Conceptrapport Enkelstukproductie. Groep 4 brug 1

Maat: px

Weergave met pagina beginnen:

Download "Conceptrapport Enkelstukproductie. Groep 4 brug 1"

Vincent van der Wolf
7 jaren geleden
Aantal bezoeken:

1 Conceptrapport Enkelstukproductie Groep 4 brug 1

2 Module: THEP1 Product: Conceptrapport Opdrachtgever: Dhr. van Tiel Groep: WP27A + WP27B Projectgroep: module 4 brug 1 Groepsnaam: Module 4 Bridge (groep 4) Periode: Blok 4 Ingeleverd op: Opdrachtnemers- Groepsleden: A.J Houweling J. Hop M. van der Jagt S. Kaptein A. Keetman R. Keulen 2

3 Inleiding Wij zijn door de Haagsche Hogeschool ingehuurd om één van de modules te ontwikkelen en hier een prototype van af te leveren. In dit conceptrapport word toegelicht hoe uit een serie van concepten een eindconcept gekozen is. Dit zal gedaan worden door middel van een trade-off table, een kosten berekening en een morfologisch overzicht. Aan de hand hiervan wordt het eindconcept bepaald. 3

4 Inhoud Inleiding Individueel concept Conceptontwerp 1 - Jasper Hop Vakwerkberekening- Jasper Hop Conceptontwerp 2 Anne-Jan Vakwerkberekening- Anne-Jan Houweling Conceptontwerp 3 Max van der Jagt Vakwerkberekening- Max van der Jagt Conceptontwerp 4 Reinout Keulen... Fout! Bladwijzer niet gedefinieerd. 1.7 Vakwerkberekening- Reinout Keulen Conceptontwerp 5 Almer Keetman Vakwerkberekening- Almer Keetman Conceptontwerp 6 Sjoerd Kaptein Vakwerkberekening- Sjoerd Kaptein...18 Keuzeverantwoording Kesselring criteria Trade off matrix Keuze...24 Bijlagen...25 I. Kostenraming

5 1. Individueel concept 1.1Conceptontwerp 1 - Jasper Hop 1.2 Vakwerkberekening- Jasper Hop 5

6 1.3 Conceptontwerp 2 Anne-Jan - Weinig materiaal - Eenvoudige constructie - Realiseerbaar vooraanzicht zijaanzicht Het geheel wordt afgedekt met een plaat, zodat je erover heen kunt lopen 6

7 1.4 Vakwerkberekening- Anne-Jan Houweling Berekening van de afmetingen van de brug: Deze zijn nodig om de krachten te achterhalen die op de module van toepassing zijn. 7

8 Nu de afmetingen van de brug bekend zijn kan bepaald worden hoe groot de krachten op de module zijn. De kracht die er op de bovenkant van de brug komt te staan is gegeven: Een mobiele belasting van een persoon. Deze is weergegeven als F=M (massa persoon) * G (9.81) Om ervoor te zorgen dat de brug sterk genoeg is, wordt er uitgegaan van een extreem zwaar persoon met een massa van 150 kg. Hierdoor word de mobiele belasting een belasting van 150*9.81=1500N Voor het ontwerp van module 4 zijn de krachten in staaf D-E van belang. Berekening krachten op module met de hand: 8

9 Berekening krachten op module met autodesk force effect ter controle: 9

10 Nu de krachten op de module bekend zijn, kunnen de interne krachten in het concept bepaald worden. Omdat het concept uit 4 horizontale staven bestaat, wordt de kracht in vieren gedeeld. Berekening krachten in de module met de hand: 10

11 Berekening krachten in de module met autodesk force effect ter conrole: 11

12 1.4 Conceptontwerp 3 Max van der Jagt De krachten die op de module werken vanaf de zijkanten via de andere modules is 562.5N per hoekpunt. De module moet bestand zijn tegen een belasting van 1000N. In het ontwerp is een veiligheidsfactor van 1.5 meegenomen. Dat betekent dat de module 1500N moet kunnen dragen, dat is 750N per kant. Op de hoeken aan de onderkant werkt per hoek 375N In eerste instantie lijkt bij dit concept veel materiaal nodig te zijn. Doordat het concept de krachten over veel staven verdeeld zijn de krachten die erop werken niet heel groot. Hierdoor hoeven de staven ook niet heel dik te worden. Daardoor wordt er weer bespaart op materiaal. 1.5 Vakwerkberekening- Max van der Jagt Ik ben begonnen met het punt G hier staat een kracht van boven die verdeeld moet worden over de staven BG en BC BG=CG=0,5*750*4.72/4=442N druk BH(=CF door symmetrie) moet de kracht in de Y richting van de staaf BG opheffen, dus die kracht is 442N trek. En hierdoor zijn AH en DF 442N druk. Fx,a=-234,5+562,5+AB AB=328N druk Fx,b= ,5-234,5+BC BC=141N trek IH=EF=563 omdat de enige kracht die erop staat de kracht van buitenaf die eerder berekend is. Fx,h=234,5+562,5+234,5+GH GH=FG=1032N druk Antwoorden AB 328N druk AI 0 BC 141N trek AH 442N druk CD 328N druk BH 442N trek DE 0 BG 442N druk EF 563N druk CG 442N druk FG 1032N druk CF 442N trek GH 1032N druk DF 442N druk HI 563N druk 12

13 1.6 Conceptontwerp 4 Reinout Keulen Het concept bestaat uit 2 driehoeken, die op elkaar liggen, zodat ze een vierkant vormen De voordelen van dit concept zijn: - Eenvoudig - Weinig onderdelen - In korte tijd te realiseren 1.7 Vakwerkberekening- Reinout Keulen Berekeningen De krachten in rood zijn gegeven door het VLS van de brug en de gegeven belasting. 13

14 1.8 Conceptontwerp 5 Almer Keetman Dit concept is een simpel kruis over de hele lengte met een verticale dwarsbalk door het midden. Hiermee worden de verticale en horizontale krachten verdeelt over de hele module. Met alle horizontale en verticale krachten in het voorste vlak gezet. Ook hebben nu alle punten een letter gekregen, van A tot G. De horizontale krachten komen uit de berekeningen van Anne- Jan. 14

Met de hoeken in deze driehoek en de krachten die er vanuit verschillende

15 De krachten komen allemaal voort uit dezelfde driehoek, zoals deze hieronder. Met de hoeken in deze driehoek en de krachten die er vanuit verschillende richtingen op staan, zijn de krachten op elke staaf in de module te berekenen. Doormiddel van deze berekeningen is elke staaf uitgerekend. 15

16 1.9 Vakwerkberekening- Almer Keetman De krachten op de staven staan in de tabel hieronder. Staaf AB AG AF BG BC CD CG DE DG EG EF FG Krachten op de staaf 562N 581N 375N 750N 562N 375N 581N 562N 2417N 750N 562N 2417N 16

17 1.10 Conceptontwerp 6 Sjoerd Kaptein Figure 1 module 4 Figure 2 zijaanzicht 17

1.11 Vakwerkberekening- Sjoerd Kaptein Voor dat er gebouwd kan worden moeten er eerst berekeningen gedaan worden, om te kijken of de constructie sterk genoeg is.

18 1.11 Vakwerkberekening- Sjoerd Kaptein Voor dat er gebouwd kan worden moeten er eerst berekeningen gedaan worden, om te kijken of de constructie sterk genoeg is. Zo is het ook mogelijk om te bepalen welke vorm de individuele stukken moeten hebben. VLS-totaal De veiligheidsfactor is 1.5 dit is de maximale hoeveelheid die de brug/module te verdragen krijgt. Door deze veiligheidsfactor kan er gemakkelijk een persoon overheen 18

19 lopen. Doormiddel van de snede methode is de kracht bij module 4 in stuk DE berekend. Dit is een drukstaaf. 19

20 VLS-module 4 Om nu de innerlijke krachten in de module zelf te berekenen is er een simpele 2d tekening gemaakt om het probleem zo simpel mogelijk weer te geven. Zo kunnen de krachten in FB en BD berekend worden. F AB = F BC =1687,5 N druk 20

21 21

22 Het blijkt dat in deze situatie BE een nul staaf is, echter is deze wel van groot belang als er een mobiele belasting op de brug staat en deze een beweging maakt. Op dat moment komen er wel krachten te staan op staaf BE. Keuzeverantwoording 2.1 Kesselring criteria 22

23 2.2 Trade off matrix 23

24 2.3 Keuze Keuze aan de hand van trade off matrix: Hoewel bij de trade off matrix het concept van Reinout er als beste uitkwam, wordt er toch gekozen voor het concept van Sjoerd. De extra verticale staaf geeft een extra zekerheid, die in een brug geen overbodige luxe is. Deze extra staaf kost niet teveel materiaal, in vergelijking met de concepten die nog meer zekerheid bieden, die ook meer materiaalkosten met zich mee brengen. 24

25 Bijlagen I. Kostenraming De kosten de bouw van de module bestaan uit de materialen die gebruikt worden. De materialen die er ter beschikking zijn gesteld voor het bouwen van de brug zijn:0.5 vierkante meter plaatstaal en een aluminium plaat met dezelfde afmetingen. Voor het verbinden van de verschillende staven mogen er popnagels, bouten en lijm worden gebruikt. Hieronder staat een inschatting van de kosten van deze materialen. Per concept zal de gebruikte hoeveelheid van deze materialen verschillen. Staal: staalplaat 500 x 1000 x 1.00mm breedte x lengte x dikte, werkelijk gewicht: 4kg transportgewicht: kg referentie: ,76 per plaat ( 9,72 excl. BTW) Aluminium: ALUMINIUM PLAAT 1000x500x1mm breedte x lengte x dikte, werkelijk gewicht: kg transportgewicht: kg referentie: ,67 per plaat ( 13,78 excl. BTW) Popnagels: Doos van 50 stuks 5,99 Bouten: M6 50 stuks 9,25 Moeren: M6 50 stuks 3,24 25

Vergelijkbare documenten

TPD Enkelstukproductie. Groep 4 brug 1

TPD Enkelstukproductie. Groep 4 brug 1 TPD Enkelstukproductie Groep 4 brug 1 Module: THEP1 Product: Technisch product dossier Opdrachtgever: Dhr. van Tiel Groep: WP27A + WP27B Projectgroep: module 4 brug 1 Groepsnaam: Module 4 Bridge (groep