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Aufgabenstellung:

Ein abgewinkelter Balken mit gegebenem Profil ist durch sein Eigengewicht (Dichte ) belastet. A, B, C liegen in einer vertikalen Ebene.

 

Gesucht: Bestimmung des Orts und die Größe der maximalen Spannung.

Gegeben:

Abgewinkelter Balken mit Eigengewicht

 

Lösungsweg:

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Skizze

Abbildung

Berechnung der Belastung in Abhängigkeit des Winkels

mit der Geometrie

Als Kontrolle werden die Sonderfälle betrachtet

horizontaler Balken miț angenommen, dann gilt

senkrechte Balken mit

Das Gesamtgewicht ist

Aus den Gleichgewichtsbedingungen ergeben sich die Auflagerkräfte

Skizziere die Normalkraft-, Querkraft- und Momentenverläufe

Abbildung

a) Normalkraftverlauf; b) Momentenverlauf; c) Gleichgewicht am Knick

Die maximale Spannung mit a g\rhoA und ist

Die Berechnung des Schwerpunkts des Querschnitts mit Dicke

Skizze der Querschnittsdefinition

Abbildung

Mit den Querschnittswerten

mit

Damit ergibt sich die maximale Spannung am Ende des Stiels vor dem Knick zu

Lösung: