Origine
Le gru sono utilizzate nei cantieri edili da oltre 2.500 anni. Mit der Zeit wurden diese immer weiter entwickelt. Um große Lasten ohne Motoren zu bewegen, wurden damals sowohl Hebelgesetze als auch Kraftsteigerungen mithilfe mehrerer Seilstränge und Rollen eingesetzt. Diese einfachen, jedoch genialen Grundprinzipien werden bis heute weiterhin angewandt.
Cos'è un sistema di carrucole di un paranco?
Un sistema di carrucole di paranco è una struttura mista costituita da un cavo e almeno una ruota della puleggia e viene utilizzata per sollevare carichi. Utilizzando diverse carrucole, la forza necessaria per sollevare un peso può essere ridotta ulteriormente. Alcune delle pulegge hanno una posizione fissa, mentre altre sono cosiddette carrucole libere che si spostano durante il processo di sollevamento. Il vantaggio di aumentare la forza deve essere compensato da una distanza della puleggia più lunga.
I quattro sistemi tipici di carrucole
Im Folgenden wird auf vier Varianten des Flaschenzugs mit nach unten gerichteter Zugkraft eingegangen. In der angehängten Datei wurden zunächst eine möglichst realistische Struktur und darunter eine einfache schematische Modellierung vorgenommen, um das Verhalten besser nachvollziehen zu können.
Bei jeder Variante geht es in diesem Beispiel darum, ein Gewicht von G = 100 N über eine Höhe von u = 100 mm anzuheben. Dabei sind:
| [F9] | benötigte Kraft, um das Gewicht anzuheben, entspricht im RFEM-Modell dem unteren linken Auflager |
| n | Anzahl der tragenden Seilschnitte |
| Δl | benötigter Zugweg, um das Gewicht um u anzuheben |
Bei dieser Art der Flaschenzüge ermittelt sich der benötigte Zugweg mit Δl = n · u.
Umsetzung 1 : 1
F = G
Δl = u
Umsetzung 1 : 2
F = 0,5 · G
Δl = 2 · u
Umsetzung 1 : 3
F = 1/3 · G
Δl = 3 · u
Umsetzung 1 : 4
F = 1/4 · G
Δl = 4 · u
Modellazione in RFEM
Bei der Modellierung muss das Seil als durchlaufende Polylinie mit mindestens drei Knoten eingegeben werden. Damit "weiß" das Programm, dass es sich um ein Element als Gesamtseil handelt. Anschließend kann dieser Polylinie der Stabtyp "Seil an Scheibe" zugewiesen werden. An mindestens einem Ende des Seilstabes muss ein unverschiebliches Lager oder ein Stab existieren, damit die aufgebrachte Zuglast weitergegeben werden kann. Da in einem "Seil an Scheibe" die Zugkraft konstant sein soll, benötigen die im Verlauf angeschlossenen Elemente keine weitere Definition. Die benachbarten Elemente beziehungsweise Knotenlager erhalten die Umlenkkräfte, sofern das Seil daran einen Knick aufweist.
Bei der Modellierung wurden die Starrstäbe so angesetzt, dass die Deckenkraft an einem Lager abgelesen werden kann. An den losen Rollen wurden weitere Stabilisierungslager angeordnet, um einer Instabilität entgegenzuwirken.
Der benötigte Zugweg wurde mittels einer Knoten-Zwangsverformung aufgebracht.
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