Wat is een rigide frame?

Een stijf frame is een structurele configuratie die bestaat uit een frame waarin de verbindingen tussen alle framedelen zijn bevestigd onder bepaalde hoeken die niet veranderen. Stalen constructiedelen komen het meest voor, maar andere typen framedelen kunnen ook worden gebruikt, waaronder betonnen constructiedelen in bruggen. Dit type frame is met name wenselijk vanwege de relatief hoge sterkte in vergelijking met andere typen frames.

Stationaire constructies zoals gebouwen en bruggen zijn de meest typische toepassingen waarin dit type constructie wordt gebruikt. Magazijnen en kantoorgebouwen, winkelruimtes, recreatiefaciliteiten, vliegtuighangars en meer kunnen met dit type frame worden gebouwd. Bruggen die profiteren van dit ontwerp zijn over de hele wereld te vinden. Vooral Ontario, Canada, is de thuisbasis van een aantal historische bruggen met een stijf frame. Het stijve frameontwerp kan ook worden ingebouwd in niet-stationaire toepassingen zoals rolstoelen, fietsen, motorfietsen en industriële vrachtwagens.

Er zijn enkele opmerkelijke voordelen aan deze stijl van bouwen. De typische vierkante of rechthoekige constructie van een stijf framegebouw levert bijvoorbeeld meer bruikbare ruimte op dan een vergelijkbaar afgerond framegebouw zoals een gebouw met een boogconstructie. Afgeronde structurele stukken van een gebouw in boogstijl verminderen de beschikbare hoofdruimte en zijruimte waar de structurele stukken buigen. Grotere onbelemmerde ruimtes zijn mogelijk met stijve frames dan met bouwstijlen die binnenkolommen nodig hebben voor ondersteuning. Gebouwen die op deze manier zijn gebouwd, vereisen echter een onbuigzame fundering en ongelijke zettingen worden niet gemakkelijk opgevangen door dit type ontwerp.

Bruggen kunnen worden gebouwd met behulp van een stijve frameconstructie om te profiteren van de inherente sterkte en stabiliteit van de configuratie. Andere voordelen van dit type frame die wenselijk zijn bij de constructie van bruggen zijn verminderde doorbuiging en trillingen van constructiedelen onder belasting. Milieuoverwegingen kunnen ook een rol spelen bij de keuze van een stijve frameconstructie voor een bepaald brugontwerp. Aangezien een grotere overspanning mogelijk is zonder een steunkolom in het midden, kan een dergelijke brug over een waterweg worden gebruikt zonder de natuurlijke stroming van het water te verstoren en schadelijke milieueffecten te veroorzaken.

Sterkte, gewicht en efficiëntie zijn ook belangrijke factoren waarmee rekening wordt gehouden bij het integreren van een stijf frame in een voertuigontwerp. Alle structurele stukken zijn vast, dus er wordt geen energie verspild door buigende, bewegende delen en alles wordt in plaats daarvan gebruikt om het voertuig voort te stuwen. De relatief hogere sterkte van een stijf frame in vergelijking met andere typen frames betekent ook dat het voertuig met een lichter frame kan worden gebouwd. Deze overwegingen kunnen bijzonder belangrijk zijn bij bepaalde toepassingen, zoals voor een gehandicapte persoon die zijn rolstoel op een helling wil rijden. Stijve frames hebben echter de neiging om hobbelige ritten te bieden, omdat schokken die worden ervaren door over hobbels te gaan niet zo gemakkelijk kunnen worden geabsorbeerd door vaste structurele stukken.