محاسبه پایه های عمودی قاب فلزی. محاسبه آنلاین تیر فلزی (ماشین حساب). محاسبه ستون مرکزی

ارتفاع قفسه و طول بازوی اعمال نیروی P طبق نقشه از نظر ساختاری انتخاب می شوند. سطح مقطع رک را 2 وات در نظر می گیریم. بر اساس نسبت h 0 / l = 10 و h / b = 1.5-2، قسمتی را بیش از h = 450mm و b = 300mm انتخاب می کنیم.

شکل 1- نمودار بارگذاری و مقطع استارت.

جرم کل سازه عبارت است از:

متر = 20.1 + 5 + 0.43 + 3 + 3.2 + 3 = 34.73 تن

وزنی که به یکی از 8 قفسه می رسد:

P = 34.73 / 8 = 4.34 تن = 43400N - فشار در هر پایه.

نیرو در مرکز مقطع عمل نمی کند، بنابراین باعث ایجاد یک گشتاور برابر با:

Mx = P * L; Mx = 43400 * 5000 = 217000000 (N * میلی متر)

یک پایه جعبه ای را در نظر بگیرید که از دو صفحه جوش داده شده است

تعیین گریز از مرکز:

اگر خروج از مرکز t xدارای مقدار 0.1 تا 5 - قفسه فشرده (کشیده) غیرعادی. اگر تیاز 5 تا 20، کشش یا فشرده سازی تیر باید در محاسبه در نظر گرفته شود.

t x= 2.5 - حالت خارج از مرکز فشرده (کشیده).

تعیین اندازه سطح مقطع قفسه:

بار اصلی روی پایه نیروی طولی است. بنابراین، برای انتخاب یک مقطع، از محاسبه مقاومت کششی (فشردهی) استفاده می شود:

(9)

از این معادله، سطح مقطع مورد نیاز را پیدا کنید

، میلی متر 2 (10)

تنش مجاز [σ] در حین کار استقامتی به درجه فولاد، غلظت تنش در مقطع، تعداد چرخه های بارگذاری و عدم تقارن چرخه بستگی دارد. در SNiP، استرس مجاز در طول کار استقامتی با فرمول تعیین می شود

(11)

مقاومت طراحی R Uبه غلظت تنش و قدرت تسلیم مواد بستگی دارد. تمرکز تنش در اتصالات جوشی اغلب ناشی از درزهای جوشی است. مقدار فاکتور غلظت به شکل، اندازه و محل درزها بستگی دارد. هر چه غلظت تنش بیشتر باشد، تنش مجاز کمتر است.

پر بارترین بخش ساختار میله ای که در حین کار طراحی شده است در نزدیکی محل اتصال آن به دیوار قرار دارد. اتصال با درزهای فیله جلویی مربوط به گروه 6 است، بنابراین، R U = 45 MPa

برای گروه ششم با n = 10 -6، α = 1.63;

ضریب درمنعکس کننده وابستگی تنش های مجاز به شاخص عدم تقارن سیکل p است که برابر با نسبت حداقل ولتاژ در هر سیکل به حداکثر است، یعنی.

-1≤ρ<1,

و همچنین از علامت تنش ها. کشش باعث ترویج و فشرده سازی جلوگیری از ترک می شود، بنابراین ارزش γ برای ρ مساوی به علامت σ max بستگی دارد. در مورد بارگذاری ضربانی، زمانی که σ min= 0، ρ = 0 در فشار γ = 2 در کشش γ = 1,67.

بصورت ρ → ∞ γ → ∞. در این حالت تنش مجاز [σ] بسیار زیاد می شود. این بدان معنی است که خطر شکست خستگی کاهش می یابد، اما به این معنی نیست که استحکام تضمین شده است، زیرا شکست در اولین بارگذاری امکان پذیر است. بنابراین، هنگام تعیین [σ]، لازم است شرایط استحکام و پایداری استاتیک را در نظر بگیرید.

کشش استاتیک (بدون خمش)

[σ] = R y. (12)

مقدار مقاومت طراحی R y با توجه به نقطه تسلیم با فرمول تعیین می شود

(13)

که γ m ضریب ایمنی مواد است.

برای 09G2S σ T = 325 مگاپاسکال، γ t = 1,25

در فشرده سازی استاتیک، تنش مجاز به دلیل خطر از دست دادن پایداری کاهش می یابد:

جایی که 0< φ < 1. Коэффициент φ зависит от гибкости и относительного эксцентриситета. Его точное значение может быть найдено только после определения размеров сечения. Для ориентировочного выбора Атрпо формуле следует задаться значением φ. با یک گریز از مرکز کوچک کاربرد بار، می توانیم φ را بگیریم = 0.6. این ضریب به این معنی است که مقاومت فشاری میله در اثر کمانش تا 60 درصد مقاومت کششی کاهش می یابد.

داده ها را با فرمول جایگزین می کنیم:

ما از بین دو مقدار [σ] کوچکترین را انتخاب می کنیم. و در آینده از آن برای محاسبه استفاده خواهد شد.

ولتاژ مجاز

ما داده ها را به فرمول ارائه می کنیم:

از آنجایی که 295.8 میلی متر مربع سطح مقطع بسیار کوچکی است، بر اساس ابعاد سازه و بزرگی لحظه، ما به

شماره کانال را با توجه به منطقه انتخاب می کنیم.

حداقل مساحت کانال باید - 60 سانتی متر مربع باشد

شماره کانال - 40P. دارای پارامترهای:

h = 400 میلی متر؛ b = 115 میلی متر؛ s = 8 میلی متر؛ t = 13.5 میلی متر؛ F = 18.1 سانتی متر مربع؛

سطح مقطع قفسه را می گیریم که از 2 کانال - 61.5 سانتی متر مربع تشکیل شده است.

داده ها را با فرمول 12 جایگزین کنید و دوباره ولتاژها را محاسبه کنید:

= 146.7 مگاپاسکال

تنش های عامل در مقطع کمتر از تنش های محدود کننده برای فلز است. این بدان معنی است که مواد ساخت و ساز می تواند بار اعمال شده را تحمل کند.

بررسی محاسبه پایداری کلی قفسه ها.

چنین بررسی فقط تحت عمل نیروهای طولی فشاری لازم است. اگر نیروها به مرکز مقطع اعمال شود (Mx = My = 0)، کاهش استحکام ساکن قفسه به دلیل از دست دادن پایداری با ضریب φ تخمین زده می شود که به انعطاف پذیری قفسه بستگی دارد.

انعطاف پذیری قفسه با توجه به محور مواد (یعنی محوری که عناصر بخش را قطع می کند) با فرمول تعیین می شود:

(15)

جایی که - طول نیم موج محور منحنی قفسه،

μ ضریب بسته به شرایط تثبیت است. در کنسول = 2;

i min - شعاع چرخش، با فرمول پیدا می شود:

(16)

داده ها را با فرمول 20 و 21 جایگزین می کنیم:

محاسبه پایداری طبق فرمول انجام می شود:

(17)

ضریب φ y به همان روشی که برای فشرده سازی مرکزی، مطابق جدول تعیین می شود. 6 بسته به انعطاف پایه λ y (λ yo) هنگام خم شدن حول محور y. ضریب باکاهش پایداری را از عمل لحظه ای در نظر می گیرد مایکس.

سازه های فلزی موضوعی پیچیده و بسیار مسئولیت پذیر است. حتی یک اشتباه کوچک می تواند صدها هزار و میلیون روبل هزینه داشته باشد. در برخی موارد، هزینه یک اشتباه می تواند زندگی افراد در محل ساخت و ساز و همچنین در طول عملیات باشد. پس بررسی و بررسی مجدد محاسبات ضروری و مهم است.

استفاده از اکسل برای حل مسائل محاسباتی، از یک سو، جدید نیست، اما کاملاً آشنا نیست. با این حال، محاسبات اکسل دارای تعدادی مزیت غیرقابل انکار است:

باز بودن- هر یک از این محاسبات را می توان توسط استخوان ها جدا کرد.
دسترسی- خود فایل ها در حوزه عمومی وجود دارند، آنها توسط توسعه دهندگان MK بر اساس نیاز آنها نوشته می شوند.
راحتی- تقریباً هر کاربر رایانه شخصی قادر به کار با برنامه های بسته MS Office است ، در حالی که راه حل های طراحی تخصصی گران هستند و علاوه بر این ، مستلزم تلاش جدی برای تسلط هستند.

آنها را نباید یک دارو در نظر گرفت. چنین محاسباتی امکان حل مشکلات طراحی باریک و نسبتاً ساده را فراهم می کند. اما آنها کار ساختار را به عنوان یک کل در نظر نمی گیرند. در تعدادی از موارد ساده، آنها می توانند زمان زیادی را ذخیره کنند:

محاسبه تیر برای خمش
محاسبه خمش تیر به صورت آنلاین
محاسبه استحکام و پایداری ستون را بررسی کنید.
انتخاب سطح مقطع میله را بررسی کنید.

فایل محاسبه جهانی MK (EXCEL)

جدول انتخاب مقاطع سازه های فلزی، برای 5 نقطه مختلف SP 16.13330.2011
در واقع با استفاده از این برنامه می توانید محاسبات زیر را انجام دهید:

محاسبه تیر لولایی تک دهانه
محاسبه عناصر فشرده مرکزی (ستون ها).
محاسبه عناصر کشیده شده
محاسبه عناصر خارج از مرکز فشرده یا خمش فشرده.

نسخه اکسل باید حداقل 2010 باشد. برای مشاهده دستورالعمل ها، روی علامت مثبت در گوشه سمت چپ بالای صفحه کلیک کنید.

فلزی

این برنامه یک کتاب EXCEL با پشتیبانی ماکرو است.
و برای محاسبه سازه های فولادی با توجه به در نظر گرفته شده است
SP16 13330.2013 "سازه های فولادی"

انتخاب و محاسبه اجراها

انتخاب یک دویدن تنها در نگاه اول یک کار بی اهمیت است. مرحله اجراها و اندازه آنها به پارامترهای زیادی بستگی دارد. و خوب است که یک محاسبه مناسب در دست داشته باشیم. در حقیقت، این همان چیزی است که ماده واجب در مورد آن می گوید:

محاسبه یک اجرا بدون رشته
محاسبه اجرای یک رشته
محاسبه یک اجرا با دو رشته
محاسبه ران با در نظر گرفتن بیمومنت:

اما یک مگس کوچک در پماد وجود دارد - ظاهراً فایل حاوی خطاهایی در قسمت محاسبه است.

محاسبه ممان اینرسی یک مقطع در جداول اکسل

اگر نیاز به محاسبه سریع لحظه اینرسی یک بخش کامپوزیت دارید، یا تعیین GOST که سازه های فلزی توسط آن ساخته شده است امکان پذیر نیست، این ماشین حساب به کمک شما می آید. یک توضیح کوچک در پایین جدول وجود دارد. به طور کلی، کار ساده است - ما یک بخش مناسب را انتخاب می کنیم، اندازه این بخش ها را تنظیم می کنیم، پارامترهای اصلی بخش را به دست می آوریم:

لحظه های اینرسی مقطع
لحظات مقاومت مقطع
شعاع چرخش مقطع
سطح مقطع
لحظه ایستا
فواصل تا مرکز ثقل بخش.

جدول شامل محاسبات برای انواع بخش های زیر است:

لوله
مستطیل
من پرتو
کانال
لوله مستطیل شکل
مثلث

ستون عضوی عمودی از سازه نگهدارنده ساختمان است که بارها را از سازه های بالا به فونداسیون منتقل می کند.

هنگام محاسبه ستون های فولادی، لازم است که توسط SP 16.13330 "سازه های فولادی" هدایت شود.

برای یک ستون فولادی، معمولاً از یک تیر I، یک لوله، یک پروفیل مربع، یک بخش مرکب از کانال ها، گوشه ها، ورق ها استفاده می شود.

برای ستون های فشرده مرکزی، استفاده از لوله یا پروفیل مربع بهینه است - از نظر وزن فلزی مقرون به صرفه هستند و ظاهر زیبایی دارند، با این حال، حفره های داخلی را نمی توان رنگ کرد، بنابراین این پروفیل باید هوابند باشد.

استفاده از تیر I-فلنج پهن برای ستون ها گسترده است - هنگامی که ستون در یک صفحه فشرده می شود، این نوع پروفیل بهینه است.

روش تثبیت ستون در فونداسیون از اهمیت بالایی برخوردار است. ستون را می توان لولایی، صلب در یک صفحه و لولایی در دیگری، یا صلب در 2 صفحه. انتخاب بست به ساختار ساختمان بستگی دارد و در محاسبه اهمیت بیشتری دارد زیرا طول محاسبه شده ستون بستگی به روش چفت و بست دارد.

همچنین لازم است نحوه چسباندن پره ها، پانل های دیواری، تیرها یا خرپاها به ستون در نظر گرفته شود، در صورتی که بار به کنار ستون منتقل شود، خروج از مرکز باید در نظر گرفته شود.

هنگامی که ستون در فونداسیون فشرده می شود و تیر به طور محکم به ستون متصل می شود، طول محاسبه شده 0.5 لیتر است، اما معمولاً در محاسبه 0.7 لیتر در نظر گرفته می شود، زیرا تیر تحت تأثیر بار خم می شود و هیچ گونه نیشگون گرفتن کامل وجود ندارد.

در عمل ستون به طور جداگانه در نظر گرفته نمی شود، بلکه یک قاب یا مدل سه بعدی از یک ساختمان در برنامه مدل سازی می شود، بارگذاری می شود و ستون در مجموعه محاسبه می شود و پروفیل مورد نیاز انتخاب می شود، اما می توان در نظر گرفتن ضعیف شدن بخش توسط سوراخ های پیچ در برنامه ها دشوار است، بنابراین گاهی اوقات لازم است بخش را به صورت دستی بررسی کنید ...

برای محاسبه ستون، باید حداکثر تنش‌ها و ممان‌های فشاری/کششی را که در مقاطع کلیدی رخ می‌دهند، بدانیم؛ برای این کار، نمودارهای تنش ساخته می‌شوند. در این بررسی، ما تنها تحلیل مقاومت یک ستون را بدون ترسیم نمودار در نظر خواهیم گرفت.

ستون با توجه به پارامترهای زیر محاسبه می شود:

1. استحکام در کشش مرکزی / فشاری

2. پایداری تحت فشار مرکزی (در 2 صفحه)

3. استحکام تحت عمل ترکیبی نیروی طولی و لنگرهای خمشی

4. بررسی انعطاف پذیری نهایی میله (در 2 صفحه)

1. استحکام در کشش مرکزی / فشاری

بر اساس SP 16.13330 بند 7.1.1 محاسبه مقاومت عناصر فولادی با مقاومت استاندارد آر yn ≤ 440 N / mm2 با کشش مرکزی یا فشرده سازی توسط نیروی N باید طبق فرمول انجام شود

آ n سطح مقطع پروفیل خالص است، یعنی. با در نظر گرفتن ضعیف شدن سوراخ های آن؛

آر y - مقاومت طراحی فولاد نورد شده (بستگی به درجه فولاد دارد، جدول B.5 SP 16.13330 را ببینید).

γ с - ضریب شرایط کار (به جدول 1 SP 16.13330 مراجعه کنید).

با استفاده از این فرمول می توانید حداقل سطح مقطع مورد نیاز پروفیل را محاسبه کرده و پروفایل را تنظیم کنید. در آینده، در محاسبات تأیید، انتخاب بخش ستون فقط با روش انتخاب بخش انجام می شود، بنابراین در اینجا می توانیم نقطه شروع را تعیین کنیم، کمتر از آن مقطع که نمی تواند باشد.

2. پایداری تحت فشار مرکزی

محاسبه پایداری مطابق با SP 16.13330 بند 7.1.3 طبق فرمول انجام می شود.

آ- سطح مقطع پروفیل ناخالص، یعنی به استثنای ضعیف شدن سوراخ های آن.

آر

φ - ضریب پایداری در فشار مرکزی.

همانطور که می بینید، این فرمول بسیار شبیه فرمول قبلی است، اما در اینجا ضریب ظاهر می شود φ برای محاسبه آن، ابتدا باید انعطاف پذیری شرطی نوار را محاسبه کنیم λ (با یک نوار در بالا نشان داده شده است).

جایی که آر y مقاومت فولاد محاسبه شده است.

E- مدول الاستیک؛

λ - انعطاف پذیری نوار، با فرمول محاسبه می شود:

جایی که ل ef طول محاسبه شده میله است.

من- شعاع چرخش مقطع.

طول های تخمینی لستون‌های ef (پست‌ها) مقطع ثابت یا مقاطع جداگانه ستون‌های پلکانی مطابق با SP 16.13330 بند 10.3.1 باید با فرمول تعیین شوند.

جایی که ل- طول ستون؛

μ - ضریب طول محاسبه شده.

ضرایب طول موثر μ ستون ها (قفسه ها) با مقطع ثابت باید بسته به شرایط ثابت کردن انتهای آنها و نوع بار تعیین شوند. برای برخی از موارد تثبیت انتهایی و نوع بار، مقادیر μ در جدول زیر نشان داده شده است:

شعاع چرخش بخش را می توان در GOST مربوطه برای مشخصات یافت، یعنی. نمایه باید از قبل مشخص شده باشد و محاسبه به تعداد بخش ها کاهش می یابد.

زیرا شعاع چرخش در 2 صفحه برای اکثر پروفیل ها دارای مقادیر متفاوتی در 2 صفحه است (فقط لوله و پروفیل مربع مقادیر یکسانی دارند) و بست می تواند متفاوت باشد و بنابراین طول های محاسبه شده نیز می تواند متفاوت باشد. سپس محاسبه پایداری باید برای 2 هواپیما انجام شود.

بنابراین اکنون ما تمام داده ها را برای محاسبه انعطاف پذیری مشروط داریم.

اگر انعطاف پذیری محدود بزرگتر یا مساوی 0.4 باشد، ضریب پایداری φ با فرمول محاسبه می شود:

مقدار ضریب δ باید با استفاده از فرمول محاسبه شود:

شانس α و β جدول را ببینید

مقادیر ضرایب φ محاسبه شده توسط این فرمول نباید بیشتر از (7.6 / λ 2) هنگامی که مقادیر باریکی شرطی بیش از 3.8 باشد. 4.4 و 5.8 به ترتیب برای انواع بخش a، b و c.

با ارزش ها λ < 0,4 для всех типов сечений допускается принимать φ = 1.

مقادیر ضرایب φ در پیوست D SP 16.13330 آورده شده است.

اکنون که تمام داده های اولیه شناخته شده است، با استفاده از فرمول ارائه شده در ابتدا محاسبه می کنیم:

همانطور که در بالا ذکر شد، لازم است 2 محاسبه برای 2 هواپیما انجام شود. اگر محاسبه شرایط را برآورده نکرد، یک نمایه جدید با مقدار بزرگتر شعاع چرخش بخش انتخاب می کنیم. همچنین می توانید مدل طراحی را تغییر دهید، به عنوان مثال، با تغییر انتهای لولایی به صلب یا با بستن ستونی در دهانه، می توانید طول محاسبه شده میله را کاهش دهید.

عناصر فشرده با دیوارهای جامد از یک بخش U شکل باز توصیه می شود که با نوار یا شبکه تقویت شوند. اگر هیچ نواری وجود نداشته باشد، باید ثبات را از نظر پایداری در شکل خمشی-پیچشی کمانش مطابق با بند 7.1.5 SP 16.13330 بررسی کرد.

3. استحکام تحت عمل ترکیبی نیروی طولی و لنگرهای خمشی

به عنوان یک قاعده، ستون نه تنها توسط یک بار فشاری محوری، بلکه با یک لحظه خمشی، به عنوان مثال، از باد بارگذاری می شود. همچنین در صورتی که بار عمودی نه در امتداد مرکز ستون، بلکه از کنار اعمال شود، لحظه شکل می گیرد. در این مورد، لازم است یک محاسبه تأیید مطابق با بند 9.1.1 از SP 16.13330 طبق فرمول انجام شود.

جایی که ن- نیروی فشاری طولی؛

آ n - سطح مقطع خالص (با در نظر گرفتن تضعیف سوراخ ها).

آر y - مقاومت فولادی طراحی؛

γ с - ضریب شرایط کار (به جدول 1 SP 16.13330 مراجعه کنید).

n، Сxو Сy- ضرایب بر اساس جدول E.1 SP 16.13330

Mxو من- لحظاتی در مورد محورهای X-X و Y-Y؛

دبلیو xn، min و دبلیو yn، min - لحظات مقاومت بخش نسبت به محورهای X-X و Y-Y (می توان در GOST در مشخصات یا در کتاب مرجع یافت).

ب- bimoment، در SNiP II-23-81 * این پارامتر در محاسبات لحاظ نشده است، این پارامتر برای در نظر گرفتن تاب برداشتن معرفی شده است.

دبلیوω، min - گشتاور مقطعی مقاومت مقطع.

اگر در مورد 3 مؤلفه اول سؤالی وجود نداشته باشد، حسابداری برای bimoment مشکلاتی را ایجاد می کند.

بیممنت تغییرات ایجاد شده در نواحی توزیع تنش خطی تاب برداشتن مقطع را مشخص می کند و در واقع یک جفت گشتاور است که در جهت مخالف هدایت می شوند.

لازم به ذکر است که بسیاری از برنامه ها نمی توانند بیمومنت را محاسبه کنند، از جمله SCAD آن را در نظر نمی گیرد.

4. بررسی انعطاف پذیری نهایی نوار

لاغری اعضای فشرده λ = lef / i، به عنوان یک قاعده، نباید از مقادیر حد تجاوز کند λ u در جدول آورده شده است

ضریب α در این فرمول، ضریب استفاده از پروفیل، مطابق با محاسبه پایداری تحت فشار مرکزی است.

و همچنین محاسبه پایداری، این محاسبه باید برای 2 هواپیما انجام شود.

در صورت عدم تناسب پروفیل، لازم است با افزایش شعاع اینرسی مقطع یا با تغییر مدل طراحی، مقطع را تغییر دهید (تعویض گیره ها یا ثابت کردن با بند برای کاهش طول محاسبه شده).

اگر انعطاف پذیری نهایی یک عامل حیاتی باشد، می توان کوچکترین عیار فولاد را گرفت. درجه فولاد بر انعطاف پذیری نهایی تأثیر نمی گذارد. بهترین گزینه را می توان با روش فیتینگ محاسبه کرد.

ارسال شده در برچسب گذاری شده،

در عمل، اغلب لازم است که قفسه یا ستون برای حداکثر بار محوری (طولی) محاسبه شود. نیرویی که در آن استرات حالت پایدار خود را از دست می دهد (ظرفیت تحمل بار) حیاتی است. پایداری پست تحت تأثیر نحوه ایمن شدن انتهای پست است. در مکانیک سازه هفت روش برای محکم کردن انتهای یک قفسه در نظر گرفته می شود. ما سه راه اصلی را در نظر خواهیم گرفت:

برای اطمینان از حاشیه مشخصی از ثبات، لازم است که شرایط زیر رعایت شود:

کجا: P - تلاش بازیگری؛

ضریب ایمنی خاصی از ثبات ایجاد شده است

بنابراین، هنگام محاسبه سیستم های الاستیک، لازم است بتوان مقدار نیروی بحرانی Pcr را تعیین کرد. اگر بخواهیم بگوییم که نیروی P وارد شده به قفسه فقط باعث انحرافات جزئی از شکل مستطیل قفسه به طول v می شود، می توان آن را از معادله تعیین کرد.

که در آن: E مدول الاستیسیته است.
J_min- حداقل لحظه اینرسی مقطع.
M (z) - گشتاور خمشی برابر با M (z) = -P ω.
ω - مقدار انحراف از شکل مستطیل قفسه؛
حل این معادله دیفرانسیل

A و B ثابت های ادغام هستند که توسط شرایط مرزی تعیین می شوند.
پس از انجام اعمال و تعویض های خاص، عبارت نهایی را برای نیروی بحرانی P به دست می آوریم

کوچکترین مقدار نیروی بحرانی در n = 1 (عدد صحیح) و خواهد بود

معادله خط الاستیک پایه به صورت زیر خواهد بود:

که در آن: z مقدار فعلی است، در حداکثر مقدار z = l.
عبارت قابل قبول برای نیروی بحرانی فرمول اویلر نامیده می شود. می توان مشاهده کرد که بزرگی نیروی بحرانی به سفتی پایه EJ min به نسبت مستقیم و به طول پایه l - برعکس بستگی دارد.
همانطور که گفته شد، پایداری بند الاستیک به روش بستن آن بستگی دارد.
ضریب ایمنی توصیه شده برای پست های فولادی یکنواخت است
n y = 1.5 ÷ 3.0; برای چوبی n y = 2.5 ÷ 3.5; برای چدن n y = 4.5 ÷ 5.5
برای در نظر گرفتن روش ثابت کردن انتهای قفسه، ضریب انتهایی کاهش انعطاف پذیری قفسه معرفی شده است.

که در آن: μ - ضریب کاهش طول (جدول)؛
من - کوچکترین شعاع چرخش سطح مقطع قفسه (جدول)؛
ι طول قفسه است.
ضریب بار بحرانی معرفی شده است:

، (جدول)؛
بنابراین، هنگام محاسبه سطح مقطع قفسه، لازم است ضرایب μ و ϑ را در نظر بگیرید که مقدار آنها به روش ثابت کردن انتهای قفسه بستگی دارد و در جداول کتاب مرجع مواد مقاومتی آورده شده است. (GS Pisarenko و SP Fesik)
اجازه دهید مثالی از محاسبه نیروی بحرانی برای یک میله مستطیلی جامد - 6 × 1 سانتی متر، طول میله ι = 2 متر ارائه دهیم. بستن انتهای طبق طرح III.
پرداخت:
با توجه به جدول، ضریب ϑ = 9.97، μ = 1 را پیدا می کنیم. ممان اینرسی مقطع خواهد بود:

و استرس بحرانی خواهد بود:

بدیهی است که نیروی بحرانی Pcr = 247 kgf باعث ایجاد تنش در میله فقط 41 kgf / cm2 می شود که بسیار کمتر از حد جریان (1600 kgf / cm2) است، اما این نیرو باعث خم شدن میله می شود. ، و از این رو از دست دادن ثبات.
اجازه دهید مثال دیگری از محاسبه یک قفسه چوبی با سطح مقطع دایره ای که در انتهای پایین بسته شده و در انتهای بالایی لولا شده است (S.P. Fesik) در نظر بگیریم. طول قفسه 4 متر است، نیروی فشرده سازی N = 6tf است. تنش مجاز [σ] = 100 کیلوگرم بر سانتی متر مربع. ضریب کاهش تنش فشاری مجاز φ = 0.5 را می گیریم. ما سطح مقطع قفسه را محاسبه می کنیم:

قطر قفسه را تعیین کنید:

ممان اینرسی مقطع

محاسبه انعطاف پذیری قفسه:
که در آن: μ = 0.7، بر اساس روش فشار دادن انتهای قفسه؛
تعیین ولتاژ در قفسه:

بدیهی است که تنش در قفسه 100 کیلوگرم بر سانتی متر مربع است و دقیقاً تنش مجاز [σ] = 100 کیلوگرم بر سانتی متر مربع است.
اجازه دهید مثال سوم محاسبه قفسه فولادی ساخته شده از پروفیل I، به طول 1.5 متر، نیروی فشاری 50 tf، تنش مجاز [σ] = 1600 کیلوگرم بر سانتی متر مربع را در نظر بگیریم. انتهای پایین قفسه فشرده شده است و انتهای بالایی آزاد است (روش I).
برای انتخاب بخش، از فرمول استفاده می کنیم و ضریب ϕ = 0.5 را تنظیم می کنیم، سپس:

تیرهای I شماره 36 و داده های آن را از مجموعه انتخاب می کنیم: F = 61.9 cm 2، i min = 2.89 cm.
انعطاف پذیری قفسه را تعیین کنید:

جایی که: μ از میز، حتی 2، با در نظر گرفتن نحوه گیر کردن قفسه.
تنش قفسه محاسبه شده خواهد بود:

5 کیلوگرم که تقریباً ولتاژ مجاز است و 0.97 درصد بیشتر که در محاسبات مهندسی مجاز است.
سطح مقطع میله هایی که در فشرده سازی کار می کنند با بیشترین شعاع چرخش منطقی خواهد بود. هنگام محاسبه شعاع چرخش خاص
بهینه ترین بخش لوله ای با دیواره نازک است. که مقدار ξ = 1 ÷ 2.25، و برای پروفیل های جامد یا نورد ξ = 0.204 ÷ 0.5

نتیجه گیری
هنگام محاسبه استحکام و پایداری قفسه ها، ستون ها، لازم است که روش ثابت کردن انتهای قفسه ها را در نظر بگیرید، حاشیه ایمنی توصیه شده را اعمال کنید.
مقدار نیروی بحرانی از معادله دیفرانسیل خط مرکزی منحنی پایه (L. Euler) به دست می آید.
برای در نظر گرفتن تمام عوامل مشخص کننده قفسه بارگذاری شده، مفهوم انعطاف پذیری قفسه - λ، ضریب طول ارائه شده - μ، ضریب کاهش ولتاژ - ϕ، و ضریب بار بحرانی - ϑ معرفی شده است. مقادیر آنها از جداول مرجع (G.S. Pisarentko و S.P. Fesik) گرفته شده است.
محاسبات تقریبی قفسه ها برای تعیین نیروی بحرانی - Ркр، تنش بحرانی - σκρ، قطر قفسه ها - d، انعطاف پذیری قفسه ها - λ و سایر مشخصات داده شده است.
سطح مقطع بهینه برای پست ها و ستون ها، پروفیل های لوله ای دیواره نازک با ممان های اینرسی اصلی یکسان است.

کتاب های مورد استفاده:
GS Pisarenko "راهنمای مقاومت مواد."
SP Fesik "راهنمای مقاومت مواد."
در و. آنوریف "راهنمای مهندس مکانیک ساز".
SNiP II-6-74 "بارها و اثرات، استانداردهای طراحی".

پ operek ساختمان (شکل 5) یک بار به طور ایستا تعریف نشده است. ما عدم قطعیت را بر اساس شرایط استحکام یکسان ستون‌های چپ و راست و همان مقدار جابجایی‌های افقی انتهای لولایی پایه‌ها آشکار می‌کنیم.

برنج. 5. طرح طراحی قاب

5.1. تعیین مشخصات هندسی

1. ارتفاع بخش قفسه
... قبول خواهیم کرد
.

2. عرض بخش قفسه با توجه به قیچی با توجه به مجموعه ای گرفته می شود.
میلی متر

3. منطقه مقطع
.

لحظه مقطع مقاومت
.

لحظه ایستا
.

ممان اینرسی مقطع
.

شعاع چرخش مقطع
.

5.2. جمع آوری بار

الف) بارهای افقی

بارهای خطی باد

، (N / m)

جایی که - ضریب با در نظر گرفتن مقدار فشار باد در طول ارتفاع (پیوست جدول 8).

- ضرایب آیرودینامیکی (در
m پذیرفتن
;
);

- ضریب ایمنی بار؛

- مقدار استاندارد فشار باد (در انتساب).

نیروهای متمرکز ناشی از بار باد در سطح بالای پایه:

,
,

جایی که - قسمت پشتیبان مزرعه

ب) بارهای عمودی

بیایید بارها را به صورت جدول جمع آوری کنیم.

جدول 5

جمع آوری بار روی قفسه، N

نام
مقدار ثابت
1. از پانل پوشش
2. از ساختار حمایت کننده
3. وزن قفسه (تقریبی)
جمع:
موقت
4. برفی

توجه داشته باشید:

1. بار از پانل پوشش مطابق جدول 1 تعیین می شود

,
.

2. بار از تیر تعیین می شود

3. خود وزنی قوس
توسط:

کمربند بالایی
;

کمربند پایین
;

قفسه ها

برای به دست آوردن بار طراحی، عناصر قوس در ضرب می شوند مربوط به فلز یا چوب

,
,
.

ناشناخته
:
.

لحظه خمشی در پایه قفسه
.

نیروی عرضی
.

5.3. محاسبه را بررسی کنید

در صفحه خم شدن

1. بررسی ولتاژهای معمولی

جایی که - ضریبی که گشتاور اضافی از نیروی طولی را در نظر می گیرد.

;
,

جایی که - ضریب چفت و بست (2.2)
.

ولتاژ پایین نباید از 20 درصد تجاوز کند. با این حال، اگر حداقل ابعاد قفسه و
، سپس ولتاژ پایین ممکن است از 20٪ تجاوز کند.

2. بررسی ریزش یاتاقان هنگام خم شدن

3. بررسی پایداری یک تغییر شکل صاف:

جایی که
;
(جدول 2 پیوست 4).

از سطح خم شدن

4. تست ثبات

جایی که
، اگر
,
;

- فاصله بین کراوات در طول قفسه. در صورت عدم وجود اتصال بین پست ها، طول کل پست به عنوان طول محاسبه شده در نظر گرفته می شود.
.

5.4. محاسبه اتصال قفسه به فونداسیون

بیایید بارها را بنویسیم
و
از جدول 5. ساختار اتصال قفسه به فونداسیون در شکل نشان داده شده است. 6.

جایی که
.

برنج. 6. ساختار اتصال قفسه به فونداسیون

2. استرس فشاری
, (Pa)

جایی که
.

3. اندازه مناطق فشرده و کشیده
.

4. ابعاد و :

;
.

5. حداکثر نیروی کششی در لنگرها

، (H)

6. منطقه مورد نیاز انکر بولت

جایی که
- ضریب با در نظر گرفتن ضعیف شدن نخ؛

- ضریب با در نظر گرفتن غلظت تنش ها در نخ؛

- ضریب با در نظر گرفتن ناهمواری دو لنگر.

7. قطر لنگر مورد نیاز
.

ما قطر را با توجه به مجموعه (پیوست جدول 9) می پذیریم.

8. برای قطر لنگر پذیرفته شده، یک سوراخ در تراورس لازم است.
میلی متر

9. عرض تراورس (زاویه) شکل. 4 باید حداقل باشد
، یعنی
.

بیایید با توجه به مجموعه یک گوشه متساوی الساقین بگیریم (پیوست جدول 10).

11. مقدار بار توزیع در بخش عرض قفسه (شکل 7 ب).

12. لحظه خم شدن
,

جایی که
.

13. لحظه مقاومت مورد نیاز
,

جایی که - مقاومت طراحی فولاد 240 مگاپاسکال در نظر گرفته شده است.

14. برای گوشه از قبل پذیرفته شده
.

اگر این شرط برآورده شد، به بررسی ولتاژ می پردازیم، در غیر این صورت، به مرحله 10 برمی گردیم و گوشه بزرگتری را می گیریم.

15. ولتاژهای معمولی
,

جایی که
- ضریب شرایط کار.

16. انحراف تیر
,

جایی که
Pa مدول الاستیسیته فولاد است.

- انحراف نهایی (قبول ).

17. قطر پیچ های افقی را از حالت چیدمان آنها در عرض الیاف در دو ردیف در امتداد عرض قفسه انتخاب کنید.
، جایی که
- فاصله بین محورهای پیچ اگر پیچ و مهره های فلزی را قبول کنیم، پس
,
.