Kompresijas cauruļu aprēķins

Metāliem, ražas stiprums ir norādīts kā stress, ko materiāls var izturēt.

Caurule salūzosies, bet, visticamāk, tā vēl nebūs salauzta. Bet stikls un oglekļa šķiedra pārtrauks.

Uzticieties, ka aprēķins nevar būt! Apskatiet to kā tīri orientējošu.

Vienmēr apsveriet drošības koeficientu.

Ja tiek izmantota caurule vai ir stresa koncentratori (caurumi, kompresija, bukses, metināšana uc),
iznīcināšana var rasties slodze vairākas reizes mazāka, nekā jūs varētu sagaidīt!
Stikla un oglekļa šķiedras īpašības arī lielā mērā ir atkarīgas no šķiedru īpašībām un ražošanas tehnoloģijas.

Ja spriegums caurulē zem kritiskā spēka iedarbības ir lielāks par 0,8 no izmantotā materiāla izturības stiprības, tad aprēķinātais kritiskais spēks var tikt pārspīlēts.

Metāla cauruļu aprēķins izturībai un stabilitātei

Metāla cauruļu aprēķins izturībai un stabilitātei

Attiecībā uz visu veidu skursteņiem, kas aplūkoti iepriekšējās nodaļās, metāla cauruļu aprēķins izturībai un stabilitātei tiek veikts atbilstoši pirmajai un otrajai robežvērtību grupai. Tērauda cauruļu ierobežojošo stāvokļu pirmajā grupā metāla cauruļu izturība un stabilitāte tiek aprēķināta izturībai un stabilitātei, un iekšējie spēki atsevišķu atbalsta metāla karkasu elementos tiek noteikti, pieņemot, ka tajās ir izveidoti viras mezgli un materiālu elastīgais darbs.

Galveno stresu tērauda caurules mucā aprēķina pēc formulas

kur N ir aprēķinātais gareniskais spēks no vertikālām slodzēm; F ir stumbra šķērsgriezuma laukums; M ir aprēķinātais lieces moments; R ir aprēķinātā tērauda pretestība; W - stumbra šķērsgriezuma pretestības moments

kur r ir stumbra šķērsgriezuma rādiuss; t ir stumbra metāla biezums.

Metāla cauruļu aprēķins slēgtu cilindrisku apgriezienu korpusu izturībai un stabilitātei, kas ir metāla dūmeņi, jāveic ar formulu

kur σ ir aprēķinātais spriegums mucā; vc - darba apstākļu koeficients; vkr - kritiskais spriegums, kas vienāds ar mazāko vērtību vai CEt / r, šeit r ir stumbra sekcijas rādiuss; t ir stumbra metāla biezums; φ - koeficients, ar 0

Caurules stiprības aprēķins

Ar balstiem, plauktiem, kolonnām, tērauda cauruļu un čaulu konteineriem mēs saskaramies pie katra posma. Apakšējā caurules profila izmantošanas platība ir neticami plaša: no zemmātes ūdens caurulēm, žogu posmiem un pīķu balstiem līdz maģistrālo naftas vadu un gāzes vadiem.

. milzīgas kolonnas ēkās un būvēs, ēkas no dažādām iekārtām un tvertnēm.

Caurulei, kurai ir slēgta cilpa, ir viena ļoti svarīga priekšrocība: tam ir daudz lielāka stingrība nekā kanālu atveramās daļas, leņķi un C-profili ar vienādiem gabarītiem. Tas nozīmē, ka cauruļu konstrukcija ir vieglāka - to svars ir mazāks!

No pirmā acu uzmetiena ir visai vienkāršs aprēķināt caurules stiprību ar pielietoto aksiālo spiedes slodzi (praksē diezgan izplatīta shēma) - tā sadalīja slodzi šķērsgriezuma laukumā un salīdzināja iegūto spriegumu ar pieļaujamām. Ar cauruļu stiepes izturību tas būs pietiekami. Bet ne kompresijas gadījumā!

Pastāv jēdziens - "vispārējās ilgtspējības zaudēšana". Šis "zaudējums" jāpārbauda, ​​lai izvairītos no vēlākiem nopietniem zaudējumiem, kas ir citādi. Šeit varat uzzināt vairāk par vispārējo ilgtspējību. Speciālisti - dizaineri un dizaineri labi apzinās šo brīdi.

Bet ir vēl kāda veida lūzums, ko daudzi cilvēki nekontrolē - vietējie. Tas ir tad, kad cauruļu sienas stingums "beidzas", kad slodzes tiek pielietotas pirms korpusa kopējās stingrības. Siena "saplīst" tā, it kā tā būtu, iekšpusē, un šajā vietējā rindu sekcija būtiski deformējas salīdzinājumā ar oriģinālo apļveida formu.

Tālāk piedāvātā programma veic cauruļvada visaptverošu verifikāciju, kas iztur spēku un stabilitāti programmā Excel, ja tiek pakļauta ārējai slodzei un spiedienam uz apļveida apvalka.

Atsauces: apaļais apvalks ir loksne, kas velmēta cilindrā, caurules gabals bez dibena un vāciņa.

Aprēķins programmā Excel ir balstīts uz materiāliem GOST 14249-89 "Kuģi un aparāti". Spēka aprēķināšanas normas un metodes. (Izdevums (2003. gada aprīlis) ar grozījumu (IUS 2-97, 4-2005)).

Cilindru apvalks. Aprēķins programmā Excel.

Programma tiks aplūkota vienkāršā, bieži uzdotajā interneta jautājumu piemērā, piemērā: "Cik daudziem vertikālās slodzes kilogramiem vajadzētu novietot 3 metru atbalstu no 57. caurules (St3)?"

Bāzes līnija:

Pirmo 5 sākotnējo parametru vērtības jāņem no GOST 14249-89. Saskaņā ar piezīmēm šūnām, tās ir viegli atrodamas dokumentā.

Cauruļu izmēri ir ierakstīti šūnās D8 - D10.

Šūnās D11-D15 lietotājs norāda slodzes, kas iedarbojas uz cauruli.

Ja no korpusa iekšpuses tiek pielikts pārspiediens, ārējā pārspiediena vērtība ir jānosaka nullei.

Tāpat, nosakot pārspiedienu ārpus caurules, iekšējā pārspiediena vērtība būtu jāņem par nulli.

Šajā piemērā caurulei tiek uzlikts tikai centrālais aksiālais spiedes spēks.

Uzmanību. Kolonnas "Vērtības" šūnu piezīmēs ir atsauces uz atbilstošajiem lietojumu numuriem, tabulām, zīmējumiem, punktiem, formulas GOST 14249-89.

Aprēķina rezultāti:

Programma aprēķina slodzes koeficientus - faktiskās slodzes attiecību pret pieļaujamo. Ja iegūtais koeficienta lielums ir lielāks par vienu, tas nozīmē, ka caurule ir pārslogota.

Principā lietotājam ir nepieciešams redzēt tikai pēdējo aprēķinu rindu - kopējo slodzes kopējo koeficientu, kurā ņemta vērā visu spēku, momenta un spiediena kopējā ietekme.

Saskaņā ar pielietoto GOST standartu St3 cauruļvadu ø57 × 3.5 ar garumu 3 metrus ar noteikto piestiprināšanas modeli galiem, kas "spēj pārvadāt" 4700 N vai 479,1 kg centrāli pielietotās vertikālās slodzes ar atstarpi

Bet slodze no asīm jāpārvieto līdz caurules sekcijas malai - par 28,5 mm (kas praksē faktiski var rasties) parādīsies brīdis:

M = 4700 * 0,0285 = 134 Nm

Un programma dos rezultātus, kas pārsniedz pieļaujamās slodzes par 10%:

Nepalaidiet uzmanību drošībai un stabilitātei!

Viss - Excel ir pabeigts caurules izturības un stabilitātes aprēķins.

Secinājums

Protams, piemērojamais standarts nosaka normas un metodes, kas īpaši attiecas uz kuģu un aparātu elementiem, bet kas mums liedz paplašināt šo tehniku ​​arī citās jomās? Ja jūs saprotat šo tēmu, un GOST raksturīgais krājums, uzskatiet to par pārāk lielu, lai saglabātu jūsu situāciju - nomainiet stabilitātes koeficienta n vērtībuy no 2,4 līdz 1,0. Programma veiks aprēķinu, neņemot vērā nekādus krājumus.

Vērtība 2,4, ko izmanto kuģu darba apstākļiem, var kalpot kā ceļvedis citās situācijās.

No otras puses, ir acīmredzams, ka, aprēķinot atbilstoši kuģu un aparatūras standartiem, cauruļu stendi darbosies ļoti labi!

Piedāvātais Excel caurules stiprības aprēķins ir vienkāršs un daudzpusīgs. Izmantojot programmu, jūs varat pārbaudīt gan cauruļvadu, kuģi, gan stendu, un atbalstu - jebkuru daļu, kas izgatavota no tērauda apaļās caurules (korpusa).

Ievērojot autora darbu, lūdzu, lejupielādējiet failu ar programmu pēc tam, kad esat parakstījies uz paziņojumiem par izstrādājumiem logā, kas atrodas lapas augšdaļā vai raksta beigās!

Caurules stiprības aprēķins - 2 vienkāršie cauruļu konstrukciju aprēķina piemēri

Mājas rāmis šajā piemērā ir izgatavota no formas caurules

Parasti, kad caurules tiek izmantotas ikdienas dzīvē (kā rāmis vai jebkuras struktūras atbalsta daļas), tad uzmanība netiek pievērsta stabilitātes un izturības jautājumiem. Mēs zinām, ka slodze būs maza, un nav nepieciešami izturības aprēķini. Taču zināšanas par spēku un stabilitātes novērtēšanas metodoloģiju noteikti nav lietis, tomēr labāk ir pārliecināties par ēkas uzticamību, nekā paļauties uz laimīgu notikumu.

Kad jums ir nepieciešams aprēķins spēks un stabilitāte?

Izturības un stabilitātes aprēķins visbiežāk ir vajadzīgs būvniecības organizācijām, jo ​​tām jāpamato pieņemtais lēmums, un galīgās struktūras izmaksu pieauguma dēļ nav iespējams izveidot stingru rezervi. Protams, neviens sagaida sarežģītu dizainu, protams, jūs varat izmantot to pašu SCAD vai LIRA CAD aprēķināšanai, bet jūs varat arī aprēķināt vienkāršus dizainus ar savām rokām.

Tā vietā, lai aprēķinātu manuāli, jūs varat izmantot dažādus tiešsaistes kalkulatorus, parasti tiek piedāvātas vairākas vienkāršākās aprēķinu sistēmas, jūs varat izvēlēties profilu (ne tikai cauruli, bet arī I-sijas, kanālu bāzes). Norādot slodzi un norādot ģeometriskās īpašības, persona saņem maksimālās novirzes un šķērsvirziena spēka vērtības un lieces momentu bīstamā sadaļā.

Vienkārša kalkulatora piemērs, lai aprēķinātu

Principā, ja jūs veidojat vienkāršu pakavu virs lieveņa vai izgatavojat margas kāpnēm mājās no profila caurules, tad jūs varat iztikt bez aprēķiniem. Bet vēl labāk pavadīt dažas minūtes un novērtēt - vai jūsu rāmja kravnesība uz nojumes vai pīlāriem būs pietiekama.

Ja jūs precīzi ievēroat aprēķināšanas noteikumus, tad saskaņā ar SP 20.13330.2012 vispirms ir jānosaka šādas slodzes:

  • konstante - tas nozīmē pašu svaru konstrukcijai un cita veida slodzēm, kas ietekmēs visu ekspluatācijas laiku;
  • pagaidu ilgtermiņa - mēs runājam par ilgstošu iedarbību, bet laika gaitā šī slodze var pazust. Piemēram, aprīkojuma svars, mēbeles;
  • īstermiņa - kā piemēru, mēs varam piešķirt sniega sega svars uz jumta / viziera virs lieveņa, vēja iedarbība utt.;
  • īpašas - tās, kuras nevar prognozēt, var būt zemestrīce un cauruļvada mašīnu statnis.

Saskaņā ar to pašu standartu stiepes un stabilitātes cauruļvadu aprēķins tiek veikts, ņemot vērā visu iespējamo nelabvēlīgo kravu kombināciju. Vienlaikus šādi cauruļvada parametri tiek noteikti kā pašas cauruļvada sienas biezums un adapteri, tējas un kontaktdakšas. Aprēķins atšķiras atkarībā no tā, vai cauruļvads iet zem vai virs zemes.

Ikdienas dzīvē, kas sarežģī jūsu dzīvi, noteikti to nav vērts. Ja jūs plānojat vienkāršu konstrukciju (iežogojuma vai vainaga konstrukciju, no caurulēm tiks uzcelta lapene), tad nav nekādas jēgas manuāli nolasīt kravnesību, slodze joprojām būs niecīga un pietiekama drošības robeža. Pat 40x50 mm caurulē ar galvu ir pietiekami daudz nojumes vai plauktiem nākotnes eiropeiskai izmantošanai.

Foto ir diezgan vienkāršs dizains. Jūs varat iztikt bez aprēķiniem

Lai novērtētu kravnesību, varat izmantot gatavas tabulas, kurās, atkarībā no spraugas garuma, ir norādīta maksimālā slodze, ko caurule var izturēt. Šajā gadījumā jau ir ņemts vērā pašu cauruļvada svars, un slodze tiek uzrādīta koncentrēta spēka formā, kas tiek pielietota gar sparu centrā.

Piemēram, cauruļvada 40x40 ar sienu biezumu 2 mm, kura garums ir 1 m, var izturēt slodzi 709 kg, bet ar platuma palielināšanos līdz 6 m, maksimālā pieļaujamā slodze tiek samazināta līdz 5 kg.

Pieļaujamā slodze atkarībā no spraugas garuma

No šejienes un pirmā nozīmīgā piezīme - nepadariet pārāk lielus garus, tas samazina pieļaujamo slodzi uz to. Ja jums ir nepieciešams aptvert lielu attālumu, uzstādiet pārsegu, palieliniet pieļaujamo slodzi uz staru.

Vienkāršāko dizainu klasifikācija un aprēķināšana

Principā ir iespējams izveidot jebkādas sarežģītības un konfigurācijas konstrukciju no caurulēm, bet ikdienas dzīvē tiek izmantotas tipiskas shēmas. Piemēram, staru shēma ar stingru nostiprinājumu vienā galā var tikt izmantota kā atbalsta modelis nākotnes žogu postenim vai atbalstam zem carport. Tātad, ņemot vērā 4-5 standarta shēmu aprēķinu, mēs varam pieņemt, ka lielākā daļa uzdevumu privātajā būvniecībā tiks atrisināti.

Cauruļu darbības joma atkarībā no klases

Nosakot nomas diapazonu, jūs varat saskarties ar tādiem jēdzieniem kā cauruļu stiprības grupa, spēka klase, kvalitātes klase utt. Visi šie rādītāji ļauj uzreiz uzzināt produkta mērķi un vairākas tā īpašības.

Tas ir svarīgi! Viss, kas tiks apspriests tālāk, attiecas uz metāla caurulēm. Attiecībā uz PVC, arī polipropilēna caurulēm, protams, ir iespējams noteikt stiprību, stabilitāti, bet, ņemot vērā relatīvi vieglos darba apstākļus, nav nekādas jēgas minēt šādu klasifikāciju.

Tā kā metāla caurules darbojas spiediena režīmā, dažkārt var rasties hidrauliskie triecieni, jo īpaši svarīgi ir izmēru stabilitāte un ekspluatācijas slodžu atbilstība.

Piemēram, saskaņā ar kvalitātes grupām var atšķirt 2 cauruļvadu veidus:

  • A klase - tiek kontrolēti mehāniskie un ģeometriskie indikatori;
  • D klase - pretestība pret ūdens āmuru ir arī ņemta vērā.

Cauruļu velmējumu var sadalīt klasēs atkarībā no mērķa, šajā gadījumā:

  • 1. klase - saka, ka noma var tikt izmantota ūdens un gāzes piegādes organizēšanai;
  • 2. pakāpe - norāda paaugstinātu pretestību spiedienam, ūdens āmuru. Šāda noma jau ir piemērota, piemēram, autoceļu būvei.

Spēka klasifikācija

Cauruļu stiprības klases tiek piešķirtas atkarībā no pagaidu stiepes izturības, ko parāda sienas metāls. Marķējot, jūs varat tūlīt novērtēt cauruļvada stiprību, piemēram, apzīmējums K64 nozīmē sekojošo: burts K norāda, ka tā ir stiprības pakāpe, skaitlis norāda uz īslaicīgo stiepes izturību (vienības kg ∙ s / mm2).

Minimālais stiprības rādītājs ir 34 kg ∙ s / mm2, un maksimālais lielums ir 65 kg ∙ s / mm2. Tajā pašā laikā caurules stiprības klase tiek izvēlēta, pamatojoties ne tikai uz metāla maksimālo slodzi, bet arī tiek ņemti vērā ekspluatācijas apstākļi.

Ir vairāki standarti, kas raksturo prasības attiecībā uz cauruļvadu stiprību, piemēram, velmējamajiem izstrādājumiem, ko izmanto gāzes un naftas cauruļvadu būvniecībā, kas atbilst GOST 20295-85.

Cauruļu marķēšanas piemēri

Papildus spēka klasifikācijai, atkarībā no cauruļu tipa ievieš atdalīšanu:

  • 1. tips - taisnas līnijas (kontaktsmetināšana tiek izmantota ar augstfrekvences strāvu), diametrs ir līdz 426 mm;
  • 2. tips - spirāle;
  • 3. tips - taisna līnija.

Arī caurules var atšķirties tērauda sastāvā, augstas stiprības tērauds tiek ražots no zema leģētā tērauda. Oglekļa tēraudu izmanto velmēta tērauda ražošanai ar stiprības klasi K34 - K42.

Attiecībā uz fizikālajām īpašībām stiprības klases K34 stiepes izturība ir 33,3 kg ∙ s / mm2, pieļaujamā izturība ir vismaz 20,6 kg s / mm2, un relatīvais pagarinājums nav lielāks par 24%. Vērienīgākajai K60 caurulei šie skaitļi jau ir attiecīgi 58,8 kg ∙ s / mm2, 41,2 kg ∙ s / mm2 un 16%.

Cauruļu stiprības klases raksturojums

Tipisko shēmu aprēķins

Privātajā būvniecībā neizmanto sarežģītas konstrukcijas no caurulēm. Viņi vienkārši ir pārāk grūti radīt, un to vispār nav nepieciešams. Tātad, veidojot kaut ko sarežģītāku trīsstūrveida fermu (zem kolonnu sistēmas), jūs, visticamāk, nerisināsit.

Jebkurā gadījumā visus aprēķinus var izdarīt ar rokām, ja neesat aizmirsuši materiālu pamatus un struktūras mehāniku.

Konsoles aprēķins

Konsole - parastais stingrs, stingri fiksēts vienā pusē. Piemēram, jūs varat novietot kolonnu zem žoga vai caurules gabala, ko jūs piestiprinājāt pie mājas sienas, lai izveidotu vainagu pār lievenis.

Principā slodze var būt jebkas, tas var būt:

  • vienots spēks, kas tiek pielietots vai nu konsoles malā, vai kaut kur span;
  • vienmērīgi sadalīts visā garumā (vai atsevišķā staru kūļa daļā);
  • slodze, kuras intensitāte mainās atkarībā no likuma;
  • arī uz konsoles var darboties spēku pāris, kas izraisa staru liekšanos.

Ikdienas dzīvē visbiežāk ir jārisina sijas slodze ar vienības spēku un vienmērīgi sadalītu slodzi (piemēram, vēja slodze). Vienmērīgi sadalītas slodzes gadījumā maksimālais lieces moments tiks novērots tieši pie cieta blīvējuma, un tā vērtību var noteikt ar formulu

kur M ir lieces moments;

q ir vienmērīgi sadalītas slodzes intensitāte;

Attiecībā uz koncentrētu spēku, kas pielikts konsolē, nekas nav jāņem vērā - lai noskaidrotu maksimālo staru kūļa momentu, pietiek ar spēka lieluma palielināšanu uz pleca, t.i. formula izskatīsies

Maksimālie momenti, kad konsoles slodze ir koncentrēta un sadalīta slodze

Visi šie aprēķini ir vajadzīgi vienīgi nolūkā - lai pārbaudītu, vai staru stiprība būs pietiekama ekspluatācijas slodzēm, to prasa jebkura instrukcija. Aprēķinot, ir nepieciešams, lai iegūtā vērtība būtu zemāka par galīgās izturības atsauces vērtību, vēlams, lai būtu vismaz 15-20% starpība, tomēr ir grūti paredzēt visu veidu slodzi.

Lai noteiktu maksimālo stresu bīstamajā sadaļā, izmantojiet formulas formulu

kur σ ir spriegums bīstamajā daļā;

Mmax ir maksimālais lieces moments;

W ir šķērsgriezuma izturības moments, atsauces vērtība, lai gan to var aprēķināt manuāli, bet tas ir labāk, tikai skatieties tā vērtību mērītājā.

Spuldze uz diviem balstiem

Vēl viens vienkāršākais veids, kā izmantot cauruļvadu, ir kā viegls un spēcīgs staru kūlis. Piemēram, pārklājuma ierīkošanai mājā vai kāpņu būvē. Šeit var būt vairākas slodzes gadījumi, mēs koncentrēsimies tikai uz vienkāršākajiem.

Siju ieliek centrā ar koncentrētu spēku.

Koncentrētais spēks centra span ir vieglākais veids, kā ielādēt siju. Šajā gadījumā bīstamā daļa atrodas tieši zem spēka pielietošanas punkta, un lieces momenta lielumu var noteikt pēc formulas.

Nedaudz sarežģītāka iespēja ir vienmērīgi sadalīta slodze (piemēram, tās pārklājuma svars). Šajā gadījumā maksimālais lieces moments būs vienāds ar

Virsmas slodze ar vienmērīgi sadalītu slodzi

Attiecībā uz gaismu uz 2 balstiem arī kļūst svarīgs tā stingrība, tas ir, maksimālā kustība zem slodzes tā, ka stingruma nosacījums ir izpildīts tā, lai deformācija nepārsniegtu pieļaujamo vērtību (kas norādīta kā staru kūļa daļa, piemēram, l / 300).

Strādājot uz koncentrēta spēka staru, maksimālā novirze būs spēka pielietošanas punktā, tas ir, centrā.

Aprēķina formula ir

kur E ir materiāla elastības modulis;

Es esmu inerces moments.

Elastības modulis ir atskaites vērtība, piemēram, tēraudam, tas ir 2,105 MPa, un katra cauruļvada izmēra indikators ir norādīts inerces brīdī, tāpēc to atsevišķi nav nepieciešams aprēķināt un pat humanitārās zinātnes varēs aprēķināt ar savām rokām.

Apaļo cauruļu diapazons

Vienmērīgi sadalītajai slodzei, kas tiek pielietota visā sijas garumā, centrā tiks novērots maksimālais pārvietojums. Jūs to varat noteikt pēc formulas

Visbiežāk, ja spēka aprēķinā visi nosacījumi ir izpildīti un ir vismaz 10%, tad nav stingrības problēmu. Bet reizēm var būt gadījumi, kad spēks ir pietiekams, bet novirze pārsniedz pieļaujamo. Šajā gadījumā vienkārši palieliniet šķērsgriezumu, tas ir, ņemiet nākamo cauruli diapazonā un atkārtojiet aprēķinu, līdz tiek izpildīts nosacījums.

Statistiski nenosakāmi konstrukti

Principā ir arī viegli strādāt ar šādām shēmām, bet mums ir nepieciešamas vismaz minimālas zināšanas par stiprību un struktūras mehānismu. Statistiski nenosakāmas shēmas ir labas, jo tās ļauj ietaupīt materiālu ekonomiski, bet mīnus ir tas, ka aprēķins ir sarežģīts.

Vienkāršākās statistiski nepārvaramo siju shēmas

Visvienkāršākais piemērs - iedomājieties 6 metru garumu, to nepieciešams bloķēt ar vienu staru. Problēmas 2 risināšanas iespējas:

  1. Vienkārši uzlieciet garu staru ar lielāko daļu. Bet, ņemot vērā tikai savu svaru, gandrīz pilnībā tiks izvēlēts tās izturības resurss, un šādas lēmuma izmaksas būs ievērojamas;
  2. uzstādot pārsegumu spaini spānī, sistēma kļūs statistiski nenosakāma, bet pieļaujamā slodze uz staru palielināsies par lielumu. Rezultātā jūs varat uzņemt mazāku daļu un ietaupīt uz materiāla, nemazinot spēku un stingrību.

Secinājums

Protams, uzskaitītās slodzes opcijas neuzskata, ka ir pilnīgs visu iespējamo ielādes iespēju saraksts. Bet, lai to izmantotu ikdienas dzīvē, tas ir pietiekami, jo īpaši tāpēc, ka ne visi ir iesaistīti patstāvīgā nākotnes ēku aprēķināšanā.

Bet, ja jūs joprojām izvēlaties veikt kalkulatoru un pārbaudīt esošo / plānoto struktūru spēku un stingrību, tad piedāvātās formulas nebūs lietis. Galvenais šajā biznesā ir nevis ietaupīt uz materiālu, bet arī neņemt pārāk daudz rezerves, jums ir jāatrod vidusceļš, spēka un stingrības aprēķins ļauj to izdarīt.

Šajā rakstā esošajā videoklipā ir parādīts piemērs tam, kā saliekt cauruli SolidWorks.

Komentāros atstājiet komentārus / ieteikumus attiecībā uz cauruļu konstrukciju aprēķinu.

Kā veikt cauruļu lieces aprēķinu - soli pa solim

Drenāžā tiek izmantotas profilētas caurules, tādēļ bieži vien ir nepieciešams nedaudz mainīt to formu, lai pēc izejas iegūtu nepieciešamo konfigurāciju. Šajā rakstā tiks apspriests, kā aprēķina profila caurules novirzi, kas būs nepieciešama, lai radītās konstrukcijas nezaudētu spēku un būtu praktiskas.

Metāla raksturojums liešanai

Katram metālam ir savs pretestības punkts, tas ir, maksimālais un minimālais slodze, ko tā var izturēt.

Ja jūs uzliekat pārāk lielu spiedienu uz metālu, tas var izraisīt deformāciju, nevajadzīgu saliekšanu vai salaušanu profilā. Aprēķinot cauruļu saliekšanu, jāņem vērā tādas svarīgas pazīmes kā metāla blīvums, formas vai apaļo cauruļu izmēri un diametrs, kā arī vairāki citi parametri. Tādējādi būs iespējams prognozēt, cik efektīva ir viena vai vairāku materiālu izmantošana vides apstākļos.

Lūdzu, ņemiet vērā, ka spriegums notiks ne tikai tieši profila caurules novirzes vietā, bet arī vietās, kas atrodas attālumā no līkuma centra. Lielāks bīdes spriegums tiks novērots tieši lokās centrālo asi.

Liekšanas cauruļvadu sistēmā iekšējais metāla slānis ir saspiests, tas kļūst mazāks, un ārējais slānis, gluži pretēji, palielinās pateicoties stiepšanās procesam. Bet centrālais metāla slānis paliek nemainīgs, saglabā sākotnējos parametrus, tādējādi nodrošinot caurules izturību.

Liekšanas aprēķinu veikšana

Liekšanas apaļās caurules aprēķins ir nepieciešams, lai noteiktu maksimālo pieļaujamo stresa līmeni katrai konkrētai caurules sekcijai.

Katram materiālam ir sava normālā stresa vērtība, kas neietekmē pašu produktu. Lai iegūtu pareizos aprēķinus, tie jāveic, izmantojot īpašu formulu. Īpaša uzmanība būtu jāpievērš, lai nodrošinātu, ka rādītāji paliek maksimāli pieļaujamajās vērtībās. Saskaņā ar Hooke likumiem, iegūtais elastīgais spēks ir tieši proporcionāls celmam.

Aprēķinot lieces apjomu, papildus jāpielieto šāda sprieguma formula: M / W, kur M ir līkuma summa pa asi, kurai ir spēks, un W ir šīs ass pretestības vērtība pie saliekuma.

Liekšanas tehnoloģija

Metāla lieces procesā ir noteikti stresa rādītāji. Uz ārpuses ir izveidots stiepes spriegums un iekšējā spiedes strāva. Šādas mijiedarbības brīdī mainās ass pagriešanās.

Liekšanas laikā izliektajā daļā mainās šķērsgriezuma forma. Tā rezultātā profila forma gredzena formā mainās uz ovālu. Skaidrākais ovāls var novērot sile vidū. Deformācija samazinās novirzes sākumā un beigās.

Cauruļvados, kuru diametrs nav lielāks par 20 mm, deformācijai pakļautās daļas ovālija nedrīkst pārsniegt 15%. Un cauruļvadiem, kuru diametrs ir vienāds vai lielāks par 20 mm - 12,5%.

Ir vērts atzīmēt, ka saliekuma iekšpusē, kur notiek kompresijas deformācija, var parādīties krokas. Šis fakts, kā likums, negatīvi ietekmē pareizu sistēmas darbību, jo krokas samazina cauruļu plūsmas ātrumu, palielina hidrauliskās pretestības vērtību un aizsērējuma līmeni.

Cauruļu saliekuma rādiusu robežas

Vadoties pēc valsts standartiem, caurulēm vajadzētu būt minimālajam elastības rādiusam (sīkāk: "Kāds ir liekšanas cauruļu rādiuss, ko var iegūt, izmantojot dažāda veida cauruļu savienotājus"). Izpildot liekšanu, sildot cauruli, kas ir piepildīta ar smiltīm, caurules ārējai šķērsgriezumam jābūt vismaz 3,5 DN. Mainot caurules formu cauruļu lieces instalācijā bez siltuma izmantošanas - vairāk nekā 4DN.

Sildot ar gāzes degli vai krāsnī, lai krokas veidotu pusi, vērtība ir 2,5 DN. Piemēram, ja nepieciešams iegūt spēcīgu locītavu sistēmām ar izliektiem kanalizācijas caurulēm, kas tiek izgatavotas ar karstās stiepšanas vai štancēšanas metodi - vairāk nekā 1 DN.

Caurulei var būt mazāks saliekums. Tomēr tas ir pieļaujams tikai tad, ja caurules tiek ražotas ar tehnoloģiju, ja to sienas kļūst plānākas par 15% no visa biezuma.

Visi aprēķini par caurules izturību lieces laikā jāveic ar maksimālu atbildību.

Formulas un citi dati, lai iegūtu aprēķinus

Lai aprēķinātu novirzi, noskaidrojiet daļas garumu.

Jūs varat to iegūt pēc šādas formulas:

  • R ir liekšanas rādiuss, ko mēra milimetros;
  • α ir leņķis;
  • І - plakana segmenta daļa 100/300, kas ir nepieciešama, lai satvertu produktu (darbinot instrumentu).

Veicot aprēķinus profila caurulēm, ir jāņem vērā izliektā elementa lielums.

Šajā nolūkā jāveic aprēķini, izmantojot šādu formulu:

  • π - 3,14;
  • α ir saliekuma leņķis;
  • R ir rādiuss (mērot milimetros);
  • DH - caurules ārējā daļa.

Minimālās pieļaujamās griezes vara un misiņa cauruļu liešanai var atrast attiecīgajās tabulās. Visi dati atbilst valsts standartiem Nr. 494/90 un Nr. 617/90. Turklāt jūs varat atrast ārējo sadaļu vērtības, minimālos statiski brīvos segmentus.

Ir arī tabula, kas palīdzēs veikt cauruļu lieces aprēķinus - tajā ir dati par tērauda caurulēm, kas atbilst GOST Nr. 3262/75.

Lai izvairītos no aprēķinu trūkumiem, jāņem vērā arī šķērsgriezums un sienu biezums.

Kā pats saliekt cauruli

Ja jums ir nepieciešams saliekt cauruli pats, aprēķinot, varat izmantot universālo formulu (pieci caurules diametri).

Piemēram, mēs aprēķinām līmes diametru 1,6 mm:

  • Vispirms jums ir nepieciešams iedomāties tieši to, kāds aplis jums jāiegūst (¼ apļa ir nepieciešama precīzai locīšanai).
  • Tālāk jums jāzina rādiuss. Lai to izdarītu, 16 reizina ar 5 - izrādās 80 mm.
  • Tagad aprēķināti sākuma punkti liešanai. Šajā gadījumā jums jāizmanto formula C = 2π R: 4. Šeit C ir caurules daļa, kas piedalīsies darbā. Tiek izmantoti divi caurules π un ārējais rādiuss.
  • Pēdējā posmā vērtības tiek aizstātas ar labi pazīstamiem rādītājiem: 2 ∙ 3.14 ∙ 80: 4. Rezultāts ir 125 mm, kas ir vienāds ar tā segmenta garumu, kurā minimālais pieļaujamais saliekuma rādiuss ir 80 mm.

Ja jūs nevarat saņemt aprēķinus, izmantojot jūsu izmantotās formulas, jūs varat tos veikt, izmantojot kalkulatoru programmu, kas ir pietiekama internetā.

Nosakot slodzi uz apaļo cauruli un veicot visus aprēķinus, jūs varat sākt liekšanas darbu, kuram ir labāk izmantot īpašu manuālo cauruļu savienotāju, kas ievērojami vienkāršo uzstādīšanu. Šādu rīku ir vairāki veidi. Segmentēta ierīce ļaus veikt darbu, koncentrējoties uz īpašiem modeļiem, kuru forma ir izvēlēta konkrētam cauruļvadu šķērsgriezumam un formai. Iespējama cauruļu liekšana līdz 180˚.

Mugurgalim ir kustīgs elements iekšpusē, kas novērš deformāciju veidošanos.

Neatkarīgi no izmantotā instrumenta, atcerieties, ka, lai iegūtu precīzu un kvalitatīvu liekšanu, veiciet sākotnējos, precīzi pārbaudītus aprēķinus.

Kā aprēķināt slodzi uz profila caurules

Izvēloties profila vadu neatkarīgi no gultņu konstrukcijām, klients saprot, cik svarīgi ir precīzi aprēķināt parametrus un slodzes. Šajā rakstā mēs mēģināsim noskaidrot, vai ietaupīt uz aprēķiniem.

Profilu caurules lielām slodzēm

Ar vasaras ierašanos sākas būvniecības sezona uzņēmumiem, māju īpašniekiem, vasarnīcām. Kāds veido lapene, siltumnīcu vai žogu, citi cilvēki bloķē jumtu vai veido vannu. Un, kad klientam rodas jautājums par atbalsta konstrukcijām, biežāk izvēle tiek apstādināta uz profila caurules, jo zemās izmaksas un lieces izturība ar mazu svaru.

Kāda ir slodze, kas iedarbojas uz profila cauruli

Vēl viens jautājums ir par to, kā aprēķināt formas caurules izmērus, lai ar "mazu asiņu" palīdzību varētu nopirkt cauruli, kas piemērota slodzei. Ratiņu, žogu, siltumnīcu ražošanai var veikt bez aprēķiniem. Bet, ja jūs izveidojat vainagu, jumtu, aizsargstiklu, to nevar izdarīt bez nopietniem kravas aprēķiniem.

Katrs materiāls pretojas ārējām slodzēm, un tērauds nav izņēmums. Ja slodze uz profila caurules nepārsniedz pieļaujamās vērtības, konstrukcija saliekties, bet izturēs slodzi. Ja slodzes svars tiek noņemts, profila stāvoklis sākas. Ja pārsniedz slodzes pieļaujamās vērtības, caurule ir deformēta un paliek tik mūžīgi vai arī ir saliekta.

Lai izslēgtu negatīvās sekas, aprēķinot profila cauruli, apsveriet:

  1. izmēri un sekcija (kvadrātveida vai taisnstūrveida);
  2. strukturālais stress;
  3. tērauda stiprība;
  4. iespējamo slodžu veidi.

Slodžu klasifikācija uz profila caurules

Saskaņā ar SP 20.13330.2011., Iedarbības laiks atšķiras no šādiem slodžu veidiem:

  1. konstante, kuras svars un spiediens laika gaitā nemainās (ēkas daļu, zemes utt.);
  2. pagaidu izturīgs (kāpņu masa, katli mājā, drywall starpsienas);
  3. īstermiņa (sniega un vēja, cilvēku svars, mēbeles, transports uc);
  4. īpašas (zemestrīces, sprādzieni, autoavārijas utt.).

Piemēram, jūs uzbūvēat novietni pagalmā un izmantojat profila cauruli kā atbalsta struktūru. Tad, aprēķinot cauruli, apsveriet iespējamās slodzes:

  1. lapotnes materiāls;
  2. sniega masa;
  3. spēcīgs vējš;
  4. iespējama sadursme ar automašīnu ar atbalstu laikā neveiksmīgas autostāvvietas pagalmā.

Lai to izdarītu, izmantojiet SP 20.13330.2011 "Slodzes un ietekme". Tam ir kartes un noteikumi, kas vajadzīgi, lai pareizi aprēķinātu slodzes profilu.

Aprēķinātās slodzes shēmas uz profila caurules

Papildus profilu slodžu veidiem un veidiem caurules aprēķinos ņem vērā atbalsta tipus un slodzes sadalījuma raksturu. Kalkulators aprēķina, izmantojot tikai 6 veidu aprēķinu shēmas.

Maksimālās slodzes uz profila caurules

Daži lasītāji brīnās: "Kāpēc ir vajadzīgi tādi sarežģīti aprēķini, lai mans verdošās durvis būtu sametinātas?" Šādos gadījumos nav nepieciešams veikt sarežģītus aprēķinus, ņemot vērā nianses, jo jūs varat izmantot gatavus risinājumus (1. tab., 2. tabula).

Slodžu veidi, kas iedarbojas uz profila cauruli, un tā aprēķina metodes

Izvēloties profila cauruli, ir jāpievērš īpaša uzmanība tā parametriem un jāņem vērā, kāda slodze profila caurulē izturēsies.

Šīs caurules tiek izmantotas kā ietvari dažādām konstrukcijām, tādēļ ir nepieciešams produktu atlasīt pēc iespējas atbildīgāk.

Formas caurulīšu priekšrocības ir šādas:

  • atvieglot;
  • uzticamība;
  • izturība pret stresu;
  • vienkārša uzstādīšana.

Slodze, kas darbojas uz profila caurules

Ja plānojat veidot lapene vai siltumnīcu, tad nevajadzētu nopietni domāt par slodzi, jo šādas struktūras nav pakļautas nopietniem spēkiem. Bet, ja tiek veidota vainaga, vizieris, rāmis nopietnākai konstrukcijai, tad vienkārši ir vajadzīgi rūpīgi aprēķini.

Profila caurules ir izturīgas pret deformāciju, bet tām ir ierobežojums. Ja slodze atbilst normai, tad produkts, pakļaujot slodzei, piemēram, slapjo sniegu, var saliekt. Ja sniegs ir noņemts, caurule būs sākotnējā formā. Gadījumā, ja pieļaujamā slodze tiek pārsniegta, caurule neatgūs formu. Tas ir labākais, sliktākajā gadījumā - tas vienkārši pārsprāgs.

Tādēļ, izvēloties profila cauruli, ir jāņem vērā:
izmēri;

  • šķērsgriezums. Parasti tiek izmantotas taisnstūra caurules un caurules ar kvadrātveida šķērsgriezumu;
  • caurules rāmja spriegums;
  • materiāla stiprība;
  • iespējamās slodzes, kas var rasties darbības laikā.

Slodzes klasifikācija

Viens no klasifikācijas kritērijiem ir slodzes iedarbības laiks. Šādu slodžu veidus nosaka SP 20.13330.2011. Un tie ir:

  • pastāvīgs. Tas nozīmē, ka ne svars, ne rādītājs, piemēram, spiediens, diezgan ilgi nemainās. Pastāvīgas slodzes piemērs: celtniecības elementu svars un spiediens;
  • pagaidu, bet ilgstoša. Piemēram, skaidu plākšņu šķērssienu svara;
  • īstermiņa. Tas ir tieši tas, kas tika apspriests iepriekš: par sniegu, vēju un citām dabas parādībām;
  • īpašs. Piemēram, slodze no automašīnu eksplozijas un sitieniem.

Tādējādi, ja mājsaimniecības teritorijā tiek uzcelta nojume, tad jāņem vērā vairāki slodzes:

  • no sniega un vēja;
  • no iespējamām sadursmēm ar automašīnām.

Vietās, kur notiek neregulāras zemestrīces, šo faktoru nevar ignorēt. Šādās teritorijās struktūrām jābūt pēc iespējas spēcīgākām.

Aprēķināšanas shēmas

Dizaina shēmās ņem vērā ne tikai slodžu veidus, bet arī to, kā slodze tiek sadalīta visā konstrukcijā. Piemēram, atbalstam var būt smagākas slodzes, un šķērsvirziena papildu elementi - mazi.

Maksimālās slodzes

Lai saprastu, kuras maksimālās slodzes ir noteiktas cauruļvadiem, jāpārbauda šādas tabulas.

Tabula 1. Kvadrāta formas caurule

Aprēķins vietējai saspiešanai (saspiešanai)

3,89. Aprēķinot elementu kompresiju (saspiešanu) bez netiešas pastiprināšanas, nosacījums ir jāievēro

kur ir gareniskais spiedes spēks no vietējās slodzes;

koeficients ir vienāds: ar vienmērīgu vietējās slodzes sadalījumu sabrukšanas zonā - 1,00, ar nevienmērīgu sadalījumu - 0,75;

konstrukcijas betona izturība pret saspiešanu, kas noteikta pēc formulas:

Formulās (107) un (108 *):

betona konstrukcijas stiepes izturība betona konstrukcijās;

aprēķinātais laukums ir simetrisks attiecībā pret sabrukšanas zonu saskaņā ar diagrammām, kas parādītas 9. attēlā.

3.90. Aprēķinot vietējo elementu saspiešanu (saspiešanu) ar netiešo pastiprinājumu metināto šķērsgriezu acīs, nosacījums

kur ir sabrukšanas zona;

aksiālās saspiešanas betona izturība, ko nosaka pēc formulas

attiecīgi, netiešās armatūras efektivitātes koeficientu un sekcijas stiprinājuma koeficientu ar tīkliem vai spirāles [formulām (83), (84) un (87)] saskaņā ar 3.72 *;

Cet 9 Paredzēto teritoriju izkārtojums

atkarībā no sabrukšanas jomu atrašanās vietas

betona laukums, kas ir ieslēgts netiešo stiegrotu tīklu kontūrā, skaitot pēc to galējiem stieņiem, stāvoklis ir jāsasniedz;

aprēķinātais platums ir simetrisks attiecībā pret sabrukšanas zonu un ņemts ne vairāk kā norādīts 9. attēlā.

Pārējie apzīmējumi jāņem saskaņā ar 3.89.

Konstrukcijas betons koncentrētā spēka pārnešanas zonā uz tā (sk. 9. att.) Jāprojektē lokālai saspiešanai (saspiešanai), kā arī izturībai pret plaisu, ņemot vērā vietējos stiepes spriegumus, kā norādīts 3.111. Punktā *.

Izturības aprēķins

3.91 *. Izturības aprēķins ir atkarīgs no dzelzceļa tiltu, metro tiltu elementiem, ceļu un pilsētas tiltu brauktuves kombinēto tiltu un plātņu elementiem; kad aizbēruma biezums ir mazāks par 1 m, sijas rāmji un taisnstūra dzelzsbetona cauruļu pārklāšanās, ieskaitot to savienošanu ar sienām.

Neuzskatu par izturību:

visa veida pamati;

apaļo cauruļu saites;

taisnstūra caurules un to pārklāšanās, ja aizbēruma biezums ir 1 m vai vairāk;

Virsbūvju sijas;

betona izstiepta zona;

kompresijas pastiprinājums;

dzelzsbetona paliktņi, kuros stresa cikla asimetrijas koeficienti pārsniedz 0,6 betonā un 0,7 armatūrā.

Ja, aprēķinot dzelzsbetona paliktņu izturību un cauruļu pārklāšanos, stiegrojuma spriegumi nepārsniedz 75% no noteiktajiem pretestības konstrukcijām (ņemot vērā darba apstākļu koeficientus saskaņā ar 3.26. Un 3.39. Punktu), tad papildu ierobežojumi stiprinājumu klasēm un tērauda kategorijām, kas norādītas punktā 3.33 * stiprinājumiem, kas izstrādāti izturībai ar vidējo ārējās temperatūras līmeni aukstākajās piecās dienās zemāk par dienu mīnus 40 ° С, nedrīkst veikt.

3,92 *. Iepriekš spriegoto dzelzsbetona konstrukciju elementu (vai to daļu) izturības aprēķins, iedalot to kā kreiso izturības koeficientu 2a vai 2b (sk. 3.95 *), sekcijās, kas ir normālas attiecībā pret garenisko asi, jāizdara, izmantojot tālāk norādītās formulas, aizstājot absolūtās vērtības uzsver un ņem elementu sekcijas bez plaisām:

a) aprēķinot izstieptas zonas stiprinājumu:

b) saliekamās saspiešanas zonas, ekscentriski saspiesta un ekscentriskā spriegotā elementa betona aprēķināšanai:

(spriedzes zīmi statiski nenosakāmu konstrukciju aprēķinos var mainīt).

Formulās (111) - (114):

uzsver iepriekš sprieguma stiegrojumu, attiecīgi, maksimāli un minimāli;

līdzsvara stāvoklis (atskaitot zaudējumus) sprieguma zonā iepriekšējās sasprindzināšanas stiprināšanai;

spriegošanas zonas sprieguma stiegras sprieguma samazināšana no elastīgas betona saspiešanas saskaņā ar 3.93. punktu;

strāva vārstā no pastāvīgas slodzes;

strāvas vārsts no pagaidu kravas;

kur elastīgo moduļu attiecība saskaņā ar 3.48. p. *;

vārsta darba apstākļu koeficients, ņemot vērā vairākkārtējas atkārtotas slodzes ietekmi saskaņā ar 3.39. p. *;

iepriekš sprieguma stiegras konstrukcijas pretestība saskaņā ar 3.35. p. *;

betona spiedes spriegumi attiecīgi maksimāli un minimāli;

līdzsvara stāvoklis (mīnus zaudējumi) saspiestajā zonā betonā;

spriegums betonā no pastāvīgas slodzes attiecīgi izstieptas un saspiestajās zonās;

uzsver betona pagaidu slodzi attiecīgi izstieptas un saspiestajās zonās;

betona darba apstākļu koeficients, ņemot vērā vairākkārtēju atkārtotu slodžu ietekmi saskaņā ar 3.26.

projektēt betona izturību pret saspiešanu saskaņā ar 3.42. punktu *.

# G0Piezīme. Aprēķinot gan izturības, gan plaisas pretestību, nosakot spriegumus betonā attiecībā uz samazināto šķērsgriezumu, formulās nospriego stiegrojumu, kas piestiprināts uz pieturām, tiek ņemts, to nesamazinot no elastīgas betona saspiešanas (ar nosacījumu, ka aprēķinos viss stiprinājums ar saķerība ar betonu, iekļaujiet norādītajā iedaļā).

3.93. Spriegojuma stiegrojuma spriegumi jāaprēķina, ņemot vērā betona elastīgās saspiešanas samazinājumu, kas, bet betona saspiešanas laikā, viss stiprinājums, kas pastiprināts pie pieturām, būtu jānosaka ar formulu

Ja stiegrojums tiek nostiprināts uz betona vairākos posmos, iepriekšējās sprieguma samazināšanās agrāk nospriegotajā stiegrojumā jānosaka ar formulu

Formulās (115) un (116):

elastīgo moduļu attiecība saskaņā ar 3.48. p. *;

iepriekš spriegums betonā iepriekš sasprindotās stiegras centra līmenī, ko izraisa visa stiegrojuma šķērsgriezuma saspiešana;

spriegojums betonā stiegrojuma smaguma centra līmenī, ko izraisa viena staru vai stieņa spriegums, ņemot vērā zaudējumus, kas atbilst šim darba etapam;

vienādu siju skaits (stieņi), kas saspiests pēc staru (stieņa), kuram tiek noteikts sprieguma zudums.

3.94 *. Dzelzsbetona konstrukciju elementu izturības aprēķins ar bezstrāvas pastiprinājumu tiek veidots pēc materiālu izturības formulas, neņemot vērā betona darbu izstieptajā zonā. Šo aprēķinu var izdarīt saskaņā ar tabulā 38 * norādītajām formulām.

Tabulas formulas 38. * var izmantot, lai noteiktu vērtības no kreisās puses un aprēķinot koeficientus, kas uzskaitīti 26., 32. un 33. tabulā.

Aprēķinot pēc formulas (121), jāņem vērā arī izturības aprēķina 3.91. Iedaļā norādītās instrukcijas un pārsvarā saspiestā armatūra ar maiņstrāvām.

Tāpat jums vajadzētu veikt ekscentrisko spriegoto elementu aprēķināšanu. Aprēķinot centrālo izstiepto elementu, viss stiepes spēks tiek nosūtīts uz armatūru.

Papildus izturības sadaļas aprēķinam vajadzētu aprēķināt pēc izturības.

buildingbook.ru

Būvniecības celtniecības informācijas emuārs

  • Mājas
  • /
  • Tērauda konstrukcijas
  • /
  • Tērauda kolonnu aprēķins

Tērauda kolonnu aprēķins

Kolonna ir ēkas pamatnes konstrukcijas vertikāls elements, kas nodod slodzi no augšteces struktūras uz pamatu.

Aprēķinot tērauda kolonnas, jums jāvadās pēc SP 16.13330 "Tērauda konstrukcijas".

Tērauda kolonnām parasti izmanto I-siju, cauruli, kvadrātveida profilu, saliktu kanālu sadaļu, leņķus, loksnes.

Centrāli saspiestām kolonnām ir optimāli izmantot cauruli vai kvadrātveida profilu - tie ir ekonomiski ar metāla svaru un ar skaistu estētisku izskatu, tomēr iekšējās dobumus nevar krāsot, tādēļ šim profilam jābūt hermētiskai.

Plaši izmanto I-siju kolonnas plaši izmanto - ja kolonna ir saspiesta vienā plaknē, šāda veida profils ir optimāls.

Liela nozīme ietekmē pamatnes kolonnas nostiprināšanas metodi. Kolonnā var būt eņģes stiprinājums, stingrs vienā plaknē un atvere citā vai stingrs 2 plaknēs. Piestiprinājuma izvēle ir atkarīga no ēkas struktūras daļas un kopš tā laika ir svarīgāka aprēķinā nostiprināšanas metode ir atkarīga no kolonnas aplēstā garuma.

Jāņem vērā arī stumbra, sienu paneļu, siju vai stumbru nostiprināšanas metode uz kolonnas, ja slodze tiek pārsūtīta no kolonnas sāna, tad jāņem vērā ekscentriskums.

Kad kolonna ir saspiesta pamatnē un stara stingri piestiprināta pie kolonnas, aprēķinātais garums ir 0,5 l, tomēr aprēķinos tas parasti tiek uzskatīts par 0,7 l. sija ir saliekta zem slodzes iedarbības un nav pilnīgas saspiežamības.

Praksē atsevišķas kolonijas neticu, un simulēt programmas rāmi vai 3-dimensiju modeli ēkas, ielādes to un gaidīt, kolonnu salikt un uzņemt vajadzīgo profilu, taču programmas var būt grūti, lai ņemtu vērā vājināšanos šķērsgriezuma caurumiem skrūvēm, tāpēc ir nepieciešams, lai pārbaudītu sadaļā rokām.

Lai aprēķinātu kolonnu, mums ir jāzina maksimālie spiedes / stiepes spriegumi un momenti, kas rodas atslēgu sekcijās, tāpēc tiek veidoti stresa lauki. Šajā pārskatā mēs ņemam vērā tikai kolonnas izturības aprēķinu bez uzzīmēšanas.

Kolonnas aprēķinu veic šādi parametri:

1. Stiprība centrālā sasprindzinājuma / saspiešanas laikā

2. Stabilitāte centrālajā kompresijā (divās plaknēs)

3. Stiprums ar garenisko spēku un lieces momentu kopīgu darbību

4. Vilces gala elastības verifikācija (2 plaknēs)

1. Stiprība centrālā sasprindzinājuma / saspiešanas laikā

Saskaņā ar SP 16.13330, 7.1.1. Punktu, tērauda elementu izturības aprēķins ar standarta izturību Ryn ≤ 440 N / mm2 centrālā saspriegojumā vai saspiešanas ar spēku N jāveic saskaņā ar formulu

kur N ir kompresijas / sprieguma slodze;

An ir tīkla profila šķērsgriezuma laukums, t.i. ņemot vērā tā atveru vājināšanos;

Ry ir aprēķinātā ruļļa tērauda pretestība (atkarībā no tērauda pakāpes, sk. B.5. Tabulu SP 16.13330);

γс ir darba apstākļu koeficients (sk. 1. tabulu SP 16.13330).

Saskaņā ar šo formulu, jūs varat aprēķināt profila minimālo vajadzīgo šķērsgriezuma laukumu un iestatīt profilu. Nākotnē verifikācijas aprēķinos kolonnu sadaļas atlase var tikt veikta tikai ar sadaļas atlases metodi, tādēļ šeit mēs varam iestatīt sākumpunktu, kas ir mazāks par to, kuru nevar.

2. Stabilitāte centrālajā kompresijā

Stabilitātes aprēķins tiek veikts saskaņā ar SP 16.13330 7.1.3. Punktu pēc formulas

kur N ir kompresijas / sprieguma slodze;

A ir bruto profila šķērsgriezuma laukums, t.i., neņemot vērā tā atveru vājināšanos;

Ry ir aprēķinātā tērauda pretestība;

γс - darba apstākļu koeficients (sk. 1. tabulu SP 16.13330);

φ ir stabilitātes koeficients centrālajā kompresijā.

Kā redzat, šī formula ir ļoti līdzīga iepriekšējai, bet šeit parādās koeficients φ, lai to aprēķinātu, vispirms mums jāaprēķina stieņa λ nosacītā elastība (apzīmēta ar līniju augšpusē).

kur Ry - aprēķinātā tērauda pretestība;

E ir elastības modulis;

λ - stieņa elastība, ko aprēķina pēc formulas:

kur lef - paredzamais stieņa garums;

i ir sadaļas inerces rādiuss.

Parastā šķērsgriezuma vai atsevišķu pakāpienu kolonnu sekciju aprēķinātā garuma leņķa vērtība saskaņā ar SP 16.13330. 10.3.1. Sadaļu jānosaka ar formulu

kur l ir kolonnas garums;

μ ir aprēķinātā garuma koeficients.

Pastāvīgā šķērsgriezuma kolonnu (bagāžnieku) aprēķinātā garuma μ koeficienti jānosaka atkarībā no to gala nostiprināšanas nosacījumiem un slodzes veida. Dažos galos un slodzes tipu noteikšanas gadījumos μ vērtības ir norādītas šajā tabulā:

Sadaļas inerces rādiuss ir atrodams attiecīgajā GOST-e profilā, t.i. Iepriekšējais profils jau ir jānosaka, un aprēķins tiek samazināts līdz sadaļu uzskaitījumam.

Kopš Inerces rādiuss divās plaknēs lielākajai daļai profilu ir atšķirīgs divu plakņu vērtībās (vienīgi caurules un kvadrātveida profilam ir vienādas vērtības), un stiprinājums var būt atšķirīgs, tāpēc aprēķinātie garumi var būt arī atšķirīgi, tad stabilitātes aprēķins jāveic 2 lidmašīnām.

Tātad tagad mums ir visi dati, lai aprēķinātu nosacīto elastību.

Ja ierobežojošā elastība ir lielāka vai vienāda ar 0,4, tad stabilitātes koeficientu φ aprēķina pēc formulas:

koeficienta δ vērtība jāaprēķina pēc formulas:

koeficienti α un β, sk. tabulā

Šīs koeficienta φ vērtības, kas aprēķinātas ar šo formulu, jāņem ne vairāk kā (7.6 / λ 2) ar nosacījuma elastības vērtībām virs 3.8; 4.4. Un 5.8. Iedaļu attiecīgi a, b un c iedaļu tipiem.

Metāla kolonnu aprēķins

Bieži vien cilvēki, kas veic apvilktas automašīnas spilvenu automašīnai vai aizsargā no saules un nokrišņu paviljonā, neuzrāda to stāvu šķērsgriezumu, uz kuriem var novietot vainagu, vai arī uzņem šķērsgriezumu pa acīm vai konsultējoties ar kaimiņu.

Jūs varat saprast tos, slodzi uz statnes, šajā gadījumā kolonija, nav tik karsts liels darba apjoms veikts arī nav milzīgs, un izskats kolonnas dažreiz daudz svarīgāks par to kravnesību, tāpēc pat tad, ja kolonnas tiek veikti ar vairāku akciju spēku - nav lielu problēmu. Turklāt ir iespējams pavadīt neierobežotu laiku, meklējot vienkāršu un skaidru informāciju par cieto kolonnu aprēķināšanu - varat noskaidrot piemērus kolonnu aprēķināšanai rūpnieciskajām ēkām ar slodzi, kas tiek izmantota vairākos līmeņos bez labām izejvielu zināšanām, un pasūtot kolonnu aprēķinu inženierzinātņu organizācijā var samazināt visus paredzētos ietaupījumus līdz nullei.

Šis raksts tika uzrakstīts ar mērķi vismaz nedaudz mainīt esošo situāciju, un tas ir mēģinājums vienkārši noteikt pēc iespējas vienkāršāku metāla kolonnas aprēķina galvenos posmus. Visas pamata prasības metāla kolonnu aprēķināšanai atrodamas SNiP II-23-81 (1990).

Vispārīgi noteikumi:

No teorētiskā viedokļa centrāli saspiestā elementa aprēķins, kas ir kolonna vai stāv fermā, ir tik vienkārši, ka par to pat ir neērti runāt. Tas ir pietiekami, lai sadalītu slodzi ar tērauda konstrukcijas pretestību, no kuras tiks izgatavota kolonna - viss. Matemātiskā izteiksmē tas izskatās šādi:

kur F ir vajadzīgā kolonnas šķērsgriezuma laukums, cm 2;

N - koncentrēta slodze, ko pieliek kolonnas šķērsgriezuma smaguma centram, kg;

Ry - dizaina metāla izturība pret stiepšanu, saspiešanu un saliekšanu pa ražas stiprumu, kg / cm 2. Aprēķinātās pretestības vērtību var noteikt ar attiecīgo tabulu.

Kā redzat, uzdevuma sarežģītības pakāpe ir otrā, maksimālā līdz sākumskolas trešā pakāpe. Tomēr praksē lietas nav tik vienkārši kā teorētiski vairāku iemeslu dēļ:

1. Pieliek koncentrētu slodzi tieši kolonnas šķērsgriezuma smaguma centram, var būt tikai teorētiski. Patiesībā slodze vienmēr tiks izplatīta, un samazinātas koncentrētās slodzes (tas tiek saukts arī par nejaušību) joprojām ekscentriskums. Un, ja ir ekscentrisms, tad kolonnas šķērsgriezumā darbojas lieces moments. Un, tā kā ir brīdi, tas nozīmē, ka ir saliekts (ja mēs uzskatām kolonnu par gaismu, tad šādu saliekumu sauc par novirzi)

2. Kolonnas šķērsgriezuma smaguma centri atrodas vienā taisnā līnijā - centrālajā asī, arī tikai teorētiski. Praksē, pateicoties metāla un dažādu defektu neviendabībai, šķērsgriezumu smaguma centrus var novirzīt attiecībā pret centrālo asi. Tas nozīmē, ka, aprēķinot šo, jāņem vērā.

3. Kolonnai var būt nedaudz taisnstūra forma, bet tas var būt nedaudz saliekts rūpnīcas vai montāžas deformācijas dēļ, kas nozīmē, ka kolonnas vidusdaļas šķērsgriezumiem būs vislielākā pielietotās slodzes ekscentriskums. Un tas arī jāņem vērā aprēķinos.

4. kolonnu var uzstādīt ar novirzi no vertikāles, kas nozīmē, ka vertikāli rīkojas slodze var radīt papildu lieces moments, maksimumu apakšā kolonnas, vai drīzāk, līdz punktam stiprināšanai pie pamatnes, bet tas ir tikai taisnība brīvi stāvošas kolonnas.

5. Saskaņā ar rīcības kravu tam slejā piemēro saliekt vienā vai vairāku iepriekš minēto iemeslu dēļ, kas nozīmē, ka ekscentricitāte Slodzes būs vienāda pārvietošanos smaguma centra šķērsgriezuma izskatāmā no vertikālās ass, un kā rodas sekas lieces momentu, kas palielina locīšana. Un pieaugošais savilkums savukārt palielinās lieces momentu un tā tālāk uz bezgalību. Vai kamēr kolonna zaudē stabilitāti. Šīs parādības teorētiskais aspekts ir detalizētāk aplūkots atsevišķi (lai gan ekscentriski ielaistiem stieņiem fiziskā nozīme ir gandrīz vienāda).

Vienā ziņā tas viss noved pie lūzuma parādīšanās, un aprēķinos jāņem vērā šāda lieces ietekme.

Protams, praktiski nav iespējams aprēķināt iepriekš minētās novirzes struktūru, kas vēl tiek izstrādāta - aprēķins būs ļoti garš, sarežģīts, un rezultāts joprojām ir apšaubāms. Bet, lai ieviestu formulā (1.1.), Ir iespējams pat zināms koeficients, kas ņemtu vērā iepriekš minētos faktorus. Šāds koeficients ir φ, lūzuma koeficients. Formula, kurā izmanto šo koeficientu, izskatās šādi:

F = N / φR (1.2)

Φ vērtība vienmēr ir mazāka par vienu, kas nozīmē, ka kolonnas sadaļa vienmēr būs lielāka nekā tad, ja to vienkārši skatiet, izmantojot formulu (1.1), es domāju, sākas visinteresantākā lieta, un atcerieties, ka φ vienmēr ir mazāks par vienu - tas nekaitē. Iepriekšējiem aprēķiniem varat izmantot vērtību φ diapazonā no 0,5-0,8.

Piezīme. Ja pētot šo rakstu, jūs izraisāt galvassāpes, zobu griešanu un citus nepatīkamus simptomus, un jums ir jāaprēķina kolonnas apmēram no 1 līdz 5 dažām slodzēm, pat ja tas ir 2 reizes lielāks, es nekavējoties padomu ņemt vērtību φ = 0,25 un veikt turpmākus aprēķinus, izmantojot formulu (1.2), jo tad viss būs vēl sarežģītāk un nav skaidrs. Patiesi, visu to pašu, kolonnas elastīgums nedrīkst pārsniegt 19. Tabulā norādīto maksimāli pieļaujamo daudzumu.

Φ vērtība ir atkarīga no tērauda pakāpes un kolonas λ elastības.

Kas ir elastība, ilgu laiku izskaidrojams, bet es to izmēģināšu īsumā. Ja esat iepazinies ar lieces momenta galvenajām iezīmēm, tad jūs zināt, ka jo lielāks ir staru kūlis, jo lielāka ir lieces momenta vērtība ar tādu pašu sānu spēku, kas rada šo momentu. Attiecīgi, jo lielāks kolonnas garums, jo spēcīgāks efekts no iepriekš minētajiem un citiem faktoriem, par vērtību, lieces momentu, kas rodas saskaņā ar rīcības garenvirziena spēku, jo lielāka kolonnas garumam, tad visticamāk ģeometrisko centru smaguma novirzi no faktiskā smaguma centru nosaka, pamatojoties uz iepriekš minēto faktori.

Turklāt gareniskais spēks, kas pielikts ar ekscentriskumu 1 cm un šķērsgriezumu 100x100 cm, ir viena lieta, un ar šķērsgriezumu 2x2 cm tas ir pilnīgi atšķirīgs. Pirmajā gadījumā ekscentricitāte vērtības iekšējo spiedes spriegums praktiski neietekmē, un tos var uzskatīt par nemainīgu augstumu vai platumu sadaļā, un otrajā vadībā ievērojamu pārdali iekšējo spiedes spriegums, un ja ekscentricitāte vērtība ir lielāka nekā rādiusa sekciju kodola (rādiuss riņķošana) un pēc tam uz stiepes spriedzi.

Tādējādi elastība ir daudzums, kas raksturo aplūkota stieņa īpašības, atkarībā no tā garuma un šķērsgriezuma parametriem, jo ​​īpaši inerces rādiusā:

kur lef - paredzamais kolonnas garums. Aptuvenais un faktiskais kolonnas garums ir atšķirīgs jēdziens. Aptuvenais kolonnas garums ir atkarīgs no kolonnas galu fiksēšanas metodes un tiek noteikts, izmantojot koeficientu μ:

kur l ir faktiskā kolonnas garums, cm;

μ - koeficients, ņemot vērā kolonnas galu fiksēšanas metodi. Koeficienta vērtību var noteikt pēc šādas tabulas:

1. tabula. Koeficienti μ, lai noteiktu aprēķināto konstantu šķērsgriezuma kolonnu un bagāžnieku garumu (saskaņā ar 30. tabulu SP 16.13330.2011)

Kā redzat, koeficienta μ vērtība mainās atkarībā no kolonnas noteikšanas metodes vairākas reizes, un šeit galvenā grūtība ir izvēlēties dizainparaugu shēmu.

Ja jūs nezināt, kura fiksēšanas shēma atbilst jūsu nosacījumiem, tad izmantojiet koeficienta μ = 2 vērtību

Koeficienta μ = 2 vērtība galvenokārt tiek ņemta no atsevišķām kolonnām, savrups kolonnas spilgts piemērs ir luminiscences stabs. Koeficienta μ = 1-2 vērtību var ņemt uz vainagu kolonnām, uz kurām sijas atbalsta bez stingras stiprinājuma pie kolonnas. Šo dizaina shēmu var izmantot, ja nojumes sijas nav stingri piestiprinātas pie kolonnas un ja sijām būs relatīvi liela novirze. Ja stumbra stangas, kas stingri piestiprinātas pie kolonnas ar metināšanu, tiek atbalstītas uz kolonnas, tad mēs varam ņemt vērā koeficienta μ = 0.5-1 vērtību. Ja kolonnas starp kolonnām ir diagonāles, mēs varam izmantot koeficienta μ = 0,7 vērtību ar nelīdzenu diagonālo savienojumu stiprinājumu vai 0,5 ar stingru stiprinājumu. Tomēr šādas stingrākas diafragmas ne vienmēr parādās divās plaknēs, tādēļ ir rūpīgi jāizmanto šādi koeficienta lielumi. Aprēķinot santīmu kopnes, tiek izmantots koeficients μ = 0,5-1 atkarībā no logu stiprināšanas metodes. Papildu informācija koeficienta μ noteikšanai ir norādīta atsevišķi.

Elastības koeficienta vērtība aptuveni norāda kolonnas aprēķinātā garuma attiecību pret šķērsgriezuma augstumu vai platumu. Ti jo lielāka ir λ vērtība, jo mazāks ir kolonnas šķērsgriezuma platums vai augstums, un attiecīgi, jo lielāka ir starpība starp šķērsgriezumu, jo tajā pašā kolonnas garumā būs vajadzīgs, bet vairāk par to vēlāk.

Tagad, kad mēs esam noteikuši koeficientu μ, mēs varam aprēķināt kolonnas aprēķināto garumu, izmantojot formulu (1.4), bet, lai uzzinātu kolonnas elastības vērtību, mums jāzina kolonnas i sadaļas inerces rādiuss:

kur I - inerces moments šķērsgriezuma attiecībā uz vienu no asīm, un tad jautri sākuma, jo gaitā atrisināt šo problēmu, mums ir nepieciešams, lai noteiktu atbilstošu platību F no kolonnas šķērsgriezuma, bet tas nav pietiekami, izrādās, mums joprojām ir nepieciešams zināt vērtību inerces momentu. Tā kā mēs nezinām nevienu vai otru, problēmas risinājums tiek veikts vairākos posmos.

Sākotnējā stadijā λ vērtība parasti ir robežās no 90 līdz 60, kolonnām ar salīdzinoši nelielu slodzi, ir iespējams ņemt λ = 150-120, kolonnu maksimālā vērtība ir aptuveni 150, citu elementu maksimālās elastības vērtības var noteikt no 19 * tabulas:

19. tabula * (saskaņā ar SNiP II-23-81 (1990))

Piezīme: koeficienta a vērtība tiek ņemta ne mazāk kā 0,5, precīzāku koeficienta vērtību var noteikt ar formulu a = N / (φFRyγc) (ja nepieciešams, φ vietā, izmantojiet φe), kur γar - darba apstākļu koeficients cietajiem sijām un kolonnas γar = 1.1. Ja vienkāršot, tad 1. postenim maksimālā pieļaujamā elastība nedrīkst pārsniegt 150 (šī vērtība bija norādīta iepriekšējā SNiP, tagad ir beidzies derīguma termiņš), bet šeit tas ir mazāk - vienkārši.

Tad saskaņā ar 2. tabulu nosaka elastības koeficienta φ vērtību:

2. tabula. Liekuma koeficienti φ centrāli saspiestie elementi.

Piezīme: koeficienta φ vērtības tabulā ir palielinātas 1000 reizes.

Pēc tam vajadzīgo šķērsgriezuma inerces rādiusu nosaka, pārveidojot formulu (1.3.):

i = lef/ λ (1.6)

Diapazonam ir izvēlēts ritošā profils ar atbilstošo inerces rādiusu. Atšķirībā no locīšanas elementiem, kur sadaļa ir izvēlēta tikai pa vienu asi, jo slodze darbojas tikai vienā plaknē, centriski saspiestās kolonnās, gareniskā locīšana var notikt attiecībā uz jebkuru asi, un līdz ar to tuvākā vērtībaz uz iy, jo labāk, citiem vārdiem sakot, vispiemērotākās ir apaļas vai kvadrātveida sadaļas. Nu, tagad mēģināsim noteikt kolonnu šķērsgriezumu, pamatojoties uz iegūtajām zināšanām.

Metāla centriski saspiestās kolonnas aprēķina piemērs:

Pastāv: vēlme novietot netālu no ķieģeļu nama, kuras forma ir šāda:

1. attēls. Kupola dizaina shēma ar izmēru 10 līdz 6 metriem ar kolonnu augstumu 2,5 metri.

Šajā gadījumā vienīgā centrālā spiediena kolonna jebkurā fiksācijas apstākļos un ar vienmērīgi sadalītu slodzi būs kolonna, kas parādīta 1. attēlā sarkanā krāsā. Turklāt šajā kolonnas slodze būs maksimāla. Zilajā un zaļajā attēlā norādītās kolonnas var uzskatīt par centrāli saspiestu, tikai ar atbilstošu strukturālu šķīdumu un vienmērīgi sadalītu slodzi, oranžās krāsas kolonnas būs vai nu ar centrāli saspiestu, vai ekscentriski saspiestu vai rāmja bagāžnieki, kas aprēķināti atsevišķi. Šajā piemērā mēs aprēķinām kolonnas šķērsgriezumu, kas norādīts sarkanā krāsā. Aprēķiniem mēs uzņemsim pastāvīgu slodzi uz savu vainagu svars 100 kg / m 2 un pagaidu slodzi 100 kg / m 2 no sniega vāka.

2.1. Tādējādi koncentrētā slodze uz kolonnu, kas norādīta sarkanā krāsā, būs:

N = (100 + 100) · 5 · 3 = 3000 kg

2.2. Vispirms mēs pieņemam vērtību λ = 100, pēc tam saskaņā ar 2. tabulu saliekuma koeficients φ = 0,599 (tēraudam ar projektēšanas stiprumu 200 MPa, šī vērtība tiek ņemta, lai nodrošinātu papildu stiprības robežu), pēc tam kolonnas vajadzīgā šķērsgriezuma lauka:

F = 3000 / (0.599 × 2050) = 2.44 cm 2

2.3. Saskaņā ar 1. tabulu, mēs ņemam vērtību μ = 1 (tā kā profilēta grīdas seguma jumta segums, pareizi nostiprināts, nodrošinās stingrību plaknē, kas paralēli sienas plaknei, un perpendikulārajā plaknē kolonnas augšējā punkta relatīvais pārvietošanās nodrošinās to, ka spāres tiek piestiprinātas pie ķieģeļu sienas) tad inerces rādiuss

i = 1 · 250/100 = 2,5 cm

2.4. Caur kvadrātveida caurulītēm šīs prasības atbilst profilam ar 70x70 mm šķērsgriezumu, kura sieniņu biezums ir 2 mm, ar inerces rādiusu 2,76 cm. Šāda profila šķērsgriezuma laukums ir 5,34 cm 2. Tas ir daudz vairāk, nekā prasīts aprēķinos.

2.5.1. Mēs varam palielināt kolonnas elastību, samazinot nepieciešamo inerces rādiusu. Piemēram, pie λ = 130 lieces koeficients φ = 0,425, tad vajadzīgā kolonnas šķērsgriezuma laukums:

F = 3000 / (0.425 × 2050) = 3.44 cm 2

i = 1 · 250/130 = 1,92 cm

2.5.3. Ar sortimentu kvadrātveida formas caurules atbilst šo prasību profils ar šķērsgriezumu izmēri 50x50 mm ar sieniņu biezumu 2 mm un rādiusa griešanās no 1,95 cm. No šķērsgriezuma profilam 3.74 cm 2 apgabals, brīdis rezistences, šajā profilā bija 5,66 cm 3.

2.6. Pārbaudiet, vai pieņemtais profils ir derīgs maksimālajai elastībai. Precīza elastīguma vērtība būs

λ = 250 / 1,95 = 128,2

koeficienta a vērtība būs

a = 3000 / (0.425 × 2050 · ​​3.74 · 1.1) = 0.837

tad maksimāli pieļaujamā elastīguma vērtība

λmaks = 180 - 60 ± 0,837 = 129,8> 128,2

Prasības attiecībā uz maksimāli pieļaujamo elastību, ko esam izpildījuši.

Tā vietā, lai kvadrātveida caurules, jūs varat izmantot vienāda leņķa stūri, kanālu, I-gaismas, parastās caurules. Ja izraudzītā profila tērauda aprēķinātā pretestība ir lielāka par 220 MPa, tad kolonnas šķērsgriezumu var pārrēķināt. Tas galvenokārt ir tas, kas attiecas uz metāla centrāli saspiestu kolonnu aprēķinu, es tikai piebilstu, ka, ja jūs neesat aprēķinājis profesionāli un ne tikai ņem vērā visas iespējamās slodzes, bet to pat nevar iedomāties, tad nelietojiet vērtību λ> 80. Jo mazāk elastības jo ticamāks dizains. Ja jūs pievērsāt uzmanību, tad 2. tabulā nav elastības vērtību virs 220, lai gan teorētiski elastība var būt gan 300, gan 1000, nav vienkārši saprast, ka stieņi ir tik elastīgi kā nesēji - tas ir ļoti nestabils.

Ja mēs sekojam minētos ieteikumus, pat caurules sadaļa 70h70h2 mm būs nepietiekams, un vajadzība caurules sadaļu 80h80h3 mm, kur rādiuss riņķošana ar i = 3.12 cm, attiecīgi, un elastīgums būs λ = 250 / 3.12 = 80.1. Piemēram, jūs gaidāt tieši to pašu novietni, bet nav savienotas ar salīdzinoši stingru ķieģeļu sienu, bet atsevišķi. Šajā gadījumā, visticamāk, koeficienta vērtība būs μ = 2, bet jūs, neaizskarot būvkonstrukciju attiecību sarežģītību, nolēma, ka pietiek ar μ = 1. Šajā gadījumā pieņemtais elastīguma ierobežojums aizsargās jūsu struktūru no iznīcināšanas, jo ar μ = 2, kolonnas aprēķinātā garuma vērtība būs lef = 2 · 250 = 500 cm, un kolonnas elastība ir λ = 500 / 3,12 = 160,25, t.i. pie maksimāli pieļaujamās robežas (un pat pārsniedzot robežu). Ja jūs nepareizi izvēlējāties dizaina shēmu, bet jūs joprojām izmantojāt ieteicamo elastības robežu λ ≤ 80, tad jūs galu galā iegūsit lielāku izturību un būvniecības izmaksu palielinājumu. Kas ir labāk: izveidot struktūru ar lielāku drošības rezervi vai pilnībā pārveidot to pēc sabrukšanas - jūs izvēlaties.

Un tomēr, slodzes piemērošanas tieši centra slejā smaguma un absolūtos vertikālo kolonnu, ir iespējama tikai teorētiski, praktiski vienmēr ir noteikta ekscentricitāte Slodzes un ja kolonnas daļa 40x40 cm izmaiņām slodzes pielikšanas punktu, lai pēc dažiem milimetriem vai pat centimetra nevar ņemt vērā, nosakot atbilstošu drošības koeficientu izturībai, tad kolonnai ar 5x5 cm sekciju šāda novirze var būt kritiska. Kāpēc Tagad mēs sapratīsim.

Ekscentriski saspiestās kolonnas aprēķins.

Šeit, protams, rodas jautājums: kā aprēķināt atlikušās kolonnas, jo slodze uz tām, visticamāk, tiks piemērota nevis sadaļas centrā? Atbilde uz šo jautājumu lielā mērā ir atkarīga no metodes, kā piestiprināt vainagu uz kolonnas. Ja nojumes sijas tiks stingri piestiprinātas pie kolonnas, tad izveidosies pietiekami sarežģīts statistiski nenosakāms rāmis un pēc tam kolonnas tiks uzskatītas par šī rāmja sastāvdaļu, un kolonnas šķērsgriezums papildus tiks aprēķināts attiecībā uz šķērsvirziena lieces momentu, mēs turpināsim izskatīt situāciju, kad kolonnas, kas attēlotas attēlā 1, ir savienoti ar vainagu pa eņģēm (sarkanā krāsā marķēta kolonna vairs netiek izskatīta). Piemēram, kolonnu galviņai ir atbalsta platforma - metāla plāksne ar caurumiem skuvekļu sijām. Dažādu iemeslu dēļ šādu kolonnu slodzi var pārsūtīt ar diezgan lielu ekscentriskumu:

2. attēls. Koncentrētas slodzes pielietošanas ekscentrisms kolonnā dēļ vainaga sijas deformācijai.

Tilpums, kas parādīts 2. attēlā, bēša krāsā, slodzes ietekmē nedaudz salieks (kāpēc tas notiek, tiek apspriests atsevišķi), un tas izraisīs, ka slodze uz kolonnu tiks pārraidīta nevis no kolonnas sekcijas smaguma centra, bet ar ekscentricitāti e kolonnas šī ekscentriskums ir jāapsver. Precīzāka ekscentricitātes definīcija ir atkarīga no kolonnas un staru stingrības, taču šajā gadījumā mēs neņemsim stingrību, un, lai nodrošinātu ticamību, mēs uztveram visnevēlamāko ekscentricitātes vērtību. Pastāv liels skaits kolonnu ekscentriskās slodzes gadījumu un iespējamo kolonnu šķērsgriezumu, kas aprakstīti aprēķinu atbilstošajās formās. Mūsu gadījumā, lai pārbaudītu ekscentriski saspiestās kolonnas šķērsgriezumu, mēs izmantosim vienu no vienkāršākajiem veidiem:

Ti tiek pieņemts, ka ekscentriskā slodze ir tikai attiecībā pret vienu asi.

Šajā gadījumā, kad mēs jau esam noteikuši visbiežāk ielādētās kolonnas sadaļu, mums ir pietiekami pārbaudīt, vai šāda sadaļa ir piemērota atlikušajām kolonnām, jo ​​mums nav nekādu uzdevumu veidot tērauda rūpnīcu, un mēs vienkārši aprēķinām kolonnas uz pārkari, kas būs vienāda daļa apvienošanās iemeslu dēļ.

Kas ir N, φ un Ry mēs jau zinām.

Formula (3.1) pēc visvienkāršākajām transformācijām ir šāda forma:

kā maksimālo iespējamo lieces momenta M vērtībuz = N · ez, kāpēc brīža vērtība ir tieši tāda un kāds ir rezistence W, ir detalizēti paskaidrots atsevišķā rakstā.

Koncentrētā slodze N uz kolonnām, kas norādīta 1. attēlā zilā un zaļā krāsā, būs 1500 kg. Pārbaudiet nepieciešamo sadaļu pie šādas slodzes un iepriekš definētu φ = 0,425

F = (1500/2050) (1 / 0,425 + 2,5 · 3,74 / 5,66) = 0,7317 · (2,353 + 1,652) = 2,93 cm 2

Turklāt formula (3.2) ļauj noteikt maksimālo ekscentriskumu, ko kolonna jau var stāvēt, šajā gadījumā maksimālais ekscentriskums būs 4,17 cm.

Nepieciešamais šķērsgriezums 2,93 cm2 ir mazāks par pieņemto 3,74 cm 2, un tāpēc viscaur ārējās kolonnās var izmantot arī kvadrātveida cauruli ar šķērsgriezuma izmēriem 50x50 mm ar sienas biezumu 2 mm.

Piezīme: Patiesībā līknes moments no ekscentricitātes visbīstamākajā sadaļā, kas atrodas aptuveni kolonnas augstuma vidū, būs attiecīgi 2 reizes mazāks, un nepieciešamais sekcijas laukums būs nedaudz mazāks. Bet, kā es jau teicu, veicot aprēķinus, ko veic nespecializētājs, papildu drošības rezerves nekad sāp. Turklāt šajā gadījumā mēs joprojām pieņemam lielu šķērsgriezuma laukumu strukturālu un estētisku iemeslu dēļ.

Ekscentriski saspiestās kolonnas aprēķins ar nosacījumu elastību.

Dīvaini, bet, lai izvēlētos ekscentriski saspiestu kolonnu šķērsgriezumu - cietu stieni, ir vēl vienkāršāka formula:

F = N / φeR (4.1)

kur φe - noliekuma koeficients, atkarībā no ekscentriskuma, to var saukt par izliekuma ekscentriskuma koeficientu, lai tas netiktu sajaukts ar liekuma koeficientu φ. Tomēr aprēķins pēc šīs formulas var būt garāks nekā ar formulu (3.2.). Lai noteiktu koeficientu φe jums joprojām jāzina izteiksmes e vērtībaz· F / Wz - ko mēs satikām formulā (3.2.). Šo izteiksmi sauc par relatīvo ekscentriskumu un apzīmē ar m:

Pēc tam to nosaka relatīvā ekscentriskums:

mef = hm (4.3)

kur h nav sadaļas augstums, bet koeficients, kas noteikts SNiP II-23-81 tabulā 73. Šeit es nedodu šo galdu. Es vienkārši teikšu, ka koeficienta h vērtība svārstās no 1 līdz 1,4, jo lielākajai daļai vienkāršo aprēķinu var izmantot h = 1,1-1,2.

Tad jums jānosaka kolonnas λ¯ nosacītā elastība:

un tikai pēc tam, saskaņā ar 3. tabulu, nosaka vērtībue:

3. tabula. Koeficienti φe lai pārbaudītu ekscentriski saspiestu (saspiežamu-izliektu)
cietās stieņi darbības momenta plaknē, kas sakrīt ar simetrijas plakni.

Piezīmes: 1. Koeficienta φ vērtībase pieauga 1000 reizes.
2. φ vērtībase vajadzētu ņemt ne vairāk kā φ.

Tagad, lai iegūtu skaidrību, pārbaudīsim kolonnas šķērsgriezumu, kas iekrautas ar ekscentriskumu, izmantojot formulu (4.1.):

4.1. Koncentrētā slodze uz kolonnām, kas apzīmētas ar zilo un zaļo krāsu, būs:

N = (100 + 100) · 5 · 3/2 = 1500 kg

Slodzes pielietojuma ekscentrisms ir e = 2,5 cm, izliekuma koeficients φ = 0,425.

4.2. Relatīvās ekscentriskuma vērtība, mēs jau esam definējuši:

m = 2,5 · 3,74 / 5,66 = 1,652

4.3. Tagad mēs definējam samazinātā koeficienta m vērtībuef:

mef = 1,652 · 1,2 = 1,984 ≈ 2

4.4. Parastā elastība ar pieņemto elastības koeficientu λ = 130, tērauda stiprība Ry = 200 MPa un elastības modulis E = 200000 MPa būs:

λ ¯ = 130 √ (200/200000) = 4,11

4.5. 3. tabulā nosaka koeficienta φ vērtību e ≈ 0,249

4.6. Noteikt kolonnas vajadzīgo šķērsgriezumu:

F = 1500 / (0.249 · 2050) = 2.94 cm 2

Es atceros, ka, nosakot kolonnas šķērsgriezuma laukumu, izmantojot formulu (3.1), mēs iegūstam gandrīz tādu pašu rezultātu.

Padoms. Lai slodzi no vainaga pārnestu ar minimālu ekscentriskumu, gaismas atbalsta daļā ir izveidota īpaša platforma. Ja lode ir metāla, no slīdoša profila parasti ir pietiekami, lai armatūras gabalu sametinātu ar sijas apakšējo atloku.

Un tomēr, ja kolonnas no vertikāla novirze ar vienu stingri nostiprinātu atbalstu apakšā novedīs pie papildu lieces momenta parādīšanās kolonnas apakšējās daļās. Tajā pašā laikā mazās šķērsgriezuma kolonnās šāda novirze būs nozīmīgāka nekā lielas šķērsgriezuma kolonnām. Teorētiski aprēķinos var ņemt vērā šā brīža ietekmi, tomēr retos gadījumos tiek ņemts vērā papildu locīšanas moments, kas saistīts ar pamatnes iespējamo iegrimšanu, un tādēļ, jo lielāks ir šķērsgriezums kolonnai, jo ticamāks ir dizains.

P.S. Es labi saprotu, ka personai, kas pirmo reizi saskaras ar celtniecības konstrukciju aprēķināšanu, nav viegli saprast materiāla īpatnības un īpatnības, bet jūs joprojām nevēlaties tērēt tūkstošiem vai pat desmitiem tūkstošu rubļu par dizaina organizācijas pakalpojumiem. Nu es esmu gatavs jums palīdzēt. Plašāku informāciju skatiet rakstā "Izveidojiet tikšanos ar ārstu".

Un tomēr nesen daudzi troļļi ir šķīrušies, lūdzot sarežģītus jautājumus. Es būtībā neiebilstu, jautājiet. Bet otvetka var būt grūts.

Ceru, dārgais lasītājs, šajā rakstā sniegtā informācija palīdzēja jums vismaz nedaudz saprast jūsu problēmu. Es arī ceru, ka jūs man palīdzēsiet izkļūt no sarežģītās situācijas, par kuru nesen esmu saskāries. Pat 10 rubļu palīdzība tagad man ļoti palīdzēs. Es nevēlos ielādēt tev informāciju par savām problēmām, it īpaši tāpēc, ka viņiem ir pietiekami daudz par visu romānu (jebkurā gadījumā man šķiet, un es pat sāku rakstīt zem darba virsraksta "Tee", uz galveno lapu ir saite), bet, ja netiktu pieļauta kļūda viņa secinājumi, romāns var būt, un jūs arī varētu kļūt par vienu no tā sponsoriem un, iespējams, varoņiem.

Pēc veiksmīgas tulkojuma pabeigšanas tiks atvērta lapa ar paldies un e-pasta adrese. Ja vēlaties uzdot jautājumu, izmantojiet šo adresi. Paldies Ja lapa netiks atvērta, visticamāk, esat veicis pārskaitījumu no cita Yandex krāmeļa, bet katrā ziņā neuztraucieties. Galvenais ir tas, ka, veicot pārskaitījumu, norādiet savu e-pastu un es sazinosšu ar tevi. Turklāt jūs vienmēr varat pievienot savu komentāru. Sīkāka informācija rakstā "Izveidojiet tikšanos ar ārstu"

Termināļiem Yandex maka numurs ir 410012390761783

Attiecībā uz Ukrainu - grivna kartes (Privatbank) skaits 5168 7422 0121 5641