K-Faktor-Rechner

Der K-Faktor hat je nach Ingenieurdisziplin unterschiedliche Bedeutungen. Dieser Rechner trennt deshalb statische Knicklängenberechnungen von Wärmeleitfähigkeitsberechnungen. Im statischen Modus beschreibt K, wie die Endlagerung einer Stütze die wirksame Knicklänge verändert. Diese ergibt sich aus K mal ungestützter Stützenlänge. Ideal beidseitig eingespannte Enden verwenden 0.5, eingespannt–gelenkig 0.7, gelenkig–gelenkig 1.0 und eingespannt–frei als Kragstütze 2.0. Reale Anschlüsse sind selten vollkommen ideal; die Werte eignen sich daher für konzeptionelle Prüfungen, nicht zur automatischen endgültigen Festlegung. Der statische Modus nutzt die Euler-Gleichung für elastisches Knicken. Die kritische Last ist Pi zum Quadrat mal Elastizitätsmodul mal kleinstes Flächenträgheitsmoment, geteilt durch die wirksame Länge zum Quadrat. Für Rechtecke gilt Breite mal Höhe hoch drei geteilt durch zwölf; für Kreise Pi mal Durchmesser hoch vier geteilt durch vierundsechzig. Der Rechner verwendet repräsentative Elastizitätsmodule von 200,000 N/mm² für Stahl, 30,000 N/mm² für Beton und 11,000 N/mm² für Holz. Er zeigt die kritische Last in Kilonewton und die eingegebene Last als Prozentsatz dieser idealisierten Tragfähigkeit. Euler-Knicken reagiert stark auf Länge, Lagerung und Orientierung, da die wirksame Länge quadratisch, die Querschnittshöhe kubisch und der Durchmesser in vierter Potenz eingehen. Die Formel beschreibt einen geraden, schlanken, vollkommen elastischen Stab unter zentrischem axialem Druck. Sie berücksichtigt weder Fließen, Risse, Materialstreuungen, Anfangskrümmung, Eigenspannungen, Anschlussnachgiebigkeit, Exzentrizität, örtliches Beulen, Aussteifungsfehler noch normative Widerstandsbeiwerte. Prüfen Sie bei Rechteckquerschnitten, ob die Orientierung zur untersuchten Knickachse passt, und wiederholen Sie die Berechnung für die schwache Achse. Im thermischen Modus bezeichnet das kleine k die Wärmeleitfähigkeit in W/m·K und keinen Lagerungsfaktor. Der Widerstand ist die Materialdicke in Metern geteilt durch die Leitfähigkeit. Für eine einzelne homogene Schicht ist der U-Wert der Kehrwert dieses Widerstands. Beispielsweise ergeben 200 mm Material mit 0.5 W/m·K einen Widerstand von 0.4 m²·K/W und einen U-Wert von 2.5 W/m²·K. Vollständige Bauteile umfassen zusätzlich Wärmeübergangswiderstände, Tragwerk, Bekleidungen, Hohlräume und Wärmebrücken. Die Ergebnisse dienen vor allem dem Verständnis der Formeln, dem Variantenvergleich und dem Auffinden von Einheitenfehlern in frühen Planungsphasen. Die Tragwerksplanung muss unter Verantwortung einer qualifizierten Ingenieurfachkraft den geltenden Material- und Lastnormen entsprechen. Thermische Berechnungen sollten zertifizierte Leitfähigkeitsdaten und alle parallelen sowie seriellen Wärmewege berücksichtigen. Vermischen Sie statisches K und thermisches k nicht: Sie teilen einen Buchstaben, stehen aber für unterschiedliche physikalische Größen und Einheiten.