Pagkalkula ng mga vertical struts ng metal frame. Pagkalkula ng isang metal beam online (calculator). Pagkalkula ng gitnang haligi

Ang taas ng rack at ang haba ng braso ng paglalapat ng puwersa P ay pinili sa istruktura, ayon sa pagguhit. Kunin natin ang cross-section ng rack bilang 2W. Batay sa ratio h 0 / l = 10 at h / b = 1.5-2, pumili kami ng isang seksyon na hindi hihigit sa h = 450mm at b = 300mm.

Figure 1 - Strut loading diagram at cross-section.

Ang kabuuang masa ng istraktura ay:

m = 20.1 + 5 + 0.43 + 3 + 3.2 + 3 = 34.73 tonelada

Ang bigat na dumarating sa isa sa 8 rack ay:

P = 34.73 / 8 = 4.34 tonelada = 43400N - presyon bawat strut.

Ang puwersa ay hindi kumikilos sa gitna ng seksyon, samakatuwid ito ay nagiging sanhi ng isang sandali na katumbas ng:

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

Isaalang-alang ang isang box-section strut na hinangin mula sa dalawang plato

Pagpapasiya ng mga eccentricity:

Kung ang eccentricity t x ay may halaga mula 0.1 hanggang 5 - eccentrically compressed (stretched) rack; kung T mula 5 hanggang 20, ang pag-igting o compression ng beam ay dapat isaalang-alang sa pagkalkula.

t x= 2.5 - eccentrically compressed (stretched) stance.

Pagtukoy sa laki ng cross-section ng rack:

Ang pangunahing pagkarga sa strut ay ang longitudinal force. Samakatuwid, upang pumili ng isang seksyon, ginagamit ang isang tensile (compression) na pagkalkula ng lakas:

(9)

Mula sa equation na ito, hanapin ang kinakailangang cross-sectional area

, mm 2 (10)

Ang pinahihintulutang stress [σ] sa panahon ng pagtitiis ng trabaho ay nakasalalay sa grado ng bakal, ang konsentrasyon ng stress sa seksyon, ang bilang ng mga cycle ng paglo-load at ang kawalaan ng simetrya ng cycle. Sa SNiP, ang pinahihintulutang stress sa panahon ng pagtitiis ng trabaho ay tinutukoy ng formula

(11)

Paglaban sa disenyo R U depende sa konsentrasyon ng stress at sa lakas ng ani ng materyal. Ang konsentrasyon ng stress sa mga welded joint ay kadalasang sanhi ng mga welded seams. Ang halaga ng kadahilanan ng konsentrasyon ay nakasalalay sa hugis, sukat at lokasyon ng mga tahi. Kung mas mataas ang konsentrasyon ng stress, mas mababa ang pinapayagang stress.

Ang pinaka-load na seksyon ng istraktura ng bar na idinisenyo sa operasyon ay matatagpuan malapit sa lugar ng attachment nito sa dingding. Ang attachment na may frontal fillet seams ay tumutugma sa ika-6 na grupo, samakatuwid, R U = 45 MPa.

Para sa ika-6 na pangkat, kasama ang n = 10 -6, α = 1.63;

Coefficient sa sumasalamin sa pag-asa ng mga pinahihintulutang stress sa index ng kawalaan ng simetrya ng cycle p, katumbas ng ratio ng minimum na boltahe sa bawat cycle hanggang sa maximum, i.e.

-1≤ρ<1,

at mula din sa tanda ng mga stress. Nagpo-promote ang pag-stretch at pinipigilan ng compression ang pag-crack, samakatuwid ang halaga γ para sa katumbas na ρ ay depende sa tanda ng σ max. Sa kaso ng pulsating loading, kapag σ min= 0, ρ = 0 sa compression γ = 2 sa tension γ = 1,67.

Bilang ρ → ∞ γ → ∞. Sa kasong ito, ang pinahihintulutang stress [σ] ay nagiging napakalaki. Nangangahulugan ito na ang panganib ng pagkabigo sa pagkapagod ay nabawasan, ngunit hindi nangangahulugan na ang lakas ay natiyak, dahil ang pagkabigo ay posible sa unang pag-load. Samakatuwid, kapag tinutukoy ang [σ], kinakailangang isaalang-alang ang mga kondisyon ng static na lakas at katatagan.

Static tension (walang baluktot)

[σ] = R y. (12)

Ang halaga ng paglaban sa disenyo R y ayon sa yield point ay tinutukoy ng formula

(13)

kung saan ang γ m ay ang materyal na kadahilanan sa kaligtasan.

Para sa 09G2S σ T = 325 MPa, γ t = 1,25

Sa static na compression, ang pinahihintulutang stress ay nabawasan dahil sa panganib ng pagkawala ng katatagan:

kung saan 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. Sa isang maliit na eccentricity ng application ng pagkarga, maaari naming kunin ang φ = 0.6. Ang kadahilanan na ito ay nangangahulugan na ang compressive strength ng bar dahil sa buckling ay bumababa sa 60% ng tensile strength.

Pinapalitan namin ang data sa formula:

Pinipili namin ang pinakamaliit sa dalawang halaga [σ]. At sa hinaharap, ito ay gagamitin para sa pagkalkula.

Pinahihintulutang boltahe

Nagbibigay kami ng data sa formula:

Dahil ang 295.8 mm 2 ay isang napakaliit na cross-sectional area, batay sa mga sukat ng istruktura at ang laki ng sandali, tumataas kami sa

Pipiliin namin ang numero ng channel ayon sa lugar.

Ang minimum na lugar ng channel ay dapat na - 60 cm 2

Numero ng channel - 40P. May mga parameter:

h = 400 mm; b = 115mm; s = 8mm; t = 13.5mm; F = 18.1 cm 2;

Nakukuha namin ang cross-sectional area ng rack, na binubuo ng 2 channel - 61.5 cm 2.

Palitan ang data sa formula 12 at kalkulahin muli ang mga boltahe:

= 146.7 MPa

Ang acting stresses sa seksyon ay mas mababa kaysa sa ultimate stresses para sa metal. Nangangahulugan ito na ang materyal ng konstruksiyon ay makatiis sa inilapat na pagkarga.

Sinusuri ang pagkalkula ng pangkalahatang katatagan ng mga rack.

Ang ganitong tseke ay kinakailangan lamang sa ilalim ng pagkilos ng compressive longitudinal forces. Kung ang mga puwersa ay inilapat sa gitna ng seksyon (Mx = My = 0), kung gayon ang pagbaba sa static na lakas ng rack dahil sa pagkawala ng katatagan ay tinatantya ng koepisyent φ, na nakasalalay sa kakayahang umangkop ng rack.

Ang flexibility ng rack na may paggalang sa materyal na axis (ibig sabihin, ang axis na intersecting sa mga elemento ng seksyon) ay tinutukoy ng formula:

(15)

saan - ang haba ng kalahating alon ng curved axis ng rack,

μ ay ang koepisyent depende sa kondisyon ng pag-aayos; sa console = 2;

i min - radius ng gyration, ay matatagpuan sa pamamagitan ng formula:

(16)

Pinapalitan namin ang data sa formula 20 at 21:

Ang pagkalkula ng katatagan ay isinasagawa ayon sa pormula:

(17)

Ang koepisyent φ y ay tinutukoy sa parehong paraan tulad ng para sa gitnang compression, ayon sa talahanayan. 6 depende sa flexibility ng strut λ y (λ yo) kapag baluktot sa paligid ng y-axis. Coefficient Sa isinasaalang-alang ang pagbaba sa katatagan mula sa pagkilos ng sandali M X.

Ang mga istrukturang metal ay isang kumplikado at lubhang responsableng paksa. Kahit na ang isang maliit na pagkakamali ay maaaring magastos ng daan-daang libo at milyun-milyong rubles. Sa ilang mga kaso, ang halaga ng isang pagkakamali ay maaaring ang buhay ng mga tao sa lugar ng konstruksiyon, pati na rin sa panahon ng operasyon. Kaya, ito ay kinakailangan at mahalaga upang suriin at i-double-check ang mga kalkulasyon.

Ang paggamit ng Excel upang malutas ang mga problema sa computational ay, sa isang banda, hindi bago, ngunit hindi lubos na pamilyar. Gayunpaman, ang mga kalkulasyon ng Excel ay may ilang hindi maikakaila na mga pakinabang:

pagiging bukas- Ang bawat naturang kalkulasyon ay maaaring i-disassemble ng mga buto.
Availability- ang mga file mismo ay umiiral sa pampublikong domain, ang mga ito ay isinulat ng mga developer ng MK ayon sa kanilang mga pangangailangan.
Kaginhawaan- halos lahat ng gumagamit ng PC ay magagawang magtrabaho sa mga programa mula sa pakete ng MS Office, habang ang mga espesyal na solusyon sa disenyo ay mahal at, bukod dito, nangangailangan ng malubhang pagsisikap na makabisado.

Hindi sila dapat ituring na isang panlunas sa lahat. Ang ganitong mga kalkulasyon ay nagpapahintulot sa paglutas ng makitid at medyo simpleng mga problema sa disenyo. Ngunit hindi nila isinasaalang-alang ang gawain ng istraktura sa kabuuan. Sa ilang simpleng kaso, makakatipid sila ng maraming oras:

Pagkalkula ng sinag para sa baluktot
Pagkalkula ng beam bending online
Suriin ang pagkalkula ng lakas at katatagan ng haligi.
Suriin ang pagpili ng cross-section ng bar.

Pangkalahatang file ng pagkalkula MK (EXCEL)

Talahanayan para sa pagpili ng mga seksyon ng mga istrukturang metal, para sa 5 magkakaibang punto ng SP 16.13330.2011
Sa totoo lang, gamit ang program na ito, maaari mong gawin ang mga sumusunod na kalkulasyon:

pagkalkula ng isang single-span hinged beam.
pagkalkula ng mga sentral na naka-compress na elemento (mga haligi).
pagkalkula ng mga nakaunat na elemento.
pagkalkula ng eccentrically compressed o compressed-bending elements.

Ang bersyon ng Excel ay dapat na hindi bababa sa 2010. Upang makita ang mga tagubilin, mag-click sa plus sa kaliwang sulok sa itaas ng screen.

METALIC

Ang programa ay isang EXCEL na libro na may suporta sa macro.
At ito ay inilaan para sa pagkalkula ng mga istruktura ng bakal ayon sa
SP16 13330.2013 "Mga istrukturang bakal"

Pagpili at pagkalkula ng mga tumatakbo

Ang pagpili ng isang run ay isang maliit na gawain lamang sa unang tingin. Ang hakbang ng mga pagtakbo at ang kanilang laki ay nakasalalay sa maraming mga parameter. At magiging maganda na magkaroon ng naaangkop na pagkalkula sa kamay. Sa totoo lang, ito ang sinasabi ng obligadong artikulo tungkol sa:

pagkalkula ng isang run na walang strands
pagkalkula ng isang solong strand run
pagkalkula ng isang run na may dalawang hibla
pagkalkula ng pagtakbo na isinasaalang-alang ang bimoment:

Ngunit mayroong isang maliit na langaw sa pamahid - tila ang file ay naglalaman ng mga error sa bahagi ng pagkalkula.

Pagkalkula ng mga sandali ng inertia ng isang seksyon sa mga talahanayan ng excel

Kung kailangan mong mabilis na kalkulahin ang sandali ng pagkawalang-galaw ng isang pinagsama-samang seksyon, o hindi posible na matukoy ang GOST kung saan ginawa ang mga istruktura ng metal, kung gayon ang calculator na ito ay tutulong sa iyo. May maliit na paliwanag sa ibaba ng mesa. Sa pangkalahatan, ang gawain ay simple - pumili kami ng angkop na seksyon, itakda ang mga sukat ng mga seksyong ito, nakuha namin ang pangunahing mga parameter ng seksyon:

Mga sandali ng pagkawalang-galaw ng seksyon
Mga sandali ng paglaban sa seksyon
Seksyon radius ng gyration
Cross-sectional na lugar
Static na sandali
Mga distansya sa sentro ng grabidad ng seksyon.

Ang talahanayan ay naglalaman ng mga kalkulasyon para sa mga sumusunod na uri ng mga seksyon:

tubo
parihaba
I-beam
channel
hugis-parihaba na tubo
tatsulok

Ang column ay isang patayong miyembro ng sumusuportang istraktura ng isang gusali na naglilipat ng mga load mula sa mga istruktura sa itaas patungo sa pundasyon.

Kapag kinakalkula ang mga haligi ng bakal, kinakailangan na magabayan ng SP 16.13330 "Mga istrukturang bakal".

Para sa isang haligi ng bakal, isang I-beam, isang pipe, isang parisukat na profile, isang pinagsama-samang seksyon ng mga channel, sulok, mga sheet ay karaniwang ginagamit.

Para sa mga sentral na naka-compress na mga haligi, pinakamainam na gumamit ng isang pipe o isang parisukat na profile - ang mga ito ay matipid sa mga tuntunin ng timbang ng metal at may magandang aesthetic na hitsura, gayunpaman, ang mga panloob na cavity ay hindi maipinta, samakatuwid ang profile na ito ay dapat na airtight.

Ang paggamit ng isang malawak na flange na I-beam para sa mga haligi ay laganap - kapag ang haligi ay naipit sa isang eroplano, ang ganitong uri ng profile ay pinakamainam.

Ang paraan ng pag-aayos ng haligi sa pundasyon ay napakahalaga. Ang column ay maaaring may bisagra, matibay sa isang eroplano at may bisagra sa isa, o matibay sa 2 eroplano. Ang pagpili ng pangkabit ay depende sa istraktura ng gusali at mas mahalaga sa pagkalkula dahil ang kinakalkula na haba ng haligi ay depende sa paraan ng pangkabit.

Kinakailangan din na isaalang-alang ang paraan ng pag-fasten ng mga purlin, mga panel ng dingding, mga beam o trusses sa haligi, kung ang pag-load ay inilipat sa gilid ng haligi, kung gayon ang eccentricity ay dapat isaalang-alang.

Kapag ang haligi ay naipit sa pundasyon at ang sinag ay mahigpit na nakakabit sa haligi, ang kinakalkula na haba ay 0.5l, gayunpaman, ito ay karaniwang itinuturing na 0.7l sa pagkalkula, dahil ang sinag ay yumuko sa ilalim ng pagkilos ng pag-load at walang kumpletong pinching.

Sa pagsasagawa, ang haligi ay hindi isinasaalang-alang nang hiwalay, ngunit ang isang frame o isang three-dimensional na modelo ng isang gusali ay na-modelo sa programa, ito ay na-load at ang haligi sa pagpupulong ay kinakalkula at ang kinakailangang profile ay pinili, ngunit maaari itong mahirap isaalang-alang ang pagpapahina ng seksyon ng mga butas ng bolt sa mga programa, kaya kung minsan ay kinakailangan na suriin nang manu-mano ang seksyon ...

Upang kalkulahin ang haligi, kailangan nating malaman ang pinakamataas na compressive / tensile stress at mga sandali na nangyayari sa mga pangunahing seksyon; para dito, ang mga plot ng stress ay itinayo. Sa pagsusuri na ito, isasaalang-alang lamang namin ang pagsusuri ng lakas ng isang hanay nang walang paglalagay ng mga diagram.

Ang column ay kinakalkula ayon sa mga sumusunod na parameter:

1. Lakas sa central tensile / compressive

2. Stability sa ilalim ng central compression (sa 2 eroplano)

3. Lakas sa ilalim ng pinagsamang pagkilos ng paayon na puwersa at mga baluktot na sandali

4. Sinusuri ang tunay na kakayahang umangkop ng baras (sa 2 eroplano)

1. Lakas sa central tensile / compressive

Ayon sa SP 16.13330 clause 7.1.1 pagkalkula ng lakas ng mga elemento ng bakal na may karaniwang pagtutol R yn ≤ 440 N / mm2 na may gitnang pag-igting o compression sa pamamagitan ng puwersa N dapat gawin ayon sa formula

A n ay ang cross-sectional area ng net profile, i.e. isinasaalang-alang ang pagpapahina ng mga butas nito;

R y - disenyo ng paglaban ng pinagsamang bakal (depende sa grado ng bakal, tingnan ang Talahanayan B.5 SP 16.13330);

γ с - koepisyent ng mga kondisyon sa pagtatrabaho (tingnan ang Talahanayan 1 SP 16.13330).

Gamit ang formula na ito, maaari mong kalkulahin ang minimum na kinakailangang cross-sectional area ng profile at itakda ang profile. Sa hinaharap, sa mga kalkulasyon ng pag-verify, ang pagpili ng seksyon ng haligi ay maaaring gawin lamang sa pamamagitan ng paraan ng pagpili ng seksyon, kaya dito maaari nating itakda ang panimulang punto, mas mababa kaysa sa kung saan ang seksyon ay hindi maaaring.

2. Katatagan sa ilalim ng gitnang compression

Ang pagkalkula para sa katatagan ay isinasagawa alinsunod sa SP 16.13330 clause 7.1.3 ayon sa formula

A- ang cross-sectional area ng gross profile, i.e. hindi kasama ang pagpapahina ng mga butas nito;

φ - koepisyent ng katatagan sa gitnang compression.

Tulad ng nakikita mo, ang formula na ito ay halos kapareho sa nauna, ngunit narito ang koepisyent ay lilitaw φ para kalkulahin ito, kailangan muna nating kalkulahin ang conditional flexibility ng bar λ (ipinahiwatig ng isang bar sa itaas).

saan R y ay ang kinakalkula na paglaban ng bakal;

E- nababanat na modulus;

λ - ang flexibility ng bar, na kinakalkula ng formula:

saan l ef ay ang kinakalkula na haba ng bar;

i- radius ng gyration ng seksyon.

Tinatayang haba l Ang mga ef column (posts) ng pare-parehong cross-section o indibidwal na mga seksyon ng stepped column alinsunod sa SP 16.13330 clause 10.3.1 ay dapat matukoy ng formula

saan l- ang haba ng hanay;

μ - koepisyent ng kinakalkula na haba.

Epektibong haba coefficients μ Ang mga haligi (racks) ng pare-parehong cross-section ay dapat matukoy depende sa mga kondisyon para sa pag-aayos ng kanilang mga dulo at ang uri ng pagkarga. Para sa ilang mga kaso ng end fixing at uri ng load, ang mga value μ ay ipinapakita sa sumusunod na talahanayan:

Ang radius ng gyration ng seksyon ay matatagpuan sa kaukulang GOST para sa profile, i.e. ang profile ay dapat na tinukoy nang maaga, at ang pagkalkula ay nabawasan sa isang enumeration ng mga seksyon.

kasi ang radius ng gyration sa 2 eroplano para sa karamihan ng mga profile ay may iba't ibang mga halaga sa 2 eroplano (tanging ang pipe at square profile ay may parehong mga halaga) at ang pangkabit ay maaaring magkakaiba, at samakatuwid ang mga kinakalkula na haba ay maaari ding magkakaiba, pagkatapos ay ang pagkalkula ng katatagan ay dapat gawin para sa 2 eroplano.

Kaya ngayon ay mayroon na tayong lahat ng data upang kalkulahin ang conditional flexibility.

Kung ang paglilimita ng kakayahang umangkop ay mas malaki kaysa sa o katumbas ng 0.4, kung gayon ang koepisyent ng katatagan φ kinakalkula ng formula:

halaga ng koepisyent δ dapat kalkulahin gamit ang formula:

posibilidad α at β tingnan ang mesa

Mga halaga ng koepisyent φ na kinakalkula ng formula na ito ay dapat kunin ng hindi hihigit sa (7.6 / λ 2) kapag ang mga halaga ng conditional slenderness ay higit sa 3.8; 4.4 at 5.8 para sa mga uri ng seksyon a, b at c, ayon sa pagkakabanggit.

Sa mga halaga λ < 0,4 для всех типов сечений допускается принимать φ = 1.

Mga halaga ng koepisyent φ ay ibinigay sa Appendix D SP 16.13330.

Ngayong alam na ang lahat ng paunang data, kinakalkula namin gamit ang formula na ipinakita sa simula:

Tulad ng nabanggit sa itaas, kinakailangan na gumawa ng 2 kalkulasyon para sa 2 eroplano. Kung ang pagkalkula ay hindi nakakatugon sa kondisyon, pagkatapos ay pumili kami ng isang bagong profile na may mas malaking halaga ng radius ng gyration ng seksyon. Maaari mo ring baguhin ang modelo ng disenyo, halimbawa, sa pamamagitan ng pagpapalit ng hinged termination sa matibay o sa pamamagitan ng pagtali ng column sa span, maaari mong bawasan ang kinakalkula na haba ng bar.

Ang mga naka-compress na elemento na may mga solidong dingding ng isang bukas na seksyong hugis-U ay inirerekomenda na palakasin ng mga piraso o sala-sala. Kung walang mga piraso, dapat suriin ang katatagan para sa katatagan sa bending-torsional form ng buckling alinsunod sa sugnay 7.1.5 ng SP 16.13330.

3. Lakas sa ilalim ng pinagsamang pagkilos ng paayon na puwersa at mga baluktot na sandali

Bilang isang patakaran, ang haligi ay na-load hindi lamang ng isang axial compressive load, kundi pati na rin ng isang baluktot na sandali, halimbawa, mula sa hangin. Ang sandali ay nabuo din kung ang vertical load ay inilapat hindi kasama ang gitna ng haligi, ngunit mula sa gilid. Sa kasong ito, kinakailangan na gumawa ng pagkalkula ng pag-verify alinsunod sa sugnay 9.1.1 ng SP 16.13330 ayon sa formula

saan N- longitudinal compressive force;

A n - net cross-sectional area (isinasaalang-alang ang pagpapahina ng mga butas);

R y - disenyo ng steel resistance;

γ с - koepisyent ng mga kondisyon sa pagtatrabaho (tingnan ang Talahanayan 1 SP 16.13330);

n, Сx at Сy- mga coefficient na kinuha ayon sa talahanayan E.1 SP 16.13330

Mx at Aking- mga sandali tungkol sa X-X at Y-Y axes;

W xn, min at W yn, min - mga sandali ng paglaban ng seksyon na may kaugnayan sa X-X at Y-Y axes (maaaring matagpuan sa GOST sa profile o sa reference na libro);

B- bimoment, sa SNiP II-23-81 * ang parameter na ito ay hindi kasama sa mga kalkulasyon, ang parameter na ito ay ipinakilala upang isaalang-alang ang warping;

Wω, min - sektoral na sandali ng paglaban ng seksyon.

Kung dapat walang mga katanungan sa unang 3 bahagi, kung gayon ang accounting para sa bimoment ay nagdudulot ng ilang mga paghihirap.

Tinutukoy ng bimoment ang mga pagbabagong ginawa sa mga linear na lugar ng pamamahagi ng stress ng pag-warping ng seksyon at, sa katunayan, ay isang pares ng mga sandali na nakadirekta sa magkasalungat na direksyon.

Dapat pansinin na maraming mga programa ay hindi maaaring kalkulahin ang bimoment, kabilang ang SCAD ay hindi isinasaalang-alang.

4. Sinusuri ang tunay na kakayahang umangkop ng bar

Ang balingkinitan ng mga naka-compress na miyembro λ = lef / i, bilang panuntunan, ay hindi dapat lumampas sa mga halaga ng limitasyon λ binigay mo sa table

Ang coefficient α sa formula na ito ay ang koepisyent ng paggamit ng profile, ayon sa pagkalkula para sa katatagan sa ilalim ng central compression.

Pati na rin ang pagkalkula ng katatagan, ang pagkalkula na ito ay dapat gawin para sa 2 eroplano.

Kung ang profile ay hindi magkasya, kinakailangang baguhin ang seksyon sa pamamagitan ng pagtaas ng radius ng inertia ng seksyon o sa pamamagitan ng pagbabago ng modelo ng disenyo (baguhin ang mga pag-aayos o ayusin gamit ang mga kurbatang upang mabawasan ang kinakalkula na haba).

Kung ang ultimate flexibility ay isang kritikal na kadahilanan, ang pinakamaliit na grado ng bakal ay maaaring kunin. ang grado ng bakal ay hindi nakakaapekto sa sukdulang kakayahang umangkop. Ang pinakamahusay na pagpipilian ay maaaring kalkulahin sa pamamagitan ng angkop na paraan.

Nai-post sa Naka-tag,

Sa pagsasagawa, madalas na kinakailangan upang kalkulahin ang rack o haligi para sa maximum na axial (paayon) na pagkarga. Ang puwersa kung saan ang strut ay nawawala ang steady state nito (load-bearing capacity) ay kritikal. Ang katatagan ng post ay naiimpluwensyahan ng paraan ng pagse-secure ng mga dulo ng post. Sa structural mechanics, pitong paraan ang isinasaalang-alang para sa pag-secure ng mga dulo ng isang rack. Isasaalang-alang namin ang tatlong pangunahing paraan:

Upang matiyak ang isang tiyak na margin ng katatagan, kinakailangan na matugunan ang sumusunod na kondisyon:

Kung saan: P - pagsisikap sa pagkilos;

Ang isang tiyak na kadahilanan ng kaligtasan ng katatagan ay itinatag

Kaya, kapag kinakalkula ang mga nababanat na sistema, kinakailangan upang matukoy ang halaga ng kritikal na puwersa na Pcr. Kung kailangan nating ipakilala na ang puwersa P na inilapat sa rack ay nagdudulot lamang ng maliliit na paglihis mula sa rectilinear form ng rack ng haba v, kung gayon maaari itong matukoy mula sa equation

kung saan: E ay ang modulus ng elasticity;
J_min- pinakamababang sandali ng pagkawalang-galaw ng seksyon;
M (z) - baluktot na sandali na katumbas ng M (z) = -P ω;
ω - ang halaga ng paglihis mula sa rectilinear na hugis ng rack;
Paglutas ng differential equation na ito

Ang A at B ay mga pare-pareho ng pagsasama, na tinutukoy ng mga kundisyon ng hangganan.
Pagkatapos magsagawa ng ilang mga aksyon at pagpapalit, nakuha namin ang pangwakas na pagpapahayag para sa kritikal na puwersa na P

Ang pinakamaliit na halaga ng kritikal na puwersa ay nasa n = 1 (integer) at

Ang equation ng nababanat na linya ng strut ay magiging ganito:

kung saan: z ay ang kasalukuyang ordinate, sa pinakamataas na halaga z = l;
Ang tinatanggap na expression para sa kritikal na puwersa ay tinatawag na formula ni Euler. Makikita na ang magnitude ng kritikal na puwersa ay nakasalalay sa higpit ng strut EJ min sa direktang proporsyon at sa haba ng strut l - inversely.
Tulad ng sinabi, ang katatagan ng nababanat na strut ay nakasalalay sa paraan ng pangkabit nito.
Ang inirerekomendang kadahilanan sa kaligtasan para sa mga poste ng bakal ay pantay
n y = 1.5 ÷ 3.0; para sa kahoy n y = 2.5 ÷ 3.5; para sa cast iron n y = 4.5 ÷ 5.5
Upang isaalang-alang ang paraan ng pag-aayos ng mga dulo ng rack, ang koepisyent ng mga dulo ng pinababang flexibility ng rack ay ipinakilala.

kung saan: μ - koepisyent ng pinababang haba (Talahanayan);
i min - ang pinakamaliit na radius ng gyration ng cross-section ng rack (table);
ι ang haba ng rack;
Ang kritikal na kadahilanan ng pagkarga ay ipinakilala:

, (talahanayan);
Kaya, kapag kinakalkula ang cross-section ng rack, kinakailangang isaalang-alang ang mga coefficient μ at ϑ na ang halaga ay nakasalalay sa paraan ng pag-aayos ng mga dulo ng rack at ibinibigay sa mga talahanayan ng reference book sa mga materyales sa lakas. (GS Pisarenko at SP Fesik)
Magbigay tayo ng halimbawa ng pagkalkula ng kritikal na puwersa para sa isang solidong parihabang bar - 6 × 1 cm, haba ng bar ι = 2m. Pag-fasten ng mga dulo ayon sa scheme III.
Pagbabayad:
Ayon sa talahanayan, nakita namin ang koepisyent ϑ = 9.97, μ = 1. Ang sandali ng pagkawalang-galaw ng seksyon ay magiging:

at ang kritikal na diin ay:

Malinaw, ang kritikal na puwersa P cr = 247 kgf ay magdudulot ng stress sa baras na 41 kgf / cm 2 lamang, na mas mababa kaysa sa limitasyon ng daloy (1600 kgf / cm 2), ngunit ang puwersang ito ay magiging sanhi ng pagyuko ng baras. , at samakatuwid ang pagkawala ng katatagan.
Isaalang-alang natin ang isa pang halimbawa ng pagkalkula ng isang kahoy na rack na may pabilog na cross-section na naka-clamp sa ibabang dulo at nakabitin sa itaas na dulo (S.P. Fesik). Ang haba ng rack ay 4m, ang compression force ay N = 6tf. Pinapayagan ang stress [σ] = 100kgf / cm 2. Kinukuha namin ang koepisyent ng pagpapababa ng pinapayagang compressive stress φ = 0.5. Kinakalkula namin ang cross-sectional area ng rack:

Tukuyin ang diameter ng rack:

Seksyon sandali ng pagkawalang-galaw

Pagkalkula ng flexibility ng rack:
kung saan: μ = 0.7, batay sa paraan ng pag-pinching sa mga dulo ng rack;
Tukuyin ang boltahe sa rack:

Malinaw, ang stress sa rack ay 100 kgf / cm 2 at ito ay eksakto ang pinahihintulutang stress [σ] = 100 kgf / cm 2
Isaalang-alang natin ang ikatlong halimbawa ng pagkalkula ng isang steel rack na gawa sa isang I-profile, 1.5 m ang haba, compressive force 50 tf, pinapayagang stress [σ] = 1600 kgf / cm 2. Ang ibabang dulo ng rack ay pinched, at ang itaas na dulo ay libre (paraan I).
Upang piliin ang seksyon, ginagamit namin ang formula at itinakda ang koepisyent ϕ = 0.5, pagkatapos:

Pinipili namin ang I-beams No. 36 at ang data nito mula sa assortment: F = 61.9 cm 2, i min = 2.89 cm.
Tukuyin ang flexibility ng rack:

kung saan: μ mula sa talahanayan, kahit na 2, na isinasaalang-alang ang paraan ng pag-ipit ng rack;
Ang kinakalkula na rack stress ay:

5kgs, na halos eksaktong pinahihintulutang boltahe, at 0.97% pa, na pinahihintulutan sa mga kalkulasyon ng engineering.
Ang cross-section ng mga rod na gumagana sa compression ay magiging makatwiran na may pinakamalaking radius ng gyration. Kapag kinakalkula ang tiyak na radius ng gyration
ang pinakamainam ay mga tubular na seksyon, manipis na pader; kung saan ang value ξ = 1 ÷ 2.25, at para sa solid o rolled na profile ξ = 0.204 ÷ 0.5

mga konklusyon
Kapag kinakalkula ang lakas at katatagan ng mga rack, mga haligi, kinakailangang isaalang-alang ang paraan ng pag-aayos ng mga dulo ng mga rack, ilapat ang inirekumendang margin ng kaligtasan.
Ang halaga ng kritikal na puwersa ay nakuha mula sa differential equation ng curved centerline ng strut (L. Euler).
Upang isaalang-alang ang lahat ng mga kadahilanan na nagpapakilala sa naka-load na rack, ang konsepto ng flexibility ng rack - λ, ang ibinigay na kadahilanan ng haba - μ, ang kadahilanan ng pagbabawas ng boltahe - ϕ, at ang kritikal na kadahilanan ng pagkarga - ϑ ay ipinakilala. Ang kanilang mga halaga ay kinuha mula sa mga talahanayan ng sanggunian (G.S. Pisarentko at S.P. Fesik).
Ang tinatayang mga kalkulasyon ng mga rack ay ibinibigay para sa pagtukoy ng kritikal na puwersa - Ркр, kritikal na stress - σкр, diameter ng mga rack - d, flexibility ng mga rack - λ at iba pang mga katangian.
Ang pinakamainam na cross-section para sa mga post at column ay tubular thin-walled profiles na may parehong principal moments ng inertia.

Mga Gamit na Aklat:
GS Pisarenko "Handbook sa lakas ng mga materyales."
SP Fesik "Handbook sa lakas ng mga materyales."
SA AT. Anuryev "Handbook ng constructor-mechanical engineer".
SNiP II-6-74 "Mga Pag-load at Mga Epekto, Mga Pamantayan sa Disenyo".

P ang operek ng gusali (Larawan 5) ay statically undefined isang beses. Inihayag namin ang kawalan ng katiyakan batay sa kondisyon ng parehong tigas ng kaliwa at kanang mga strut at ang parehong laki ng mga pahalang na displacement ng hinged na dulo ng mga struts.

kanin. 5. Design scheme ng frame

5.1. Pagpapasiya ng mga geometric na katangian

1. Taas ng seksyon ng rack
... Tatanggapin namin
.

2. Ang lapad ng seksyon ng rack ay kinuha ayon sa assortment, na isinasaalang-alang ang clipping
mm .

3. Sectional na lugar
.

Cross section moment ng resistance
.

Static na sandali
.

Seksyon sandali ng pagkawalang-galaw
.

Seksyon radius ng gyration
.

5.2. Nangongolekta ng load

a) pahalang na pagkarga

Linear wind load

, (N / m)

saan - koepisyent na isinasaalang-alang ang halaga ng presyon ng hangin kasama ang taas (Appendix Table 8);

- aerodynamic coefficients (sa
m tanggapin
;
);

- kadahilanan sa kaligtasan ng pagkarga;

- karaniwang halaga ng presyon ng hangin (sa pagtatalaga).

Puro pwersa mula sa pagkarga ng hangin sa antas ng tuktok ng strut:

,
,

saan - ang sumusuportang bahagi ng sakahan.

b) patayong pagkarga

Ipunin natin ang mga load sa tabular form.

Talahanayan 5

Kinokolekta ang load sa rack, N

Pangalan
pare-pareho
1. Mula sa cover panel
2. Mula sa sumusuportang istraktura
3. Self-weight ng rack (tinatayang)
Kabuuan:
Pansamantala
4. Maniyebe

Tandaan:

1. Ang pagkarga mula sa coating panel ay tinutukoy ayon sa talahanayan 1

,
.

2. Natutukoy ang pagkarga mula sa sinag

3. Self-timbang ng arko
ay tinutukoy ng:

Itaas na sinturon
;

Lower belt
;

Mga rack.

Upang makuha ang pag-load ng disenyo, ang mga elemento ng arko ay pinarami ng naaayon sa metal o kahoy.

,
,
.

Hindi alam
:
.

Baluktot na sandali sa base ng rack
.

Pahalang na puwersa
.

5.3. Suriin ang pagkalkula

Sa eroplano ng baluktot

1. Sinusuri ang mga normal na boltahe

saan - koepisyent na isinasaalang-alang ang karagdagang sandali mula sa longitudinal na puwersa.

;
,

saan - ang koepisyent ng pangkabit (kumuha ng 2.2);
.

Ang undervoltage ay hindi dapat lumampas sa 20%. Gayunpaman, kung ang pinakamababang sukat ng rack at
, kung gayon ang undervoltage ay maaaring lumampas sa 20%.

2. Sinusuri ang bearing para sa spalling kapag baluktot

3. Sinusuri ang katatagan ng isang flat deformation:

saan
;
(Talahanayan 2 Apendise 4).

Mula sa eroplano ng baluktot

4. Subukan para sa katatagan

saan
, kung
,
;

- ang distansya sa pagitan ng mga kurbatang kasama ang haba ng rack. Sa kawalan ng mga koneksyon sa pagitan ng mga post, ang kabuuang haba ng post ay kinukuha bilang kinakalkula na haba.
.

5.4. Pagkalkula ng attachment ng rack sa pundasyon

Isulat natin ang mga load
at
mula sa talahanayan 5. Ang istraktura ng paglakip ng rack sa pundasyon ay ipinapakita sa fig. 6.

saan
.

kanin. 6. Ang istraktura ng paglakip ng rack sa pundasyon

2. Compression stress
, (Pa)

saan
.

3. Mga sukat ng compressed at stretched zones
.

4. Mga sukat at :

;
.

5. Pinakamataas na tensile force sa mga anchor

, (H)

6. Kinakailangang lugar ng mga anchor bolts

saan
- koepisyent na isinasaalang-alang ang pagpapahina ng thread;

- koepisyent na isinasaalang-alang ang konsentrasyon ng mga stress sa thread;

- koepisyent na isinasaalang-alang ang hindi pagkakapantay-pantay ng dalawang anchor.

7. Kinakailangang diameter ng anchor
.

Tinatanggap namin ang diameter ayon sa assortment (Appendix Table 9).

8. Para sa tinatanggap na diameter ng anchor, kinakailangan ang isang butas sa traverse.
mm.

9. Lapad ng traverse (anggulo) fig. 4 ay dapat na hindi bababa sa
, ibig sabihin.
.

Kumuha tayo ng isosceles corner ayon sa assortment (Appendix Table 10).

11. Ang halaga ng pag-load ng pamamahagi sa seksyon ng lapad ng rack (Larawan 7 b).

12. Baluktot na sandali
,

saan
.

13. Kinakailangang sandali ng paglaban
,

saan - ang disenyo ng paglaban ng bakal ay kinuha na 240 MPa.

14. Para sa paunang tinanggap na sulok
.

Kung matugunan ang kundisyong ito, magpapatuloy kami sa pagsuri sa boltahe, kung hindi, babalik kami sa hakbang 10 at kumuha ng mas malaking sulok.

15. Mga normal na boltahe
,

saan
- koepisyent ng mga kondisyon sa pagtatrabaho.

16. Paglihis ng sinag
,

saan
Ang Pa ay ang modulus ng elasticity ng bakal;

- ultimate deflection (tanggapin ).

17. Piliin ang diameter ng mga pahalang na bolts mula sa kondisyon ng kanilang pag-aayos sa mga hibla sa dalawang hilera kasama ang lapad ng rack
, saan
- distansya sa pagitan ng mga bolt axle. Kung tatanggapin namin ang mga metal bolts, kung gayon
,
.