PWS Bruggen

Moos

ik heb even een vraagje, namelijk:
kunnen alle bruggen in resonantie komen en dan met name boogbrug, vakwerkbrug en hangbrug?

ik heb dit nodig om verder te kunnen met mijn pws omdat ik wat keuzes moet maken over welke construcites ik wil onderzoeken.

en nog een vraagje:
heb je misschien nog meer handige bronnen voor een deelvraag over gebruik van materialen, want ik vind alleen wikipedia beetje weinig.

Moos

oor een van mijn deelvragen wil ik graag een algemeen stukje over moment en evenwicht typen en dan zie ik in toegepaste mechanica I dat hoofdstuk 3 daarover lijkt te gaan, maar als ik dat lees dan snap ik er vrij weinig van. Dus dat lijkt mij niet echt geschikt op een stuk over moment en evenwicht te typen, weet je daar misschien nog iets voor?

over die materialen deelvraag zat ik te denken aan informatie over materialen die gebruikt worden, dit lukt nog wel. Maar ik wil ook graag wat moeilijker stof, dus hoe sterkt ze nou ook echt zijn en dan meer als enkel een opsomming van eigenschappen.

Beste Joost,

Is er al wat definitiefs bekend over de workshop?
Heb jij nog enige informatie over de volgende deelonderwerpen of handige bronnen:
• Welke krachten zijn bepalend voor het ontwerp van een brug?
• Welke materialen worden veel toegepast in welk type constructie?

Gr. Roeland en Hendrik

Moos

Wij gaan niet zelf die brug maken, maar we willen graag weten welke krachten bepalend zijn voor het ontwerp van een brug, boogbrug en hangbrug.

Welke materialen er worden gebruikt bij boogbruggen en hangbruggen, zoals je alzij staal enz. maar waarom? wat is het voordeel? de levensduur? onderhoud? enz.

Gr Roeland en Hendrik

Joost Willems

beste hendrik,

voor de kerst is er geen bruggen workshop meer. Mochten jullie graag langs willen komen, kunnen we wel een afspraak maken.

De krachten die bepalend zijn, dat hangt uiteraard helemaal van de brug af. Datzelfde geldt voor de materialen.

Wat voor type brug willen jullie graag gaan maken, want er zijn heel veel verschillende bruggen en ze worden veelal van beton, staal en/of hout gemaakt. Dat hangt echt van de grootte en het type af.

Laat maar horen, als jullie iets specifieker zijn, dan kan ik jullie goed helpen.

mvg,
Joost

Joost Willems

@ Piet (bruggetje),

je typt een beetje twee tegenstrijdige dingen in. Je wilt wat meer dan alleen maar simpel eigenschappen in je profielwerkstuk verwerken, maar de basis van iets ingewikkelder ligt hem echt in de momenten en evenwicht. Dit zal je even onder de knie moeten krijgen voordat je meer kan doen met de eigenschappen van een materiaal. Als je simpel gesteld de gehele constructie pakt en je zorgt dat deze scharnierend opgelegd is, dan weet je dat het moment in de uiteinden 0 is. Ook geld voor de gehele constructie dat de <sigma>Fv en <sigma>Fh nul moeten zijn. Dit is de basis voor de momenten en het evenwicht.

Als je dit begrijpt, zou je misschien eens naar h9 kunnen kijken hoe er met vakwerken om gegaan wordt.

Ik hoop dat ik je zo even heb kunnen helpen.

Graag hoor ik nog wel als er iets niet duidelijk is nog. Misschien handig anders als je de volgende keer je vraag stelt, dat je letterlijk de deelvragen er even bij zet. Dan weet ik precies wat je wilt.

mvg,
Joost

Moos

ja heel erg bedankt in ieder geval.

eerst even over die buigspanning. Ik bedoel eigenlijk of je kan berekenen wanneer de balk zal breken. De maximaal toelaatbare buigspanning dus. En dit geldt ook voor trek- en drukspanning.
Schuifspanning en kruip laat ik wel een beetje oppervlakkig dan. Over maximale druk-, buig- en trekspanning ga ik me dan later nog wel even buigen.

Ik ben nu bezig met vakwerken. Ik vraag me af of het wel nodig is of ik al die berekeningen goed kan of dat het een stuk makkelijker met een programma kan. Weet jij hier een goed programma voor?

en heb je ook alvast wat (niet TE moeilijke, mag wel beetje pittig) literatuur/informatie over resonantie in bruggen?

Het zou kunnen dat er binnenkort een vraag over hangbruggen aan komt, want daar ga ik binnenkort mee aan de slag

in ieder geval bedankt

Joost Willems

Beste bruggetje,

jouw vraag op de mail was als volgt:
Ik ben nu een aardig eind met het hoofdstuk over materialen, ik heb al wat informatie over hout, beton (voorgespannen en gewapend) en staal, maar ik loop toch tegen een aantal problemen aan. Mijn vragen zijn (naast die schuifspanning):

is het mogelijk de maximale druksterkte, treksterkte en buigsterkte te berekenen?
bij excentrisch voorgespannen beton. Hoe zit het dan met de spanning bovenin? Is dat altijd trekspanning of altijd neutraal of is het veranderlijk en hoe komt dat, want in verschillende bronnen kom ik verschillende spanningsdiagrammen tegen. En heeft de grotere drukspannign onderin er alleen mee te maken dat het dan meer naar onderen zit en een soort buiging veroorzaakt of heeft het ook nog met spanning = kracht / oppervlakte te maken? klopt dat plaatje zo dan? (ik heb het nog niet precies gemeten, dus daar hoef je niet op te letten)
mijn deelvraag is: wat is het effect van verschillende materialen op de draagkracht van de brug? Ik zou dan ook graag wat berekeningen maken en dan doorrekenen met verschillende buigspanningen, maar ik weet niet echt hoe ik dit moet gaan doen.
ik had ook bedacht wat experimentjes te doen bij hout, zoals verschillende houtsoorten en daar de uitrekking van meten of meten wanneer hij breekt. En ik had ergens gelezen dat er bij hout het probleem van kruip is, maar weet jij of dit aan te tonen is met een experiment of is hier een veel langere tijd voor nodig.

Alvast bedankt

Bij deze mijn reactie:
maximale druk of treksterkte:
om te beginnen zijn de trek en de druksterkte afhankelijk van de elasticiteitsmodulus (E) van een materiaal. Daarnaast ook nog van het traagheidsmoment (I) (zie http://nl.wikipedia.org/wiki/Traagheidsmoment hoe je deze voor verschillende doorsneden kunt berekenen). Het product van de E en I heet de buigstijfheid.

je tweede vraag over beton:
Hoe dit er precies uitziet hangt van de voorspanning van het staal af. Het is in ieder geval zo dat het beton zelf amper (in de praktijk wordt uitgegaan van geen) trekkrachten op kan nemen. Dus dat moet het staal doen. Als het staal z'n functie goed uitoefent komt er alleen nog maar druk voor in het beton.

de buigspanning:
De buigspanning is dus de E x I, ook wel EI genoemd. Voor staal geldt: een E van 210 kN/mm2. Voor hout varieert dit van de 9 tot 13.7 kN/mm2, afhankelijk van de houtsoort en de bewerking. Ik heb je een mailtje gestuurd met daarbij een bijlage met vergeet me nietjes. Hiermee kan je de buiging berekenen.

Je vierde vraag over kruip:
dit gaat je niet in korte tijd lukken. Dus hier zou ik niet te veel aandacht aan besteden. vermelden dat het kan optreden en verder verwaarlozen.

voor de schuifspanning:
het gedeelte van de schuifspanning is vrij ingewikkeld. Ik heb je een mail gestuurd met de formules voor buiging met verschillende krachten. Wanneer je echt wilt gaan kijken naar verschillende schuifspanningen raad ik je aan ook eens te kijken naar constructiemechanica - deel 2 van coenraad hartsuijker. Dit is wel een ingewikkelde stof, wanneer je deel 1 nog niet helemaal beheerst. Kijk dus goed wat je hiermee aan wilt en of je hieraan wilt beginnen. Wat betreft jouw plaatje begrijp ik niet precies wat je bedoelt. Mocht je je dat nog steeds afvragen, zou je dan iets duidelijker kunnen omschrijven wat je bedoelt met de afschuifhoeken die je hebt getekend in je plaatje.

ik hoop je zo weer even voldoende geholpen te hebben.

met vriendelijke groet,
Joost

Joost Willems

@ Hendrik en Roeland,

welke krachten afhankelijk zijn van de sterkte van de brug, hangt echt af van welke brug jullie dat willen bekijken. Dus hier kan ik alsnog weinig over zeggen.

Over materialen kan ik wel het een en ander zeggen. Over het algemeen wordt er tot nog toe vooral met 3 soorten materialen gewerkt, namelijk met hout, staal en beton. Voor de eigenschappen heb ik even kort de volgende links neergezet.
Voor hout:
http://www.interbouw.nl/hout.htm
voor beton:
http://nl.wikipedia.org/wiki/Beton#Eigenschappen
voor staal:
www.ariens.org/btm/BTMS2les8staalconstructies.ppt

Ik hoop dat je er iets aan hebt, je zult wel zien dat je niet 1 soort eigenschap per materiaal hebt.

Mocht je nog meer vragen hebben hoor ik het graag.

mvg,
Joost

Joost Willems

voor matrixframe is dat ook lastiger, aangezien je daar geen kabels kan invoegen in je constructie. Wat een idee is, om het wat te vereenvoudigen of een model te kiezen wat erop lijkt en dat te simuleren.

succes ermee!

Het klinkt als een ambitieus plan. In theorie zou het kunnen dat de brug gaat resoneren. In de praktijk gebeurt dat ook met de wind, dat zijn ook luchtgolven met een trilling.

Heb je wel nagedacht over het volgende:

hoe meet je de eigenfrequentie van de brug?
hoe zorg je ervoor dat er een eenduidige trilling op de brug afkomt?
Hoe zorg je ervoor dat er precies in die frequentie de lucht gaat trillen?
wat als het onderzoek gaat werken? (ik vind het namelijk een erg ambitieus plan en ik zie de uitvoering niet helemaal goedkomen, maar het proberen is het altijd waard.)

Denk er goed over na als je dit gaat doen. En zorg dat je een goed verhaal hebt waarom het evt wel of niet lukt. Want ook als er amper trilling is (lage amplitude), maar wel in de goede frequentie, hoeft het geen gevolgen te hebben, met hardere trilling (groter amplitude) kan het wel werken.

succes ermee.

Moos

van matrixframe kan ik geen download vinden, maar nu gebruik ik het programma Vakwerken. Op zich gaat het hier ook wel mee alleen kan ik niet het niet gebbruiken voor hangbruggen.
bedankt voor de informatie over resonantie.

ik heb een vraag over resonantie in bruggen. Als ik zo'n hangbrug zou bouwen, van bijvoorbeeld een meter ofzo. Die zou ik dan kunnen laten trillen en opnemen wat de eigenfrequentie is. Zal het dan kunnen werken als ik met een geluidsbron die frequentie op de brug uitzend of heb je hier een mechanisch apparaat voor nodig dat trillingen maakt.

Joost Willems

hey,

ten eerste het programma om berekeningen te maken. Matrixframe is een geschikt programma wat wij hier op de faculteit van civiele techniek gebruiken in een tweede jaars vak. Het is niet heel ingewikkeld, maar vergt wel wat tijd om uit te zoeken.
http://www.matrix-software.com/nl/ingenieurs/producten/matrixframe/index.html
Een vakwerk kan je maken door elke staaf met een scharnierende verbinding te verbinden aan anderen. Ik hoop dat het lukt, voor vragen kan je weer posten, dan kan ik je helpen.

De theorie over resonantie is eigenlijk hetzelfde als jullie hebben gehad met natuurkunde over snaren. (althans, dat werd in mijn tijd behandeld). Namelijk de theorie over buiken en knopen, bijvoorbeeld met twee boxen dat het geluid 2x zo hard kan gaan als ze in elkaar frequentie komen. Ditzelfde gebeurt met bruggen als ze gaan resoneren. Alleen de eigenfrequentie van de brug zou dan gelijk moeten zijn aan die van de wind. De eigen frequentie hangt van vele factoren af. Ik heb een documentje toegevoegd waar het een en ander staat over windbelasting op gebouwen. En hoe de trilling hiermee werkt. Ik denk niet dat je het veel simpeler gaat krijgen. Kijk maar even of je er wat uit kan halen.
http://heron.tudelft.nl/9-1/4.pdf

Ik hoop jullie zo weer even geholpen te hebben.

met vriendelijke groet,
Joost