В частното строителство широкото използване на стоманени навеси. Под тях са паркирани коли, организират зона за отдих и т.н. Най-популярни по отношение на носенето на конструктивни стоманени конструкции. В статията ще разгледаме пример за изчисляване на стоманен балдахин за автомобил 6х6м и дефинираме основните принципи при избора на напречни сечения за конструирането на такъв проект.
Понятията за първа и втора група от гранични състояния. Общи препоръки.
В стандартите за проектиране на носещата конструкция се разграничават два вида изчисления - от първата и втората групи гранични състояния. Към 1-вото включва силата и общата стабилност, към второто - корито? Местна устойчивост и гъвкавост.
В някои случаи изборът на желания раздел е по-показателен във втората група гранични състояния. На първо място тя се отнася до доста дълъг, но в същото време и малко натоварени елементи. Този нюанс е от съществено значение - изборът на напречни сечения във втората група е доста прост, за разлика от изчисляването на силата. Последното изисква не само използването на тромави формули, но и събирането на товари с последващо изчисляване на усилието директно във всички елементи - от стелажите до поддържащите процепи на фермите, от пистите до връзките.
Препоръчва се височината на стопанствата да бъде равна на 1/15 от неговото преминаване. Дебелината на елементите, съгласно нормите, не трябва да се взема най-малко 2,5 мм с полуавтоматично заваряване и по-малко от 4 мм за ръчна дъга при условия на заваряване. При отсъствие на вертикални връзки между стелажите трябва да има възел на съединителя с основатрудно.
Метод на изчисление за 2-ра група гранични състояния.
На първо място е необходимо да се разделят елементите на дизайна на основните типове: колони (щрангове), тип прътови ферми (тук се отнасят и за комуникация) и греди. За първите две изчисления за втората група PS е да се избере секция с гъвкавост, не по-малко от необходимото. За гредите /ходовете се изчислява деформация - тя не трябва да надвишава допустимата стойност.
Необходимите стойности за гъвкавост са дадени в JV 16.13330.2011:
Таблица на необходимите стойности на гъвкавост за компресирани елементи
\ t
Таблица на необходимите стойности на гъвкавост за опънати елементи
В нашия случай, в колоните, горния пояс и компресираните лагери, гъвкавостта не трябва да надвишава 120 (колкото по-голям е броят, толкова по-гъвкав е елементът). За долния пояс на стопанствата (той е разтегнат) - не повече от 400.
Действителната гъвкавост на даден елемент се определя чрез разделяне на изчислената му дължина на радиуса на инерцията. Оценената дължина се определя геометрично в зависимост от условията на комбинациите.
Прогнозни дължини на ядрата на стопанствата.
Оценени дължини на връзките на сърцевината в конструкциите на пръчките.
Прогнозни дължини на стелажи (колони).
Оценените дължини на резените на стопанствата са равни на тяхната геометрична дължина. Дължината на коланите на стопанствата от равнината (това е важно) - разстоянията между хоризонталните междуагентни връзки. Дължината на стелажите в този случай трябва да се определя от формулите, тъй като в горната част е такаразопаковане между стелажите през конструкцията на балдахина, но няма връзка с твърдия вертикален елемент. Запасът може да приеме коефициента на очакваната дължина от 2 (в действителност той ще бъде приблизително 1,5). Това означава, че височината на стелажите се умножава по 1,5 и получаваме тяхната прогнозна дължина.
След това не е трудно да се определи необходимия радиус на инерция - разчетната дължина се разделя на гъвкавост. Тъй като в сорта на валцувания метал радиусите на инерцията са дадени в сантиметри, очакваната дължина трябва да бъде взета в същите единици.
Така че, на височината на стелажите, да речем, 4м получаваме изчислена дължина от 600см с ограничаваща гъвкавост от 120. Раздели 600/120 = 5см. Да предположим, че стека ни ще бъде от квадратна стоманена тръба съгласно ГОСТ 8639-92. Отворете асортимента:
Сортирай по ГОСТ 8639-92
За съжаление, радиусите на инерция не са посочени във всички ГОСТ. Но те лесно се изчисляват чрез разделяне на момента на инерцията на квадрата и като се вземе квадратният корен от резултата. Например, за тръба 100х6 радиусът на инерцията е 3.81 cm. А профилът, от който се нуждаем, е тръба 140x6 с радиус на инерция от 5.45 cm.
По подобен начин е лесно да се избере напречно сечение за стопанствата. Единствената трудност тук е да се определи приблизителната дължина на коланите на фермите от тяхната равнина. Помислете за следната конструкция на балдахина по отношение на 6x6m и височина до дъното на фермата 4m:
Общ изглед на конструкцията на пантата на автомобила.
Схеми за сетълмент.
Фронтален изглед на проектната схема на балдахина.
ЧервеноЦветният конектор е подчертан в центъра на конструкциите на покритието.
Схема на свързващия блок.
Това устройство отключва лентата на фермите (както горната, така и долната) в центъра на капака. От друга страна, тази функция се изпълнява от къщи, разположени на основното ниво:
Подземни ферми.
Разстоянието между блока на снопа и шушулките ще бъде приблизителната дължина на долния опънат пояс на стопанството.
Тъй като горният колан е компресиран, целесъобразно е изчислената му дължина да бъде по-малка от дъното (гъвкавост 120 и 400).
Наклон на горните пояси.
Няма гъвкавост за гредите. Втората група гранични състояния за тях се характеризира с отклонение. Определя се по формулата:
f /l = 0.013 * q * L ^ 4 /(E * I)
Където q е линейно разпределено натоварване на лъча, L е неговият полет (във формулата тази стойност е 4-та степен), E е модулът на деформацията на стоманата (2 039 000 kg /cm2), I е моментът на инерцията на сечението от асортимента. Много е важно във формулата да се замени всички в еднакви мерни единици, като се избягват стойностите на натоварване до t /m при модула за деформация в kg /sm2 (например).
Присвояваме един или друг профил на лъча, намираме в сортимента моментът на инерцията (определението на товара е дадено по-долу) и изчислява деформацията. След това го свързваме с полета.
Нормите определят граничните стойности за относителните отклонения на главните греди 1/400 и второстепенните 1/250. Пистите принадлежат на последните. Ако огъването не отговаря на изискванията - увеличаваме напречното сечение и проверяваме отново.
Събиране на товари.
На купола са следните товари: теглото на конструкциите (1,05), теглото на снежната покривка (1,4), собственото тегло на капака (1,1). Скобите показват стойността на коефициента на натоварване, действителният товар трябва да се умножи по този коефициент. Забранено е вятърното натоварване в смисъл на малък плаване и образуване на смукателни, разтоварващи (а не обратното) стелажи и ферми.
Да разгледаме например изчислението на балдахина с нормативните стойности на снежната покривка от 200 kg /m2 и теглото на покривния слой от 64 kg.
Изчисленото натоварване от сняг ще бъде 200 * 1.4 = 280kg /m2.
Очаквано натоварване от теглото на покривния слой 64x1,1 = 70kg /m2.
Сумата е 350kg /m2. Стъпката на пистите е 1 m, което означава, че те ще действат при линейно разпределен товар q = 350 * 1 = 350kg /m. Тя е тази, която поставяме във формулата на отклонението. За екстремни проходи ширината на товарната площ ще бъде два пъти по-малка, което ще доведе до натоварване от 175kg /m. Тези стойности са дадени, без да се отчита теглото на конструкциите.
Схема на натоварване.
Анализ на приетата схема за проектиране.
След извършване на изчислението на обема в софтуерния комплекс "Лира" е възможно да се извърши анализ на приетите конструктивни решения. В изчислителния файл на багажника е даден участък 80x4, колани и решетка от всички 40x3 ферми, течащи от тръба 60х40х3.
Стойностите на отклоненията.
Проверете от първата група гранични състояния.
Проверка от 2-ра група гранични състояния.
ПроверкаИменно във втората група на ПС беше разкрита липсата на напречни сечения в редица елементи. "Не минавай" стелажи, писти и колани на под-ферми, склонове.
Извършва се подбор на напречни сечения.
Горният пояс на магистралната ферма изисква участък от 80x3.
Долният колан на магистралната ферма се изисква от участък от 60x3.
Раскос се изисква от част от 50x2, като първоначално стойността на 40x3 очевидно не е преминала точно върху гъвкавостта.
Рафтове, които програмата избира 140x4. Ръчният избор ни даде 140x5 заради липсата на 140мм тръба с по-фина стена в старата класна стая.
За ходове при такива товари се изисква тръба 100 (h) x60x3.
Въз основа на анализа е препоръчително да се увеличи височината на подгруповите ферми, за да се стандартизира размерът на пресечната точка с основните стопанства. Извършеното изчисление ясно показва по-високи изисквания за размера на участъците съответно за втората група гранични състояния. С прост избор на гъвкавост /огъване можете лесно и бързо да изчислите ниско натоварени стоманени конструкции.
