NS оперекът на сградата (фиг. 5) е статично недефиниран веднъж. Разкриваме неопределеността въз основа на условието за еднаква твърдост на лявата и дясната подпори и еднаква величина на хоризонтални премествания на шарнирния край на подпорите.

Ориз. 5. Проектна схема на рамката

5.1. Определяне на геометрични характеристики

1. Височина на секцията на стелажа
... Ние ще приемем
.

2. Широчината на секцията на стелажа се взема според асортимента, като се вземе предвид изрязването
мм .

3. Площ на сечение
.

Момент на напречното сечение на съпротивление
.

Статичен момент
.

Инерционен момент на сечение
.

Радиус на сечението на въртене
.

5.2. Събиране на товара

а) хоризонтални натоварвания

Линейни натоварвания от вятър

, (N/m)

,

където - коефициент, отчитащ стойността на налягането на вятъра по височина (Приложение Таблица 8);

- аеродинамични коефициенти (при
м да приема
;
);

- коефициент на безопасност при натоварване;

- стандартна стойност на налягането на вятъра (по задание).

Концентрирани сили от натоварване от вятър на нивото на горната част на подпората:

,
,

където - поддържащата част на фермата.

б) вертикални натоварвания

Нека съберем товарите в табличен вид.

Таблица 5

Събирайки товара върху стелажа, Н

Забележка:

1. Натоварването от панела за покритие се определя съгласно таблица 1

,
.

2. Определя се натоварването от гредата

.

3. Собствено тегло на арката
се определя от:

Горен колан
;

Долен колан
;

Стелажи.

За да се получи проектното натоварване, елементите на арката се умножават по съответстващи на метал или дърво.

,
,
.

Неизвестен
:
.

Огъващ момент в основата на стойката
.

Напречна сила
.

5.3. Проверете изчислението

В равнината на огъване

1. Проверка за нормални напрежения

,

където - коефициент, който отчита допълнителния момент от надлъжната сила.

;
,

където - коефициентът на закрепване (вземете 2,2);
.

Под напрежение не трябва да надвишава 20%. Въпреки това, ако минималните размери на багажника и
, тогава поднапрежението може да надвиши 20%.

2. Проверка на лагера за раздробяване при огъване

.

3. Проверка на стабилността на плоска деформация:

,

където
;
(Таблица 2, допълнение 4).

От равнината на огъване

4. Тест за стабилност

,

където
, ако
,
;

- разстоянието между връзките по дължината на стелажа. При липса на връзки между стълбовете, общата дължина на стълба се приема за изчислена дължина.
.

5.4. Изчисляване на закрепването на стелажа към основата

Нека изпишем натоварванията
и
от таблица 5. Структурата на закрепване на стелажа към основата е показана на фиг. 6.

където
.

Ориз. 6. Структурата на закрепване на стелажа към основата

2. Напрежение при натиск
, (Па)

където
.

3. Размери на компресираната и разтегната зони
.

4. Размери и :

;
.

5. Максимална сила на опън в анкерите

, (H)

6. Необходима площ на анкерните болтове

,

където
- коефициент, отчитащ отслабването на нишката;

- коефициент, отчитащ концентрацията на напрежения в резбата;

- коефициент, отчитащ неравностите на двете котви.

7. Необходим диаметър на котвата
.

Приемаме диаметъра според асортимента (Приложение Таблица 9).

8. За приетия диаметър на анкера е необходим отвор в траверсата.
мм

9. Ширина на траверса (ъгъл) фиг. 4 трябва да бъде най-малко
, т.е.
.

Да вземем равнобедрен ъгъл според асортимента (Приложение Таблица 10).

11. Стойността на разпределителното натоварване в секцията на ширината на стелажа (фиг. 7 б).

.

12. Огъващ момент
,

където
.

13. Необходим момент на съпротивление
,

където - проектното съпротивление на стоманата се приема за 240 MPa.

14. За предварително приет ъгъл
.

Ако това условие е изпълнено, преминаваме към проверка на напрежението, ако не, се връщаме към стъпка 10 и вземаме по-голям ъгъл.

15. Нормални напрежения
,

където
- коефициент на условия на труд.

16. Отклонение на лъча
,

където
Pa е модулът на еластичност на стоманата;

- крайно отклонение (приемете ).

17. Изберете диаметъра на хоризонталните болтове от условието за тяхното подреждане напречно на влакната в два реда по ширината на стелажа
, където
- разстояние между осите на болтовете. Ако приемем метални болтове, тогава
,
.

Да вземем диаметъра на хоризонталните болтове според таблицата на приложението. десет.

18. Най-малката носимоспособност на болта:

а) от условието за срутване на екстремния елемент
.

б) от условието на огъване
,

където
- таблица с приложения. единадесет.

19. Брой хоризонтални болтове
,

където
- най-малката носимоспособност от т. 18;
- броят на резените.

Да вземем четен брой болтове, т.к подреждаме ги на два реда.

20. Дължина на подложката
,

където - разстоянието между осите на болтовете по протежение на зърното. Ако болтовете са метални
;

- брой разстояния по дължината на подплатата.

1. Събиране на товари

Преди да започнете да изчислявате стоманената греда, е необходимо да съберете натоварването, действащо върху металната греда. В зависимост от продължителността на действието натоварванията се разделят на постоянни и временни.

• собствено тегло на метална греда;
• собствено тегло на пода и др .;

• дългосрочно натоварване (полезен товар, взет в зависимост от предназначението на сградата);
• краткосрочно натоварване (натоварване от сняг, взето в зависимост от географското местоположение на сградата);
• специално натоварване (сеизмично, експлозивно и др. Не се взема предвид в този калкулатор);

Натоварванията на гредата са разделени на два вида: изчислени и стандартни. Проектните натоварвания се използват за изчисляване на здравината и стабилността на гредата (1 гранично състояние). Стандартните натоварвания са установени от нормите и се използват за изчисляване на отклонението на гредата (2-ро гранично състояние). Проектните натоварвания се определят чрез умножаване на стандартното натоварване по коефициента на натоварване за надеждност. В този калкулатор проектното натоварване се използва за определяне на отклонението на греда към склад.

След събиране на повърхностното натоварване на пода, измерено в kg / m2, е необходимо да се изчисли колко от това повърхностно натоварване поема гредата. За да направите това, умножете повърхностното натоварване по разстоянието между гредите (т.нар. товарна лента).

Например: Изчислихме, че общото натоварване е Qsurface = 500kg / m2, а разстоянието между гредите е 2,5m. Тогава разпределеното натоварване върху металната греда ще бъде: Qdist = 500kg / m2 * 2.5m = 1250kg / m2. Това натоварване се въвежда в калкулатора

След това се изобразяват диаграмите на моментите, напречните сили. Диаграмата зависи от схемата на натоварване на гредата, вида на опората на гредата. Диаграмата е изградена по правилата на структурната механика. За най-често използваните схеми за натоварване и опора има готови таблици с изведени формули за диаграми и отклонения.

След начертаване на диаграмите се прави изчисление за якост (1 гранично състояние) и отклонение (2 гранично състояние). За да изберете греда по отношение на якост, е необходимо да се намери необходимия момент на инерция Wtr и да се избере подходящ метален профил от таблицата на асортимента. Вертикалното ограничаване на отклонението е взето съгласно таблица 19 от SNiP 2.01.07-85 * (Натоварвания и действия). Точка 2.а в зависимост от обхвата. Например, максималното отклонение fult = L / 200 с обхват от L = 6m. означава, че калкулаторът ще избере участъка на валцувания профил (I-лъч, канал или два канала в кутия), чието максимално отклонение няма да надвишава fult = 6m / 200 = 0,03m = 30mm. За да изберете метален профил чрез отклонение, намерете необходимия инерционен момент Itr, който се получава от формулата за намиране на крайното отклонение. И също така от таблицата на асортимента се избира подходящ метален профил.

От двата резултата за избор (1 и 2 гранично състояние) се избира метален профил с голям номер на сечение.

1. Получаване на информация за материала на пръта за определяне на крайната гъвкавост на пръта чрез изчисление или от таблицата:

2. Получаване на информация за геометричните размери на напречното сечение, дължината и методите за фиксиране на краищата за определяне на категорията на прът в зависимост от гъвкавостта:

където A е площта на напречното сечение; J m i n - минимален момент на инерция (от аксиален);

μ - коефициент на намалена дължина.

3. Изборът на проектни формули за определяне на критичната сила и критичното напрежение.

4. Тестване и осигуряване на устойчивост.

Когато се изчислява по формулата на Ойлер, условието за стабилност е:

Ф- действаща сила на натиск; - допустимият коефициент на безопасност на стабилност.

Когато се изчислява по формулата на Ясински

където а, б- проектни фактори, в зависимост от материала (стойностите на факторите са дадени в таблица 36.1)

Ако условията за стабилност не са изпълнени, е необходимо да се увеличи площта на напречното сечение.

Понякога е необходимо да се определи границата на стабилност за дадено натоварване:

При проверка на стабилността изчисленият марж на издръжливост се сравнява с допустимия:

Примери за решаване на проблеми

Решение

1. Гъвкавостта на пръта се определя от формулата

2. Определете минималния радиус на въртене за окръжността.

Заместване на изрази за J мини А(секционен кръг)

1. Коефициент на намаляване на дължината за дадена схема на закрепване μ = 0,5.
2. Гъвкавостта на пръта ще бъде равна на

Пример 2.Как ще се промени критичната сила за пръта, ако начинът, по който краищата са фиксирани? Сравнете представените диаграми (фиг. 37.2)

Решение

Критичната сила ще се увеличи 4 пъти.

Пример 3.Как ще се промени критичната сила при анализа на стабилността, ако I-лъчът (фиг. 37.3a, I-лъч № 12) се замени с правоъгълен прът със същата площ (фиг. 37.3 б ) ? Останалите параметри на дизайна не се променят. Изчислете по формулата на Ойлер.

Решение

1. Нека дефинираме ширината на правоъгълната секция, височината на секцията е равна на височината на секцията на I-лъча. Геометричните параметри на I-лъч № 12 в съответствие с GOST 8239-89 са както следва:

площ на напречното сечение A 1 = 14,7 см 2;

минимален от аксиалните моменти на инерция.

По условие, площта на правоъгълното сечение е равна на площта на сечението на I-лъча. Определете ширината на лентата на височина 12 cm.

2. Определете минимума от аксиалните моменти на инерция.

3. Критичната сила се определя по формулата на Ойлер:

4. При равни други условия съотношението на критичните сили е равно на съотношението на минималните инерционни моменти:

5. По този начин стабилността на пръта с напречно сечение I-лъч № 12 е 15 пъти по-висока от устойчивостта на прът с избрано правоъгълно напречно сечение.

Пример 4.Проверете стабилността на пръта. В единия край е прищипан прът с дължина 1 m, напречно сечение - канал No 16, материал - StZ, троен марж на стабилност. Пръчката се натоварва със сила на натиск от 82 kN (фиг. 37.4).

Решение

1. Определете основните геометрични параметри на секцията на пръта в съответствие с GOST 8240-89. Канал № 16: площ на напречното сечение 18,1 cm 2; минималният аксиален момент на секцията е 63,3 cm 4; минималният радиус на въртене на участъка r t; n = 1,87 см.

Максимална гъвкавост за материала StZ λ pre = 100.

Изчислена гъвкавост на шината по дължина л = 1 м = 1000 мм

Изчисленият прът е прът с голяма гъвкавост, изчислението се извършва по формулата на Ойлер.

4. Условие на стабилност

82kN< 105,5кН. Устойчивость стержня обеспечена.

Пример 5.На фиг. 2.83 показва проектна схема на тръбна подпора на конструкция на самолета. Проверете стойката за стабилност, когато [ н y] = 2,5, ако е изработена от хром-никелова стомана, за която E = 2,1 * 10 5 и σ nc = 450 N / mm 2.

Решение

За да се изчисли стабилността, критичната сила за дадена стойка трябва да се знае. Необходимо е да се установи по каква формула трябва да се изчисли критичната сила, тоест е необходимо да се сравни гъвкавостта на стелажа с пределната гъвкавост за неговия материал.

Изчисляваме стойността на ограничаващата гъвкавост, тъй като няма таблични данни за λ преди за материала на стелажа:

За да определим гъвкавостта на изчисления стелаж, изчисляваме геометричните характеристики на неговото напречно сечение:

Определете гъвкавостта на стелажа:

и се уверете, че λ< λ пред, т. е. критическую силу можно опреде­лить ею формуле Эйлера:

Изчисляваме изчисления (действителен) коефициент на безопасност:

Поради това, н y> [ н y] с 5,2%.

Пример 2.87. Проверете здравината и стабилността на дадената пръчкова система (фиг. 2.86), Материал на прътите - стомана St5 (σ t = 280 N / mm 2). Необходими фактори за безопасност: здравина [н]= 1,8; устойчивост = 2.2. Пръчките имат кръгло напречно сечение d 1 = d 2= 20 мм, d 3 = 28 мм.

Решение

Изрязване на възела, в който се събират пръчките, и съставяне на уравненията на равновесието за силите, действащи върху него (фиг. 2.86)

установяваме, че дадената система е статично неопределена (три неизвестни сили и две уравнения на статиката). Ясно е, че за да се изчисли здравината и стабилността на прътите, е необходимо да се знаят величините на надлъжните сили, възникващи в техните напречни сечения, т.е. необходимо е да се разкрие статичната неопределеност.

Съставяме уравнението на преместването въз основа на диаграмата на преместване (фиг. 2.87):

или, замествайки стойностите на промените в дължините на прътите, получаваме

След като решихме това уравнение заедно с уравненията на статиката, намираме:

Напрежения в напречните сечения на пръти 1 и 2 (виж фиг. 2.86):

Техният коефициент на безопасност

За определяне на коефициента на безопасност на лентата 3 необходимо е да се изчисли критичната сила, а това изисква да се определи гъвкавостта на пръта, за да се реши коя формула за намиране N Kpтрябва да се използва.

И така, λ 0< λ < λ пред и крити­ческую силу следует определять по эмпирической формуле:

Фактор за безопасност

По този начин изчислението показва, че коефициентът на безопасност е близък до необходимия, а коефициентът на безопасност е много по-висок от необходимия, тоест с увеличаване на натоварването на системата загубата на стабилност от лентата 3 по-вероятно от появата на пълзене в пръчките 1 и 2.

Колоната е вертикален елемент на носещата конструкция на сградата, който пренася натоварвания от горните конструкции към основата.

При изчисляване на стоманени колони е необходимо да се ръководите от SP 16.13330 "Стоманени конструкции".

За стоманена колона обикновено се използват I-лъч, тръба, квадратен профил, композитна секция от канали, ъгли, листове.

За централно компресирани колони е оптимално да се използва тръба или квадратен профил - те са икономични по отношение на металната маса и имат красив естетичен вид, но вътрешните кухини не могат да бъдат боядисани, следователно този профил трябва да бъде херметичен.

Използването на I-образна греда с широк фланец за колони е широко разпространено - когато колоната е притисната в една равнина, този тип профил е оптимален.

Методът за фиксиране на колоната в основата е от голямо значение. Колоната може да бъде шарнирна, твърда в едната равнина и шарнирна в другата или твърда в 2 равнини. Изборът на закрепване зависи от структурата на сградата и е по-важен при изчислението, т.к изчислената дължина на колоната зависи от метода на закрепване.

Също така е необходимо да се вземе предвид методът на закрепване на гредите, стенните панели, греди или ферми към колоната, ако натоварването се прехвърля отстрани на колоната, тогава трябва да се вземе предвид ексцентриситетът.

Когато колоната е прищипана в основата и гредата е здраво закрепена към колоната, изчислената дължина е 0,5l, но обикновено се счита за 0,7l при изчислението, тъй като гредата се огъва под действието на товара и няма пълно прищипване.

На практика колоната не се разглежда отделно, а се моделира рамка или триизмерен модел на сграда в програмата, тя се зарежда и колоната в монтажа се изчислява и се избира необходимия профил, но може да се трудно е да се вземе предвид отслабването на секцията от дупките за болтове в програмите, така че понякога е необходимо да проверите секцията ръчно ...

За да изчислим колоната, трябва да знаем максималните напрежения и моменти на натиск / опън, които възникват в ключови секции; за това се изграждат графики на напрежение. В този преглед ще разгледаме само анализа на силата на колона без да изчертаваме диаграми.

Колоната се изчислява според следните параметри:

1. Якост при централно опън/натиск

2. Стабилност при централна компресия (в 2 равнини)

3. Якост при комбинирано действие на надлъжна сила и огъващи моменти

4. Проверка на максималната гъвкавост на пръта (в 2 равнини)

1. Якост при централно опън/натиск

Съгласно SP 16.13330 клауза 7.1.1 изчисляване на якостта на стоманени елементи със стандартно съпротивление Р yn ≤ 440 N / mm2 с централно напрежение или компресия със сила N трябва да се извърши съгласно формулата

А n е площта на напречното сечение на мрежовия профил, т.е. като се вземе предвид отслабването на неговите дупки;

Р y - проектна устойчивост на валцувана стомана (зависи от марката стомана, виж Таблица B.5 SP 16.13330);

γ с - коефициент на работни условия (виж таблица 1 SP 16.13330).

Използвайки тази формула, можете да изчислите минималната необходима площ на напречното сечение на профила и да зададете профила. В бъдеще при изчисленията за проверка изборът на участък от колоната може да се извърши само по метода на избор на секцията, така че тук можем да зададем началната точка, по-малка от която секцията не може да бъде.

2. Стабилност при централна компресия

Изчислението за стабилност се извършва в съответствие с SP 16.13330 клауза 7.1.3 по формулата

А- площта на напречното сечение на брутния профил, т.е. с изключение на отслабването на неговите отвори;

Р

γ

φ - коефициент на устойчивост при централна компресия.

Както можете да видите, тази формула е много подобна на предишната, но тук се появява коефициентът φ за да го изчислим, първо трябва да изчислим условната гъвкавост на лентата λ (означено с черта отгоре).

където Р y е изчисленото съпротивление на стоманата;

Е- модул на еластичност;

λ - гъвкавостта на лентата, изчислена по формулата:

където л ef е изчислената дължина на пръта;

и- радиус на въртене на сечението.

Приблизителни дължини л ef колони (стълбове) с постоянно напречно сечение или отделни сечения на стъпаловидни колони в съответствие с SP 16.13330 клауза 10.3.1 трябва да се определят по формулата

където л- дължината на колоната;

μ - коефициент на изчислената дължина.

Коефициенти на ефективна дължина μ колони (стелажи) с постоянно напречно сечение трябва да се определят в зависимост от условията за фиксиране на техните краища и вида на натоварването. За някои случаи на крайно фиксиране и вид натоварване, стойностите μ са показани в следната таблица:

Радиусът на въртене на секцията може да се намери в съответния GOST за профила, т.е. профилът трябва да е бил предварително зададен и изчислението се свежда до изброяване на секции.

Защото радиусът на въртене в 2 равнини за повечето профили има различни стойности в 2 равнини (само тръбата и квадратният профил имат еднакви стойности) и закрепването може да бъде различно и следователно изчислените дължини също могат да бъдат различни, тогава изчислението за стабилност трябва да се направи за 2 равнини.

Така че сега имаме всички данни за изчисляване на условната гъвкавост.

Ако ограничителната гъвкавост е по-голяма или равна на 0,4, тогава коефициентът на стабилност φ изчислено по формулата:

стойност на коефициента δ трябва да се изчисли по формулата:

коефициенти α и β виж таблицата

Стойности на коефициента φ изчислено по тази формула трябва да се вземе не повече от (7,6 / λ 2) когато стойностите на условната стройност са над 3,8; 4.4 и 5.8 за секции от типове a, b и c, съответно.

Със стойности λ < 0,4 для всех типов сечений допускается принимать φ = 1.

Стойности на коефициента φ са дадени в Приложение D SP 16.13330.

Сега, когато всички първоначални данни са известни, изчисляваме по формулата, представена в началото:

Както бе споменато по-горе, е необходимо да се направят 2 изчисления за 2 самолета. Ако изчислението не удовлетворява условието, тогава избираме нов профил с по-голяма стойност на радиуса на въртене на секцията. Можете също така да промените модела на проектиране, например, като промените шарнирния край на твърд или като завържете колона в участъка, можете да намалите изчислената дължина на пръта.

Компресираните елементи с плътни стени на отворена U-образна секция се препоръчва да бъдат подсилени с ленти или решетка. Ако няма ленти, тогава стабилността трябва да се провери за стабилност при огъване-усукване на изкривяване в съответствие с точка 7.1.5 от SP 16.13330.

3. Якост при комбинирано действие на надлъжна сила и огъващи моменти

По правило колоната се натоварва не само от аксиално натоварване на натиск, но и от огъващ момент, например от вятъра. Моментът също се образува, ако вертикалното натоварване се прилага не по центъра на колоната, а отстрани. В този случай е необходимо да се направи изчисление за проверка в съответствие с точка 9.1.1 от SP 16.13330 по формулата

където н- надлъжна сила на натиск;

А n - нетна площ на напречното сечение (като се вземе предвид отслабването от дупки);

Р y - проектна устойчивост на стомана;

γ с - коефициент на работни условия (виж таблица 1 SP 16.13330);

n, Сxи Сy- коефициенти, взети съгласно таблица E.1 SP 16.13330

Mxи моята- моменти около осите X-X и Y-Y;

У xn, мин и У yn, min - моменти на съпротивление на секцията спрямо осите X-X и Y-Y (може да се намери в GOST на профила или в справочника);

Б- бимомент, в SNiP II-23-81 * този параметър не беше включен в изчисленията, този параметър беше въведен, за да се вземе предвид изкривяването;

Уω, min - секторен момент на съпротивление на участъка.

Ако не трябва да има въпроси с първите 3 компонента, тогава отчитането на бимомента причинява известни трудности.

Бимоментът характеризира промените, направени в зоните на линейно разпределение на напрежението на изкривяването на секцията и всъщност представлява двойка моменти, насочени в противоположни посоки

Трябва да се отбележи, че много програми не могат да изчислят бимомента, включително SCAD не го взема предвид.

4. Проверка на максималната гъвкавост на лентата

Стройност на компресираните елементи λ = lef / i, като правило, не трябва да надвишава граничните стойности λ u дадени в таблицата

Коефициентът α в тази формула е коефициентът на използване на профила, според изчислението за стабилност при централна компресия.

Освен изчислението на стабилността, това изчисление трябва да се направи за 2 равнини.

Ако профилът не пасва, е необходимо да промените секцията, като увеличите радиуса на инерция на секцията или промените модела на проектиране (променете закрепването или фиксирайте с връзки, за да намалите изчислената дължина).

Ако крайната гъвкавост е критичен фактор, може да се вземе най-малкият клас стомана. марката на стоманата не влияе на максималната гъвкавост. Най-добрият вариант може да се изчисли по метода на монтаж.

Височината на стелажа и дължината на рамото на приложение на силата P се избират конструктивно, съгласно чертежа. Да вземем напречното сечение на стелажа като 2W. Въз основа на съотношението h 0 / l = 10 и h / b = 1,5-2 избираме секция не повече от h = 450 mm и b = 300 mm.

Фигура 1 - Диаграма на натоварване и напречно сечение на стойката.

Общата маса на конструкцията е:

m = 20,1 + 5 + 0,43 + 3 + 3,2 + 3 = 34,73 тона

Теглото, което пристига на един от 8-те стелажа е:

P = 34,73 / 8 = 4,34 тона = 43400N - налягане на подпора.

Силата не действа в центъра на сечението, поради което предизвиква момент, равен на:

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

Помислете за подпора с кутия, заварена от две плочи

Определяне на ексцентриситетите:

Ако ексцентричността t xима стойност от 0,1 до 5 - ексцентрично компресиран (опънат) багажник; ако Tот 5 до 20, при изчислението трябва да се вземе предвид напрежението или компресията на гредата.

t x= 2,5 - ексцентрично компресирана (разпъната) стойка.

Определяне на размера на напречното сечение на стелажа:

Основното натоварване на подпората е надлъжната сила. Следователно, за да изберете секция, се използва изчисление на якостта на опън (натиск):

От това уравнение намерете необходимата площ на напречното сечение

, мм 2 (10)

Допустимото напрежение [σ] по време на издръжлива работа зависи от марката на стоманата, концентрацията на напрежението в сечението, броя на циклите на натоварване и асиметрията на цикъла. В SNiP допустимото напрежение по време на издръжлива работа се определя от формулата

(11)

Проектна устойчивост R Uзависи от концентрацията на напрежение и от границата на провлачване на материала. Концентрацията на напрежение в заварените съединения най-често се причинява от заварени шевове. Стойността на коефициента на концентрация зависи от формата, размера и местоположението на шевовете. Колкото по-висока е концентрацията на напрежение, толкова по-ниско е допустимото напрежение.

Най-натоварената част от конструкцията на пръчката, проектирана в експлоатация, се намира близо до мястото на нейното закрепване към стената. Закрепването с челни шевове на филе съответства на 6-та група, следователно, R U = 45МРа.

За 6-та група, с n = 10-6, а = 1,63;

Коефициент приотразява зависимостта на допустимите напрежения от индекса на асиметрия на цикъла p, равен на съотношението на минималното напрежение на цикъл към максималното, т.е.

-1≤ρ<1,

а също и от знака на стреса. Разтягането насърчава и компресията предотвратява напукването, следователно стойността γ за равно ρ зависи от знака на σ max. В случай на пулсиращо натоварване, когато σ мин= 0, ρ = 0 при компресия γ = 2 при напрежение γ = 1,67.

Тъй като ρ → ∞ γ → ∞. В този случай допустимото напрежение [σ] става много голямо. Това означава, че рискът от повреда от умора е намален, но не означава, че здравината е осигурена, тъй като е възможна повреда при първото натоварване. Следователно при определяне на [σ] е необходимо да се вземат предвид условията на статична якост и стабилност.

Статично напрежение (без огъване)

[σ] = R y. (12)

Стойността на проектното съпротивление R y според точката на провлачване се определя по формулата

(13)

където γ m е коефициентът на безопасност на материала.

За 09G2S σ T = 325 МРа, γ t = 1,25

При статично компресиране допустимото напрежение се намалява поради опасност от загуба на стабилност:

където 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. С малък ексцентриситет на приложението на натоварването можем да вземем φ = 0.6. Този фактор означава, че якостта на натиск на пръта поради изкривяване намалява до 60% от якостта на опън.

Заместваме данните във формулата:

Избираме най-малката от двете стойности [σ]. И в бъдеще ще се използва за изчисление.

Допустимо напрежение

Предоставяме данни по формулата:

Тъй като 295,8 mm 2 е изключително малка площ на напречното сечение, въз основа на структурните размери и величината на момента, ние увеличаваме до

Ще изберем номера на канала според района.

Минималната площ на канала трябва да бъде - 60 cm 2

Номер на канала - 40P. Има параметри:

h = 400 mm; b = 115 мм; s = 8 мм; t = 13,5 мм; F = 18,1 cm 2;

Получаваме площта на напречното сечение на стелажа, състояща се от 2 канала - 61,5 cm 2.

Заменете данните във формула 12 и изчислете отново напреженията:

= 146,7 МРа

Действащите напрежения в сечението са по-малки от граничните напрежения за метала. Това означава, че материалът на конструкцията може да издържи на приложеното натоварване.

Проверка на изчислението на общата стабилност на стелажите.

Такава проверка е необходима само под действието на надлъжни сили на натиск. Ако към центъра на секцията се прилагат сили (Mx = My = 0), тогава намаляването на статичната якост на стелажа поради загуба на стабилност се оценява чрез коефициента φ, който зависи от гъвкавостта на стелажа.

Гъвкавостта на стелажа по отношение на оста на материала (т.е. оста, пресичаща секционните елементи) се определя по формулата:

(15)

където - дължината на полувълната на извитата ос на стелажа,

μ е коефициентът в зависимост от условието за фиксиране; на конзолата = 2;

i min - радиус на въртене, се намира по формулата:

(16)

Заместваме данните във формулата 20 и 21:

Изчисляването на стабилността се извършва по формулата:

(17)

Коефициентът φ y се определя по същия начин, както при централната компресия, съгласно табл. 6 в зависимост от гъвкавостта на подпората λ y (λ yo) при огъване около оста y. Коефициент сотчита намаляването на стабилността от действието на момента М NS