 G)sin(α)

S2 = (375 kN)sin(45deg)

S2 = 5303 kN

S2H - S3 = 0

S3 = S2H

S3 = S2 cos(α)

S3 = [(12 G)sin(45)] cos(45)

S3 = 12 G

S3 = 375 kN

S 2S 2V

S 2H

S 4

S 3

α

α

S 4 = G2 = 375 kN

Kraftmaszligstab 1kN = 01cm

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Knoten I

Aufgabe 2 Allgemeines Ebenes Kraftsystem (AEK) Gegeben ist ein Kranseil an dem mit Hilfe einer Traverse ein Fertigteil gehoben wird Das Fertig-teil hat eine Gewichtskraft von 75 kN

Gesuchta) Krafteck uumlber die Knoten I und II wenn α = 45deg ist Sowie die Stabkraft S1 bis S4b) Rechnerische und Zeichnerische Ermittlung der Stabkraumlfte S1 bs S4c) Groumlszlige des Winkels α damit S2 = G ist

α α

G = 75 kN

S 1

S 2

I

II

S 2

S 4 S 4S 3

13

Kraumlfteplan

Anmerkung Die Seilkraumlfte S4und S1 sind klar

S4 = G2 wenn G symmetrisch an der Traverse haumlngt

und

S1 = G

S1 - 2 S2V = 0

S2V = S1 2

S2V = 12 G

sin(α) = S2V S2

S2 = S2V sin(α)

S2 = (12 G)sin(α)

S2 = (375 kN)sin(45deg)

S2 = 5303 kN

S 1S 2

S 2

α

S 4 = G2 = 375 kN

Kraftmaszligstab 1kN = 01cm

S 2V

S 2H

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Aufgabe 2 Allgemeines Ebenes Kraftsystem (AEK) Gegeben ist ein Kranseil an dem mit Hilfe einer Traverse ein Fertigteil gehoben wird Das Fertigteil hat eine Gewichtskraft von 75 kN

Gesuchta) Krafteck uumlber die Knoten I und II wenn α = 45deg ist Sowie die Stabkraft S1 bis S4b) Rechnerische und Zeichnerische Ermittlung der Stabkraumlfte S1 bs S4c) Groumlszlige des Winkels α damit S2 = G ist

α α

G = 75 kN

S 1

S 2

I

II

S 2

S 4 S 4S 3

14

Knoten II

ZEICHNERISCH

30deg

r = 75 cm

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Knoten II

ZEICHNERISCH

15

Knoten II

Aufgabe 2 Allgemeines Ebenes Kraftsystem (AEK) Gegeben ist ein Kranseil an dem mit Hilfe einer Traverse ein Fertigteil gehoben wird Das Fertigteil hat eine Gewichtskraft von 75 kN

Gesuchta) Krafteck uumlber die Knoten I und II wenn α = 45deg ist Sowie die Stabkraft S1 bis S4b) Rechnerische und Zeichnerische Ermittlung der Stabkraumlfte S1 bs S4c) Groumlszlige des Winkels α damit S2 = G ist

α α

G = 75 kN

S 1

S 2

I

II

S 2

S 4 S 4S 3

RECHNERISCH

sin(α) = S2H G

sin(α) =05G G

sin(α) = 12

α = sin-1(05)

α = 30deg

S 2H = 12 GG

α

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s1 s2

S

A

B

s3s4

s5

Aufgabe 3 Zentrales Ebenes Kraftsystem (ZEK) Uumlber einen Talgraben ist nachfolgend vereinfacht dargestellte Bruumlcke errichtet Die auftretenden Kraumlfte werden uumlber Seile (S1 = 2700 kN S2 = 2500 kN S3 = 2600 kN S4 = 3400 kN S5 = 3800 kN) und einen Pylon abgeleitet

a) Bestimmen Sie zeichnerisch die Resultierende der 5 Seilkraumlfte am Pylonkopf

b) Ermitteln Sie den vertikalen und horizontalen Anteil der Resultierenden

16

R ~ 11700 kN

R h ~ 3800 kN

R v ~ 11100 kN

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Aufgabe 4 Allgemeines Ebenes Kraftsystem (AEK)

Ermitteln Sie zeichnerisch die Kraumlften F1 F2 und F3 (1kN = 1cm)

FLast = 5 kN

F2 F2

F3 F3

F1 F1

52deg

17

83 cm = 415 kN

65 cm = 325 kN

5 cm = 25 kN

10 cm = 5 kN

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Aufgabe 4 Allgemeines Ebenes Kraftsystem (AEK)

Ermitteln Sie zeichnerisch die Kraumlften F1 F2 und F3 (1kN = 1cm)

FLast = 5 kN

F2 F2

F3 F3

F1 F1

52deg

18

FLast2 = 25 kN52deg

38deg

tan 38deg = 05 FLast H

H = 05 FLast tan 38deg

H = 25 kN 078

H = 32 kN

sin 38deg = 05 FLast D

D = 05 FLast sin 38deg

H = 25 kN 0616

H = 406 kN

D

H

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VEKTOREN TRAGWERK UND MATERIAL I

19

Aufgabe 5 Fahrradrahmen

Fuumlr das dargestellte Fahrrad sollen die Stabkraumlfte s1 - s5 im Rah-men zeichnerisch ermittelt werden

Zur Vereinfachung ist von der nachfolgenden Stabanordnung auszugehen bei der die Staumlbe gelenkig miteinander verbunden sind und die Gewichtskraft des Radfahrers (F = 09 kN) nur am mittleren unteren Knoten wirkt (Wiegetritt)

12 12

F

s1

s2 s3 s4

s5

042 kN (Druck)

027 kN (Zug)

049 kN (Druck)044 kN (Zug)

062 kN (Zug)

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VEKTOREN TRAGWERK UND MATERIAL I

Knoten I

Aufgabe 2 Allgemeines Ebenes Kraftsystem (AEK) Gegeben ist ein Kranseil an dem mit Hilfe einer Traverse ein Fertigteil gehoben wird Das Fertig-teil hat eine Gewichtskraft von 75 kN

Gesuchta) Krafteck uumlber die Knoten I und II wenn α = 45deg ist Sowie die Stabkraft S1 bis S4b) Rechnerische und Zeichnerische Ermittlung der Stabkraumlfte S1 bs S4c) Groumlszlige des Winkels α damit S2 = G ist

α α

G = 75 kN

S 1

S 2

I

II

S 2

S 4 S 4S 3

13

Kraumlfteplan

Anmerkung Die Seilkraumlfte S4und S1 sind klar

S4 = G2 wenn G symmetrisch an der Traverse haumlngt

und

S1 = G

S1 - 2 S2V = 0

S2V = S1 2

S2V = 12 G

sin(α) = S2V S2

S2 = S2V sin(α)

S2 = (12 G)sin(α)

S2 = (375 kN)sin(45deg)

S2 = 5303 kN

S 1S 2

S 2

α

S 4 = G2 = 375 kN

Kraftmaszligstab 1kN = 01cm

S 2V

S 2H

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VEKTOREN TRAGWERK UND MATERIAL I

Aufgabe 2 Allgemeines Ebenes Kraftsystem (AEK) Gegeben ist ein Kranseil an dem mit Hilfe einer Traverse ein Fertigteil gehoben wird Das Fertigteil hat eine Gewichtskraft von 75 kN

Gesuchta) Krafteck uumlber die Knoten I und II wenn α = 45deg ist Sowie die Stabkraft S1 bis S4b) Rechnerische und Zeichnerische Ermittlung der Stabkraumlfte S1 bs S4c) Groumlszlige des Winkels α damit S2 = G ist

α α

G = 75 kN

S 1

S 2

I

II

S 2

S 4 S 4S 3

14

Knoten II

ZEICHNERISCH

30deg

r = 75 cm

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Knoten II

ZEICHNERISCH

15

Knoten II

Aufgabe 2 Allgemeines Ebenes Kraftsystem (AEK) Gegeben ist ein Kranseil an dem mit Hilfe einer Traverse ein Fertigteil gehoben wird Das Fertigteil hat eine Gewichtskraft von 75 kN

Gesuchta) Krafteck uumlber die Knoten I und II wenn α = 45deg ist Sowie die Stabkraft S1 bis S4b) Rechnerische und Zeichnerische Ermittlung der Stabkraumlfte S1 bs S4c) Groumlszlige des Winkels α damit S2 = G ist

α α

G = 75 kN

S 1

S 2

I

II

S 2

S 4 S 4S 3

RECHNERISCH

sin(α) = S2H G

sin(α) =05G G

sin(α) = 12

α = sin-1(05)

α = 30deg

S 2H = 12 GG

α

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VEKTOREN TRAGWERK UND MATERIAL I

s1 s2

S

A

B

s3s4

s5

Aufgabe 3 Zentrales Ebenes Kraftsystem (ZEK) Uumlber einen Talgraben ist nachfolgend vereinfacht dargestellte Bruumlcke errichtet Die auftretenden Kraumlfte werden uumlber Seile (S1 = 2700 kN S2 = 2500 kN S3 = 2600 kN S4 = 3400 kN S5 = 3800 kN) und einen Pylon abgeleitet

a) Bestimmen Sie zeichnerisch die Resultierende der 5 Seilkraumlfte am Pylonkopf

b) Ermitteln Sie den vertikalen und horizontalen Anteil der Resultierenden

16

R ~ 11700 kN

R h ~ 3800 kN

R v ~ 11100 kN

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Aufgabe 4 Allgemeines Ebenes Kraftsystem (AEK)

Ermitteln Sie zeichnerisch die Kraumlften F1 F2 und F3 (1kN = 1cm)

FLast = 5 kN

F2 F2

F3 F3

F1 F1

52deg

17

83 cm = 415 kN

65 cm = 325 kN

5 cm = 25 kN

10 cm = 5 kN

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Aufgabe 4 Allgemeines Ebenes Kraftsystem (AEK)

Ermitteln Sie zeichnerisch die Kraumlften F1 F2 und F3 (1kN = 1cm)

FLast = 5 kN

F2 F2

F3 F3

F1 F1

52deg

18

FLast2 = 25 kN52deg

38deg

tan 38deg = 05 FLast H

H = 05 FLast tan 38deg

H = 25 kN 078

H = 32 kN

sin 38deg = 05 FLast D

D = 05 FLast sin 38deg

H = 25 kN 0616

H = 406 kN

D

H

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Aufgabe 5 Fahrradrahmen

Fuumlr das dargestellte Fahrrad sollen die Stabkraumlfte s1 - s5 im Rah-men zeichnerisch ermittelt werden

Zur Vereinfachung ist von der nachfolgenden Stabanordnung auszugehen bei der die Staumlbe gelenkig miteinander verbunden sind und die Gewichtskraft des Radfahrers (F = 09 kN) nur am mittleren unteren Knoten wirkt (Wiegetritt)

12 12

F

s1

s2 s3 s4

s5

042 kN (Druck)

027 kN (Zug)

049 kN (Druck)044 kN (Zug)

062 kN (Zug)

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Aufgabe 2 Allgemeines Ebenes Kraftsystem (AEK) Gegeben ist ein Kranseil an dem mit Hilfe einer Traverse ein Fertigteil gehoben wird Das Fertigteil hat eine Gewichtskraft von 75 kN

Gesuchta) Krafteck uumlber die Knoten I und II wenn α = 45deg ist Sowie die Stabkraft S1 bis S4b) Rechnerische und Zeichnerische Ermittlung der Stabkraumlfte S1 bs S4c) Groumlszlige des Winkels α damit S2 = G ist

α α

G = 75 kN

S 1

S 2

I

II

S 2

S 4 S 4S 3

14

Knoten II

ZEICHNERISCH

30deg

r = 75 cm

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Knoten II

ZEICHNERISCH

15

Knoten II

Aufgabe 2 Allgemeines Ebenes Kraftsystem (AEK) Gegeben ist ein Kranseil an dem mit Hilfe einer Traverse ein Fertigteil gehoben wird Das Fertigteil hat eine Gewichtskraft von 75 kN

Gesuchta) Krafteck uumlber die Knoten I und II wenn α = 45deg ist Sowie die Stabkraft S1 bis S4b) Rechnerische und Zeichnerische Ermittlung der Stabkraumlfte S1 bs S4c) Groumlszlige des Winkels α damit S2 = G ist

α α

G = 75 kN

S 1

S 2

I

II

S 2

S 4 S 4S 3

RECHNERISCH

sin(α) = S2H G

sin(α) =05G G

sin(α) = 12

α = sin-1(05)

α = 30deg

S 2H = 12 GG

α

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s1 s2

S

A

B

s3s4

s5

Aufgabe 3 Zentrales Ebenes Kraftsystem (ZEK) Uumlber einen Talgraben ist nachfolgend vereinfacht dargestellte Bruumlcke errichtet Die auftretenden Kraumlfte werden uumlber Seile (S1 = 2700 kN S2 = 2500 kN S3 = 2600 kN S4 = 3400 kN S5 = 3800 kN) und einen Pylon abgeleitet

a) Bestimmen Sie zeichnerisch die Resultierende der 5 Seilkraumlfte am Pylonkopf

b) Ermitteln Sie den vertikalen und horizontalen Anteil der Resultierenden

16

R ~ 11700 kN

R h ~ 3800 kN

R v ~ 11100 kN

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Aufgabe 4 Allgemeines Ebenes Kraftsystem (AEK)

Ermitteln Sie zeichnerisch die Kraumlften F1 F2 und F3 (1kN = 1cm)

FLast = 5 kN

F2 F2

F3 F3

F1 F1

52deg

17

83 cm = 415 kN

65 cm = 325 kN

5 cm = 25 kN

10 cm = 5 kN

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Aufgabe 4 Allgemeines Ebenes Kraftsystem (AEK)

Ermitteln Sie zeichnerisch die Kraumlften F1 F2 und F3 (1kN = 1cm)

FLast = 5 kN

F2 F2

F3 F3

F1 F1

52deg

18

FLast2 = 25 kN52deg

38deg

tan 38deg = 05 FLast H

H = 05 FLast tan 38deg

H = 25 kN 078

H = 32 kN

sin 38deg = 05 FLast D

D = 05 FLast sin 38deg

H = 25 kN 0616

H = 406 kN

D

H

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Aufgabe 5 Fahrradrahmen

Fuumlr das dargestellte Fahrrad sollen die Stabkraumlfte s1 - s5 im Rah-men zeichnerisch ermittelt werden

Zur Vereinfachung ist von der nachfolgenden Stabanordnung auszugehen bei der die Staumlbe gelenkig miteinander verbunden sind und die Gewichtskraft des Radfahrers (F = 09 kN) nur am mittleren unteren Knoten wirkt (Wiegetritt)

12 12

F

s1

s2 s3 s4

s5

042 kN (Druck)

027 kN (Zug)

049 kN (Druck)044 kN (Zug)

062 kN (Zug)

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Knoten II

ZEICHNERISCH

15

Knoten II

Aufgabe 2 Allgemeines Ebenes Kraftsystem (AEK) Gegeben ist ein Kranseil an dem mit Hilfe einer Traverse ein Fertigteil gehoben wird Das Fertigteil hat eine Gewichtskraft von 75 kN

Gesuchta) Krafteck uumlber die Knoten I und II wenn α = 45deg ist Sowie die Stabkraft S1 bis S4b) Rechnerische und Zeichnerische Ermittlung der Stabkraumlfte S1 bs S4c) Groumlszlige des Winkels α damit S2 = G ist

α α

G = 75 kN

S 1

S 2

I

II

S 2

S 4 S 4S 3

RECHNERISCH

sin(α) = S2H G

sin(α) =05G G

sin(α) = 12

α = sin-1(05)

α = 30deg

S 2H = 12 GG

α

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s1 s2

S

A

B

s3s4

s5

Aufgabe 3 Zentrales Ebenes Kraftsystem (ZEK) Uumlber einen Talgraben ist nachfolgend vereinfacht dargestellte Bruumlcke errichtet Die auftretenden Kraumlfte werden uumlber Seile (S1 = 2700 kN S2 = 2500 kN S3 = 2600 kN S4 = 3400 kN S5 = 3800 kN) und einen Pylon abgeleitet

a) Bestimmen Sie zeichnerisch die Resultierende der 5 Seilkraumlfte am Pylonkopf

b) Ermitteln Sie den vertikalen und horizontalen Anteil der Resultierenden

16

R ~ 11700 kN

R h ~ 3800 kN

R v ~ 11100 kN

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Aufgabe 4 Allgemeines Ebenes Kraftsystem (AEK)

Ermitteln Sie zeichnerisch die Kraumlften F1 F2 und F3 (1kN = 1cm)

FLast = 5 kN

F2 F2

F3 F3

F1 F1

52deg

17

83 cm = 415 kN

65 cm = 325 kN

5 cm = 25 kN

10 cm = 5 kN

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Aufgabe 4 Allgemeines Ebenes Kraftsystem (AEK)

Ermitteln Sie zeichnerisch die Kraumlften F1 F2 und F3 (1kN = 1cm)

FLast = 5 kN

F2 F2

F3 F3

F1 F1

52deg

18

FLast2 = 25 kN52deg

38deg

tan 38deg = 05 FLast H

H = 05 FLast tan 38deg

H = 25 kN 078

H = 32 kN

sin 38deg = 05 FLast D

D = 05 FLast sin 38deg

H = 25 kN 0616

H = 406 kN

D

H

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Aufgabe 5 Fahrradrahmen

Fuumlr das dargestellte Fahrrad sollen die Stabkraumlfte s1 - s5 im Rah-men zeichnerisch ermittelt werden

Zur Vereinfachung ist von der nachfolgenden Stabanordnung auszugehen bei der die Staumlbe gelenkig miteinander verbunden sind und die Gewichtskraft des Radfahrers (F = 09 kN) nur am mittleren unteren Knoten wirkt (Wiegetritt)

12 12

F

s1

s2 s3 s4

s5

042 kN (Druck)

027 kN (Zug)

049 kN (Druck)044 kN (Zug)

062 kN (Zug)

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s1 s2

S

A

B

s3s4

s5

Aufgabe 3 Zentrales Ebenes Kraftsystem (ZEK) Uumlber einen Talgraben ist nachfolgend vereinfacht dargestellte Bruumlcke errichtet Die auftretenden Kraumlfte werden uumlber Seile (S1 = 2700 kN S2 = 2500 kN S3 = 2600 kN S4 = 3400 kN S5 = 3800 kN) und einen Pylon abgeleitet

a) Bestimmen Sie zeichnerisch die Resultierende der 5 Seilkraumlfte am Pylonkopf

b) Ermitteln Sie den vertikalen und horizontalen Anteil der Resultierenden

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R ~ 11700 kN

R h ~ 3800 kN

R v ~ 11100 kN

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Aufgabe 4 Allgemeines Ebenes Kraftsystem (AEK)

Ermitteln Sie zeichnerisch die Kraumlften F1 F2 und F3 (1kN = 1cm)

FLast = 5 kN

F2 F2

F3 F3

F1 F1

52deg

17

83 cm = 415 kN

65 cm = 325 kN

5 cm = 25 kN

10 cm = 5 kN

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Aufgabe 4 Allgemeines Ebenes Kraftsystem (AEK)

Ermitteln Sie zeichnerisch die Kraumlften F1 F2 und F3 (1kN = 1cm)

FLast = 5 kN

F2 F2

F3 F3

F1 F1

52deg

18

FLast2 = 25 kN52deg

38deg

tan 38deg = 05 FLast H

H = 05 FLast tan 38deg

H = 25 kN 078

H = 32 kN

sin 38deg = 05 FLast D

D = 05 FLast sin 38deg

H = 25 kN 0616

H = 406 kN

D

H

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Aufgabe 5 Fahrradrahmen

Fuumlr das dargestellte Fahrrad sollen die Stabkraumlfte s1 - s5 im Rah-men zeichnerisch ermittelt werden

Zur Vereinfachung ist von der nachfolgenden Stabanordnung auszugehen bei der die Staumlbe gelenkig miteinander verbunden sind und die Gewichtskraft des Radfahrers (F = 09 kN) nur am mittleren unteren Knoten wirkt (Wiegetritt)

12 12

F

s1

s2 s3 s4

s5

042 kN (Druck)

027 kN (Zug)

049 kN (Druck)044 kN (Zug)

062 kN (Zug)

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Ermitteln Sie zeichnerisch die Kraumlften F1 F2 und F3 (1kN = 1cm)

FLast = 5 kN

F2 F2

F3 F3

F1 F1

52deg

17

83 cm = 415 kN

65 cm = 325 kN

5 cm = 25 kN

10 cm = 5 kN

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Ermitteln Sie zeichnerisch die Kraumlften F1 F2 und F3 (1kN = 1cm)

FLast = 5 kN

F2 F2

F3 F3

F1 F1

52deg

18

FLast2 = 25 kN52deg

38deg

tan 38deg = 05 FLast H

H = 05 FLast tan 38deg

H = 25 kN 078

H = 32 kN

sin 38deg = 05 FLast D

D = 05 FLast sin 38deg

H = 25 kN 0616

H = 406 kN

D

H

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Fuumlr das dargestellte Fahrrad sollen die Stabkraumlfte s1 - s5 im Rah-men zeichnerisch ermittelt werden

Zur Vereinfachung ist von der nachfolgenden Stabanordnung auszugehen bei der die Staumlbe gelenkig miteinander verbunden sind und die Gewichtskraft des Radfahrers (F = 09 kN) nur am mittleren unteren Knoten wirkt (Wiegetritt)

12 12

F

s1

s2 s3 s4

s5

042 kN (Druck)

027 kN (Zug)

049 kN (Druck)044 kN (Zug)

062 kN (Zug)

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Ermitteln Sie zeichnerisch die Kraumlften F1 F2 und F3 (1kN = 1cm)

FLast = 5 kN

F2 F2

F3 F3

F1 F1

52deg

18

FLast2 = 25 kN52deg

38deg

tan 38deg = 05 FLast H

H = 05 FLast tan 38deg

H = 25 kN 078

H = 32 kN

sin 38deg = 05 FLast D

D = 05 FLast sin 38deg

H = 25 kN 0616

H = 406 kN

D

H

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Fuumlr das dargestellte Fahrrad sollen die Stabkraumlfte s1 - s5 im Rah-men zeichnerisch ermittelt werden

Zur Vereinfachung ist von der nachfolgenden Stabanordnung auszugehen bei der die Staumlbe gelenkig miteinander verbunden sind und die Gewichtskraft des Radfahrers (F = 09 kN) nur am mittleren unteren Knoten wirkt (Wiegetritt)

12 12

F

s1

s2 s3 s4

s5

042 kN (Druck)

027 kN (Zug)

049 kN (Druck)044 kN (Zug)

062 kN (Zug)

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Aufgabe 5 Fahrradrahmen

Fuumlr das dargestellte Fahrrad sollen die Stabkraumlfte s1 - s5 im Rah-men zeichnerisch ermittelt werden

Zur Vereinfachung ist von der nachfolgenden Stabanordnung auszugehen bei der die Staumlbe gelenkig miteinander verbunden sind und die Gewichtskraft des Radfahrers (F = 09 kN) nur am mittleren unteren Knoten wirkt (Wiegetritt)

12 12

F

s1

s2 s3 s4

s5

042 kN (Druck)

027 kN (Zug)

049 kN (Druck)044 kN (Zug)

062 kN (Zug)