Lernfeld 10 · Prüfung Teil 2

Gitterteilung, Zuschnitt, Lagerkräfte und Kosten

Gitter und Tore berechnen: Gitterteilung und Stabzahl, Zuschnitt und Strebenlänge, Masse, Wärmedehnung, Bandkräfte und Angebotspreis.

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Darum geht es

Bei der Gitterteilung sollen alle lichten Abstände gleich sein, auch zu den Pfosten. Mit n Stäben gibt es n + 1 Zwischenräume. Aus lichter Weite, Stabbreite und größtem zulässigem Abstand folgt die kleinste Stabzahl, die immer aufgerundet wird; danach rechnet man den tatsächlichen lichten Abstand und die Teilung von Stabmitte zu Stabmitte. Für Geländer an Wohngebäuden verlangen die Landesbauordnungen sinngemäß Öffnungen von höchstens 12 cm.

Zuschnittlängen ergeben sich aus der Zeichnung: Rahmen außen abzüglich der Profilbreiten ergibt die Innenmaße, Diagonalen und Streben rechnet man mit dem Satz des Pythagoras. Die Masse folgt aus der längenbezogenen Masse der Profiltabelle mal Länge; sie geht in Material-, Verzinkungs- und Transportkosten ein. Lange Geländer und Laufschienen ändern ihre Länge mit der Temperatur, Aluminium etwa doppelt so stark wie Stahl; Dehnstöße mit Langlöchern nehmen diese Bewegung auf.

Die Bänder eines Torflügels werden durch das Moment aus Gewicht und Schwerpunktabstand beansprucht: Das obere Band zieht, das untere drückt, und die waagerechte Kraft ist umso kleiner, je weiter die Bänder auseinanderliegen. Eine Druckstrebe von der unteren Bandecke zur oberen Schlossecke hält den Flügel in Form. Das Angebot entsteht aus Material, Lohn, Fremdleistungen und Zuschlägen für Wagnis und Gewinn.

Das solltest du dir merken

n Stäbe ergeben n + 1 Zwischenräume; die Stabzahl immer aufrunden.
Teilung ist lichter Abstand plus Stabbreite.
Aluminium dehnt sich etwa 0,024 mm je Meter und Kelvin, Stahl etwa 0,012 mm.
Waagerechte Bandkraft gleich Gewicht mal Schwerpunktabstand durch Bandabstand.
Druckstrebe von unten an der Bandseite nach oben zur Schlossseite.

Formeln

Lichter Stababstand: $a = \frac{L - n \cdot b}{n + 1}$; $L$ lichte Weite zwischen den Pfosten, $n$ Stabzahl, $b$ Stabbreite, alles in mm
Kleinste Stabzahl: $n \geq \frac{L - a _{ma x}}{a _{ma x} + b}$; $a_{ma x}$ größter zulässiger lichter Abstand in mm, Ergebnis aufrunden
Längenänderung: $Δ l = α \cdot l \cdot Δ ϑ$; $α$ in mm/(m·K), $l$ Länge in m, $Δ ϑ$ Temperaturunterschied in K
Waagerechte Bandkraft: $F_{H} = \frac{F _{G} \cdot e}{h}$; $F_{G}$ Gewichtskraft des Flügels, $e$ Schwerpunktabstand von der Drehachse, $h$ Bandabstand
Masse aus Tabellenwert: $m = m^{'} \cdot l$; $m^{'}$ längenbezogene Masse in kg/m aus der Profiltabelle, $l$ Länge in m

Typische Fehler in der Prüfung

Mit n statt n + 1 Zwischenräumen gerechnet; der Abstand an den Pfosten wird zu groß.
Die Stabzahl abgerundet und damit den zulässigen Abstand überschritten.
Die Strebe in die falsche Diagonale gesetzt; der Flügel sackt ab.
Bei der Wärmedehnung mit der Endtemperatur statt mit dem Temperaturunterschied gerechnet.

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Zufallszahlen

Die Laufschiene eines Schiebetors ist $28, 5 m$ lang und wird bei $- 5 ° C$ montiert. Im Sommer erreicht sie $55 ° C$ . Der Längenausdehnungskoeffizient beträgt $α = 0, 012 mm / (m \cdot K)$ . Berechnen Sie die Längenänderung in mm.

Tipps aus der Werkstatt

n Stäbe, n + 1 Lücken: a = (L − n · b) / (n + 1). Die Stabzahl immer aufrunden, sonst wird die 12-cm-Grenze überschritten. Bandkraft = Gewicht mal Schwerpunktabstand durch Bandabstand. Wärmedehnung mit dem Temperaturunterschied rechnen, Aluminium dehnt sich doppelt so stark wie Stahl.

Sitzt das Thema? Teste dich mit echten Prüfungsfragen.

16 Aufgaben zu „Gitterteilung, Zuschnitt, Lagerkräfte und Kosten“, falsche Antworten kommen in der Runde noch einmal.

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Grundlage: KMK-Rahmenlehrplan Metallbauer/-in (2002), Lernfeld 10 (Herstellen von Türen, Toren und Gittern). Eigene Erklärung, keine Originalaufgaben der Prüfungsausschüsse.