Was ist ein starrer Rahmen?

Ein starrer Rahmen ist eine strukturelle Konfiguration, die aus einem Rahmen besteht, bei dem die Verbindungen zwischen allen Rahmenteilen in bestimmten Winkeln fixiert sind, die sich nicht ändern. Stahlkonstruktionsteile sind am gebräuchlichsten, aber auch andere Arten von Rahmenteilen können verwendet werden, einschließlich Betonkonstruktionsteile in Brücken. Dieser Rahmentyp ist aufgrund seiner relativ hohen Festigkeit im Vergleich zu anderen Rahmentypen besonders wünschenswert.

Stationäre Bauwerke wie Gebäude und Brücken sind die typischsten Anwendungen, in denen diese Bauweise verwendet wird. Lager- und Bürogebäude, Einzelhandelsflächen, Freizeiteinrichtungen, Flugzeughangars und mehr können mit dieser Art von Rahmen gebaut werden. Brücken, die sich dieses Design zunutze machen, sind auf der ganzen Welt zu finden. Insbesondere Ontario, Kanada, beherbergt eine Reihe historischer Starrrahmenbrücken. Starre Rahmenkonstruktionen können auch in nicht stationäre Anwendungen wie Rollstühle, Fahrräder, Motorräder und Flurförderzeuge integriert werden.

Dieser Baustil hat einige bemerkenswerte Vorteile. Zum Beispiel ergibt die typische quadratische oder rechteckige Konstruktion eines Gebäudes mit starrem Rahmen mehr Nutzraum als ein vergleichbares Gebäude mit abgerundetem Rahmen, wie beispielsweise eines, das eine Bogenkonstruktion verwendet. Abgerundete Strukturteile eines bogenförmigen Gebäudes reduzieren den verfügbaren Kopfraum und den Seitenraum, wo sich die Strukturteile krümmen. Bei starren Rahmen sind größere freie Räume möglich als bei Baustilen, die Innenstützen zur Unterstützung benötigen. Auf diese Weise gebaute Gebäude erfordern jedoch ein unnachgiebiges Fundament und ungleichmäßige Setzungen werden durch diese Art der Konstruktion nicht ohne weiteres aufgenommen.

Brücken können unter Verwendung einer starren Rahmenkonstruktion gebaut werden, um die inhärente Festigkeit und Stabilität der Konfiguration zu nutzen. Andere Vorteile dieses Rahmentyps, die im Brückenbau wünschenswert sind, sind eine verringerte Durchbiegung und Vibration von Strukturelementen unter Belastung. Bei der Auswahl einer starren Rahmenkonstruktion für eine gegebene Brückenkonstruktion können auch Umweltaspekte eine Rolle spielen. Da ohne eine Stützsäule in der Mitte eine größere Spannweite möglich ist, kann eine solche Brücke über eine Wasserstraße verwendet werden, ohne den natürlichen Wasserfluss zu stören und schädliche Umwelteinflüsse zu verursachen.

Festigkeit, Gewicht und Effizienz sind ebenfalls wichtige Faktoren, die bei der Integration eines starren Rahmens in ein Fahrzeugdesign berücksichtigt werden. Alle Strukturteile sind feststehend, so dass keine Energie durch sich biegende, bewegliche Teile verschwendet wird und alles stattdessen für den Vortrieb des Fahrzeugs verwendet wird. Die vergleichsweise höhere Festigkeit eines starren Rahmens im Vergleich zu anderen Rahmenarten ermöglicht auch einen leichteren Aufbau des Fahrzeugs. Diese Überlegungen können bei bestimmten Anwendungen besonders wichtig sein, beispielsweise für eine behinderte Person, die ihren Rollstuhl eine Rampe hinaufrollen möchte. Starre Rahmen neigen jedoch dazu, holprige Fahrten zu ermöglichen, da Stöße, die beim Überfahren von Unebenheiten auftreten, von festen Strukturteilen nicht so leicht absorbiert werden können.