Formules en balsahout
-
Beste Noor,
Wij zijn vorige week woensdag bij de bruggenbouw-workshop geweest en wij hadden nog een paar vragen.
Waar halen jullie het balsahout vandaan? Want wij willen dat ook graag gaan gebruiken voor onze brug.
En je had het tijdens de workshop over een manier om te definiëren hoe sterk een brug is met een doorknik-formule of iets dergelijks. Zou je dat nog een keer uit kunnen leggen en ons misschien deze formule kunnen geven?M.v.g.
Annemieke San Giorgi en Tom de van der Schueren
-
Ha,
Wat betreft het balsahout, dat heb ik nagevraagd maar nog geen reactie op gehad, dus dat zullen jullie nog van me horen!
Wat betreft de knikformule;
Een belangrijke kracht die ervoor zorgt dat er een mogelijke bezwijking optreedt is namelijk de knikkracht. Dit draait om het knikken/breken van de staaf. Stel we nemen een driehoeksvakwerk met links het knooppunt A, rechts het knooppunt B en bovenin komen ze samen in punt C. Vanaf dit punt C is er een puntlast geplaatst die omlaag wijst. De hoeken tussen de staven zijn van grootte alfa (=A). Dan is de normaalkracht, gelijk aan;Nac = Nbc = (F/2)/(sinA)
De knikkracht, de kracht die de staven maximaal aan kunnen voordat deze uitknikt;
N[i]knik[/i] = ((pie^2)EI)/(L[i]knik[/i]^2) waarbij E de Elasticiteitsmodulus is van het staafmateriaal en I het Traagheidsmoment. De kniklast draait om het traagheidsmoment van de zwakke as van het profiel (=Iz=(1/12)bh^2), immers deze knikt natuurlijk als eerste door en is daarmee maatgevend. Het getal pie kunnen we als 3,14 nemen.
De L[i]knik[/i] kent verschillende lengtes en is niet altijd gelijk aan de lengte L van de staaf. Dit plaatje laat de verschillende Kniklengtes L[i]knik[/i] zien. Het onderscheidt zit m in de verschillende opleggingen. Per ontwerp vakwerk kunnen jullie de kniklengtes dus veranderen door het scharnierend maken of juist momentvast zetten van een hoekverbinding. Dit heeft invloed op de knikkracht. Reken maar eens uit.
In principe geldt dat een constructie minder snel doorbuigt wanneer de druklijn, de momentenlijn, exact wordt nagebootst. Let wel dat bij grotere vakwerken ook de kniklengte vergroot. Ergens zit een middenweg. Door vaste tussenstukken zou je de kniklengte kunnen verkorten bijvoorbeeld, denk maar eens na hoe dit te doen in jullie ontwerp.
Let erop dat de normaalkracht en de knikkracht niet in kilogram wordt uitgerekend. Omrekenen van kN of N is dus van belang. Let hierbij op de eenheden!
Hebben jullie ookal vastgesteld hoeveel materiaal jullie per brug mogen gebruiken? Dit maakt de vergelijking immers beter.
Is het duidelijk tot zover?
Succes!
-
Hee Annemieke en Tom,
Heb voor jullie even nagevraagd; Het science center besteld het hout bij Quartel, modelbouw. Als dat niet werkt, misschien toch een duits bedrijf. Succes!
-
Hallo Noor,
We hebben geprobeerd om te gaan rekenen met de formule die je ons gaf, maar we lopen vast, omdat we niet zo goed weten wat we moeten met de uitkomst. Ook vragen we ons af of dit wel klopt, omdat het getal dat wij krijgen naar ons idee erg hoog ligt.
We willen graag berekenen hoeveel onze brug zou moeten kunnen dragen. Welke stappen moeten we nu nog verder nemen om daar uit te komen?
Bijgevoegd een foto van wat we tot nu toe hebben gedaan.Alvast bedankt!
Annemieke en Tom -
Ha,
Nog even terug naar jullie vraag. Zijn jullie inmiddels al enigszins gevorderd?
Het is belangrijk nog even terug te gaan naar de knikkracht en de daarmee ontstane buiging. Immers wanneer je een stuk hout gebruikt, knikt deze veelal in de hoogte minder snel uit dan in de breedte (h>b). De knikkracht die jullie voor een staaf berekenen wordt hierdoor bepaald. Per staaf bereken je de knikkracht, welke is de maatstaf hierin? Deze kracht bepaald hoeveel er gedragen kan worden.
Ik zal jullie tevens nog n bestand doorsturen per mail. Gebruik hiervan hooguit de basis, zie het als naslagdocument. Vast nuttig.
Succes
-
Joejoe,
Sorry voor de late reactie. Morgen ben ik weer in Nederland, dus dan zal ik dieper op jullie vraag in gaan. Op dit moment zeggen jullie niet te weten wat je met de kniklast moet doen. De kniklast is de hoeveelheid kracht die het balkje aan kan. Wanneer jullie weten hoeveel gewicht eraan gehangen kan worden, dit omzet naar de normaalkrachten in de staven, dan weet je of de kniklast voldoende was. Deel deze waarden door elkaar. Krijg je een getal kleiner dan 1? Dan heb je een juiste check (de Unity Check).
Jullie hebben het vakwerk met vaste inklemmingen getekend, zijn jullie je daarvan bewust? De kniklengte klopt hierbij in ieder geval.
Morgen zal ik nog een formule geven/berekening toevoegen! Voor nu, succes!
