Раздели на сайта
Избор на редакторите:
- Шест примера за компетентен подход към склонението на числата
- Лицето на зимата Поетични цитати за деца
- Урок по руски език "мек знак след съскащи съществителни"
- Щедрото дърво (притча) Как да измислим щастлив край на приказката Щедрото дърво
- План на урока за света около нас на тема „Кога ще дойде лятото?
- Източна Азия: страни, население, език, религия, история Като противник на псевдонаучните теории за разделянето на човешките раси на по-нисши и по-висши, той доказа истината
- Класификация на категориите годност за военна служба
- Малоклузия и армията Малоклузията не се приема в армията
- Защо сънувате мъртва майка жива: тълкувания на книги за сънища
- Под какви зодиакални знаци са родените през април?
реклама
Пет безплатни програми за разработчик на метални конструкции. Пример за изчисляване на триъгълна ферма Пример за изчисляване на метална ферма, изработена от трапецовидни канали |
Въведете размери в милиметри: х– Дължината на триъгълната ферма зависи от размера на участъка, който трябва да бъде покрит, и от начина на закрепването му към стените. Дървени триъгълни ферми се използват за участъци с дължина 6000-12000 mm. При избор на стойност хе необходимо да се вземат предвид препоръките на SP 64.13330.2011 „Дървени конструкции“ (актуализирано издание на SNiP II-25-80). Y– Височината на триъгълна ферма се задава в съотношение 1/5-1/6 от дължината х. З– дебелина, У– Ширина на дървения материал за направата на ферма. Необходимото сечение на гредата зависи от: натоварвания (постоянни - собственото тегло на конструкцията и покривен пай, както и временни - сняг, вятър), качеството на използвания материал, дължината на участъка, който трябва да се покрие. Подробни препоръки относно избора на напречно сечение на дървен материал за производството на ферма са дадени в SP 64.13330.2011 „Дървени конструкции“; Дърво за носещи елементи дървени конструкциитрябва да отговаря на изискванията на класове 1, 2 и 3 съгласно GOST 8486-86 „Дървен материал иглолистни видове. Технически условия”. С– Брой стелажи (вътрешни вертикални греди). Колкото повече стелажи, толкова по-висока е консумацията на материали, теглото и товароносимостта на фермата. Ако са необходими подпори за фермата (от значение за дълги ферми) и номериране на частите, маркирайте съответните елементи. Отбелязвайки опцията „Черно-бял чертеж“, ще получите чертеж, близък до изискванията на GOST, и ще можете да го отпечатате, без да губите цветна боя или тонер. Триъгълна дървени фермиизползва се главно за покриви от материали, изискващи значителен наклон. Онлайн калкулаторза да изчисли дървена триъгълна ферма, той ще помогне да се определи необходимото количество материал, ще направи чертежи на фермата с размери и номериране на частите, за да опрости процеса на сглобяване. Също така с помощта на този калкулатор можете да разберете обща дължинаи обема на дървения материал за покривната конструкция. Фермите се наричат плоски и пространствени основни структурис шарнирни връзки на елементи, натоварени изключително във възли. Шарнирът позволява въртене, така че се счита, че прътите под товар работят само в централен опън-компресия. Фермите ви позволяват значително да спестите материал при покриване на големи разстояния. Снимка 1 Фермите се класифицират:
Също така се отличава прости и сложни ферми. Най-простите се наричат ферми, образувани чрез последователно закрепване на шарнирен триъгълник. Такива конструкции се характеризират с геометрична неизменност и статична дефинируемост. Фермите със сложна конструкция обикновено са статически неопределени.
За успешни изчисления е необходимо да знаете видовете връзки и да можете да определяте реакциите на опорите. Тези задачи се разглеждат подробно в курса. теоретична механика. Разликата между натоварването и вътрешната сила, както и основните умения за определяне на последната, са дадени в курса по якост на материалите. Нека разгледаме основните методи за изчисляване на статично определени плоски ферми. Проекционен методНа фиг. 2 симетрични панти закрепена фермаобхват L = 30 m, състоящ се от шест панела 5 на 5 метра. Към горния пояс се прилагат единични натоварвания P = 10 kN. Нека определим надлъжните сили в прътите на фермата. Пренебрегваме собственото тегло на елементите. Фигура 2 Реакциите на опората се определят чрез привеждане на фермата към гредата върху две шарнирни опори. Големината на реакциите ще бъде R(A) = R(B)= ∑P/2 = 25 kN. Изграждаме диаграма на лъча на моментите и въз основа на нея - диаграма на лъчанапречни сили (това ще е необходимо за тестване). Приемаме положителната посока за тази, която ще усуче централната линия на лъча по часовниковата стрелка. Фигура 3 Метод на рязане на възелМетодът за рязане на възел се състои в изрязване на един конструктивен възел със задължителна замяна на изрязаните пръти с вътрешни сили, последвано от съставяне на уравнения за равновесие. Суми от проекции на сила върху оста координатите трябва да са нула. Първоначално се приема, че приложените сили са на опън, т.е. насочени встрани от възела. Истинската посока на вътрешните сили ще бъде определена по време на изчислението и обозначена с неговия знак.
Рационално е да се започне с възел, в който се срещат не повече от две пръчки. Нека създадем уравнения на равновесие за опората, A (фиг. 4). ∑ F(y) = 0: R(A) + N(A-1) = 0 ∑ F(x) = 0: N (A-8) = 0 Очевидно е, че N(A-1)= -25kN. Знакът минус означава компресия, силата е насочена към възела (ще отразим това в крайната диаграма). Условие на равновесие за възел 1: ∑ F(y) = 0: -N(A-1) - N (1−8)∙cos45° = 0 ∑ F(x) = 0: N (1−2) + N (1−8)∙sin45° = 0 От първия израз, който получаваме N (1−8) = -N(A-1)/cos45° = 25kN/0,707 = 35,4 kN. Стойността е положителна, скобата изпитва напрежение. N (1−2)= -25 kN, горният пояс е компресиран. Използвайки този принцип, може да се изчисли цялата структура (фиг. 4). Фигура 4 Метод на разделаФермата е мислено разделена от секция, минаваща през най-малко три пръта, два от които са успоредни един на друг. Тогава помислете баланс на една от частите на конструкцията. Напречното сечение е избрано по такъв начин, че сумата от проекциите на силата да съдържа едно неизвестно количество. Нека изпълним раздел I-I(фиг. 5) и изхвърлете дясната страна. Нека заменим прътите със сили на опън. Нека обобщим силите по осите: ∑ F(y) = 0: R(A)-P+ N(9−3) N(9−3)= P - R(A)= 10 kN - 25 kN = -15 kN Постът 9−3 е компресиран. Фигура 5 Методът на проекцията е удобен за използване при изчисленията на ферми с паралелни корди, натоварени с вертикално натоварване. В този случай не е необходимо да се изчисляват ъглите на наклона на силите спрямо ортогоналните координатни оси. Последователно изрязване на възлии чрез чертане на сечения ще получим стойностите на силите във всички части на конструкцията. Недостатъкът на проекционния метод е, че грешен резултат в ранните етапи на изчислението ще доведе до грешки във всички следващи изчисления.
Изисква съставяне на моментно уравнение спрямо точката на пресичане на две неизвестни сили. Както при метода на сечението, три пръта (единият от които не се пресича с другите) се изрязват и заместват от сили на опън.
Нека разгледаме раздел II-II (фиг. 5). Пръти 3−4 и 3−10 се пресичат във възел 3, пръти 3−10 и 9−10 се пресичат във възел 10 (точка K). Нека създадем моментни уравнения. Сумите на моментите около пресечните точки ще бъдат равни на нула. Приемаме момента, който завърта структурата по посока на часовниковата стрелка, като положителен. ∑ m(3)= 0: 2d∙ R(A)- d∙P - h∙ N(9−10) = 0 ∑ m(K)= 0: 3d∙ R(A)- 2d∙P - d∙P + h∙ N(3−4) = 0 От уравненията изразяваме неизвестните: N(9−10)= (2d∙ R(A)- d∙P)/h = (2∙5m∙25kN - 5m∙10kN)/5m = 40 kN (опън) N(3−4)= (-3d∙ R(A)+ 2d∙P + d∙P)/h = (-3∙5m∙25kN + 2∙5m∙10kN + 5m∙10kN)/5m = -45 kN (компресия) Методът на моментната точка позволява определят вътрешните усилиянезависимо един от друг, така че влиянието на един грешен резултат върху качеството на следващите изчисления е изключено. Този метод може да се използва при изчисляването на някои сложни статично детерминирани ферми (фиг. 6). Фигура 6 Необходимо е да се определи силата в горния колан 7−9. Известни размери d и h, натоварване P. Реакции на опори R(A) = R(B)= 4.5P. Нека да начертаем сечение I-I и да обобщим моментите спрямо точка 10. Силите от скобите и долния хорда няма да паднат в уравнението на равновесието, тъй като те се събират в точка 10. По този начин се отърваваме от пет от шестте неизвестни: ∑ м(10)= 0: 4d∙ R(A)- d∙P∙(4+3+2+1) + h∙ O(7−9) = 0 O(7−9)= -8d∙P/h Прът, в който силата е нула, се нарича нула. Има редица специални случаи, при които е гарантирано да се появи нулев прът.
Фигура 7
Фигура 8
Използвайки метода за изрязване на възли и познавайки правилата на нулевия прът, можете да проверите изчисленията, направени по други методи.
Изчисляване на ферми на персонален компютърСъвременните изчислителни системи се основават на метода на крайните елементи. С тяхна помощ се извършват изчисления на ферми с всякаква форма и геометрична сложност. Професионалните софтуерни пакети Stark ES, SCAD Office, PC Lyra имат широка функционалност и, за съжаление, висока цена, а също така изискват задълбочено разбиране на теорията на еластичността и структурната механика. Подходящо за образователни цели безплатни аналози, например Polyus 2.1.1. В Polyus можете да изчислите плоски статично определени и неопределени прътови конструкции (греди, ферми, рамки) за силово действие, да определите премествания и температурни ефекти. Пред нас е диаграма на надлъжните сили за фермата, показана на фиг. 2. Ординатите на графиката съвпадат с резултатите, получени ръчно. Фигура 9 Как да използвате програмата Polyus
Като пример, нека изчислим сложна скована ферма, разглеждана в метода на моментната точка (фиг. 6). Да вземем размерите и натоварванията: d = 3m, h = 6m, P = 100N. Съгласно получената по-рано формула стойността на силата в горния пояс на фермата ще бъде равна на: O(7−9)= -8d∙P/h = -8∙3m∙100N/6m = -400 N (компресия) Диаграма на надлъжните сили, получени в Polyus: Фигура 10 Стойностите са същите, дизайнът е моделиран правилно.
Библиография
Пример. Изчисляване на фермата.Необходимо е да се изчислят и изберат напречните сечения на елементите на фермата на промишлена сграда. Във фермата, в средата на участъка има фенер с височина 4 метра. Размах на фермата L = 24 m; разстояние между фермите b = 6 m; фермен панел d = 3 м. Топъл покрив върху едропанелни стоманобетонни плочи с размери 6 X 1,6 м. Снежна площ III. Материал за ферми марка St. 3. Коефициент на работни условия за компресирани елементи на фермата m = 0,95, за елементи на опън m = 1. 1) Проектни натоварвания. Дефиницията на проектните натоварвания е дадена в таблицата. Собствено тегло стоманени конструкцииприблизително приети в съответствие с таблицата Приблизителни тегла на стоманена рамка промишлени сградив kg на 1m2 сграда: ферми - 25 kg/m2, фенер - 10 kg/m2, връзки - 2 kg/m2. Натоварване от снягза район III 100 kg/m2; натоварването от сняг извън навеса поради възможни преспи се приема с коефициент c = 1,4 (виж ). на фенера q 1 = 350 + 140 = 490 kg/m 2 ; във фермата q 2 = 350 + 200 = 550 kg/m 2. 2) Възлови натоварвания. Изчисляването на възловите натоварвания е дадено в таблицата. Възловите натоварвания P 1, P 2, P 3 и P 4 се получават като продукт на равномерно разпределено натоварване върху съответните товарни площи. Натоварването G 1 се добавя към натоварването P 3, състоящо се от теглото на страничните плочки от 135 kg/m и теглото на остъклените повърхности на фенера с височина 3 m, взето равно на 35 kg/m 2. Локално натоварване Р m, показано с пунктирана линия на фигурата, възниква поради опора стоманобетонни плочи 1,5 м ширина в средата на панела и предизвиква огъване на горната лента. Стойността му вече е взета предвид при изчисляването на възловите натоварвания P 1 - P 4. 3) Определение за усилие. Ние определяме силите в елементите на фермата графично, конструирайки диаграма на Кремона-Максуел. Намерените стойности на изчислените сили се записват в таблицата. Горният колан е подложен освен на компресия и на локално огъване. Забележка.Проектните напрежения в компресираните елементи на фермата се определят, като се вземе предвид коефициентът на работните условия (m - 0,95), за да се сравнят във всички случаи с проектното съпротивление. в първия панел във втория панел 4) Избор на секции. Започваме избора на секции от най-натоварения елемент на горния пояс, който има N = - 68,4 t и M2 = 3,3 tm. Очертаваме разрез от два равнобедрени ъгъла 150 X 14, за които намираме от таблиците за асортимент геометрични характеристики: F = 2 * 40,4 = 80,8 cm 2, момент на съпротивление за най-компресирания (горен) участък от влакна W cm 1 = 203 X 2 = 406 cm 3; ρ = W/F = 406/80,8 = 5,05 cm, r x = 4,6 cm; r y = 6,6 см. Тук коефициентът η = 1,3 е взет от таблицата. 4 приложения II. Тъй като e1< 4, то проверку сечения производим по , определив предварительно φ вн по табл. 2 приложения II в зависимости от e 1 = 1,4 и = 65 (интерполяцией между четырьмя ближайшими значениями е 1 и λ): φ вн = 0,45. Проверка на напрежението Проверяваме напрежението в равнина, перпендикулярна на равнината на действие на въртящия момент, използвайки формула (28.VIII), за която първо определяме коефициента c, използвайки формула (29.VIII) Волтаж Проверяваме елемента на горния акорд B 4 за избраната секция. Силата в елемента е N = - 72,5 t, няма огъващ момент. Сечение от два ъгъла 150 X 14. Гъвкавост Коефициенти:φ x = 0,83; φу = 0,68. Волтаж Запазваме приетия участък на колана поради конструктивни причини. Първият панел на горната обшивка е подложен само на локално огъване, в резултат на което неговото напречно сечение не трябва да определя избора на профили за ъглите на обшивката, които са предназначени главно за работа на компресия. Следователно, оставяйки същите два ъгъла 150 X 14 в първия панел, притиснете ги с вертикален лист 200 X 12, разположен между ъглите, и проверете получения участък за огъване. Определете позицията на центъра на тежестта на секцията: където z 0 и z l са разстоянията до центровете на тежестта на ъглите и листа от горния ръб на ъглите; Момент на инерция Момент на съпротива Най-високо напрежение на опън В таблицата по-горе въвеждаме изчислените данни за избрания участък от горния хорд. За това намираме необходимите минимални радиусиинерция (като се има предвид, че l x = 0,8l): От таблицата се определят равностранните ъгли, които най-добре отговарят на получените радиуси на инерция. 1 приложение III. Можете също да използвате данните в табл. 32 за равнобедрени ъгли: Тези данни най-точно съответстват на ъглите 75 X 6, имащи r x = 2,31 cm и r y - 3,52 cm. Тези ъгли са приети за средните скоби на фермите и са изброени в таблицата по-горе. Въпреки че скобата D 4 е разтегната, както бе споменато по-горе, в резултат на възможно асиметрично натоварване, средните скоби могат да изпитат лека компресия, т.е. да променят знака на силата. Затова те винаги се тестват за максимална гъвкавост. Първата скоба има голяма сила, но по-малка от долната хорда; но поради факта, че е компресиран, профилът на долния пояс на ъглите 130 X 90 X 8 е недостатъчен за него. Трябва да въведем друг, четвърти, профил - ъгъл 150 X 100 X 10. Накрая, за опъната скоба D 2 се получават ъгли 65 X 6. Използваме същите ъгли за стелажите (за да не въвеждаме нов профил). Проверката на напрежението, дадена в таблицата по-горе, показва, че няма пренапрежения в елементите на фермата или превишаване на максималната тънкост. "Проектиране на стоманени конструкции"
При избора на секции от елементи на фермата е необходимо да се стремите към възможно най-малък брой различни номера и калибри ъглови профили, за да се опрости валцуването и да се намалят разходите за транспортиране на метал (тъй като валцуването във фабриките е специализирано по профили). Обикновено е възможно рационално да се изберат секции от елементи покривни ферми, използвайки ъгли в рамките на 5 - 6 различни калибра. Изборът на раздели започва с компресиран...
В критично състояние е възможна загуба на стабилност на компресиран прът във всяка посока. Да разгледаме две основни посоки - в равнината на фермата и от равнината на фермата. Възможна деформация на горния пояс на фермата по време на загуба на стабилност в равнината на фермата може да възникне, както е показано на фигурата, а, т.е. между възлите на фермата. Тази форма на деформация съответства на основния случай на надлъжно огъване... Изборът на вида на ъглите за горния компресиран пояс на фермите за греди се извършва, като се вземе предвид минималната консумация на метал, осигуряваща еднаква стабилност на колана във всички посоки, както и създаване на необходимата твърдост от равнината на фермата за лекота на транспортиране и монтаж. Тъй като изчислените дължини на хордата в равнината и от равнината на фермата в много случаи се различават значително една от друга (lу =... Изчислението на ферми е програма, използвана за изчисляване на равнинни ферми. ИзползванеБлагодарение на този софтуер ще можете да определите натоварването за конструкции от избрания тип (дори дървени ферми се поддържат), както и да оцените нивото на тяхната здравина и стабилност. Това ще помогне да се идентифицират всички недостатъци и грешки, които понякога се „пропускат“ незабелязано на етапа на проектиране. ФункционаленТова решение е подобрена версия на програмата, за която говорихме в друг преглед. От Crystal е заимстван режимът за изчисляване на фермите. Въпреки това, разбира се, „фермата“ има много по-развита, подобрена функционалност от своя предшественик. Например, разработчикът използва в своя продукт тези прототипи, които най-често се срещат в тази област на дейност. В допълнение към каталога напречни решеткимного повече опции са добавени за секции, отколкото в Crystal. Освен това прозорецът за избор на стомана стана по-удобен за потребителя. Работата с програмата Truss Calculation става автоматично. Потребителят няма да трябва самостоятелно да генерира модел на ферма, тъй като изчислението ще бъде извършено съответно готов шаблон, избрани от каталога. Строителство схема за проектиранеусилие и геометричен дизайн се извършва в AutoCad, което е много по-удобно за специалист от обикновен отчет в текстов редактор. В допълнение към създаването на ферма в тази програма, можете също да импортирате тук проекти, създадени в друг софтуер (DFX формат). Основни функции
Дизайн метални конструкции- един от най-важните областистроителни дейности. За определяне на необходимите параметри на профила се използва скъп лиценз софтуер, изискваща наличност специализирано образованиеи умения за работа с определен софтуерен пакет. В същото време има ситуации, когато трябва да направите чертеж „на колене“, да изберете необходимия валцуван метал, да изчислите теглото на гредата, за да определите цената и да поръчате метала. В случаите, когато не е възможно да се използват специални програми, безплатни онлайн и настолни програми могат да станат удобни помощници при изчисляване на метални конструкции:
1. Метален калкулатор ArsenalФирма Арсенал предоставя възможност на всеки да спести своето време, използвайки фирменото десктоп програмаза изчисляване на теоретичното тегло метален профилвсякакви видове, включително черна и неръждаема стомана, както и цветни метали. Наличен на уебсайта онлайн версия на програмата . За да изчислите профила, трябва да въведете информация за дебелината на метала, дължината на сегмента, височината и ширината. Можете също така да изберете марка валцуван профил от асортимента и да зададете необходимата дължина. В този случай програмата ще го открие размерии тегло автоматично. 2. Онлайн калкулатор за метал MetalcalcОнлайн калкулатор Metalcalc- удобен ресурс за определяне на теглото и дължината на валцувания метал. При настройка на осн технически параметрипродукт (сортиментен номер или габаритни размери на профила, неговата дължина), програмата ще определи теглото му. Изчисленията се извършват въз основа на текущи GOSTsи се отличават с максимална точност. Програмата има и функция за обратно преизчисляване. Ако посочите теглото и стандартния размер на профила, услугата ще изчисли неговата дължина. Ресурсът е напълно безплатен и лесен за използване. 3. Безплатна онлайн програма sopromat.org за изчисляване на греди и фермиНа сайта Sopromat.orgпредставени безплатна онлайн програмаза изчисляване на греди и ферми по метода на крайните елементи. Изчислението може да се извърши, наред с други неща, за статично неопределени рамки. Услугата може да бъде полезна и за двамата студенти курсова работа, а за практикуващи инженери да определят параметрите на реални метални конструкции. Онлайн ресурсът ви позволява да:
Уебсайтът винаги съдържа най-новата версия на програмата. Има версия Миниза изтегляне и работа мобилни устройства. Мобилната програма има всички предимства на пълната версия. 4. Изчисляване на греди в SopromatguruВ близко бъдеще авторите планират да добавят функция за изчисляване на ферми към програмата. Днес онлайн ресурсът ви позволява да зададете параметрите на лъча, да поддържате, зареждате и да получите диаграма безплатно. За да получат достъп до подробно изчисление, авторите на програмата искат символично плащане. Заслужава да се отбележи, че онлайн услугата е красиво проектирана и оборудвана с ясен интерфейс. 5. Безплатна настолна програма „Ферма“Малка програма Фермави позволява да изчислите планарна статично определена ферма и да запазите резултатите. За да започнете, трябва да зададете геометрични параметриферми (размери на пръти, височини, позиции на скоби, товари). Изчислението се извършва с помощта на метода на рязане на възел. Определят се силите в прътите на фермите, както и реакциите на опорите. Максималният брой на фермовите панели е 16, броят на товарите е не повече от 20. Софтуерният пакет може да се използва и за изчисляване на статично неопределени ферми. |
Прочети: |
---|
Популярен:
Афоризми и цитати за самоубийство |
Нов
- Лицето на зимата Поетични цитати за деца
- Урок по руски език "мек знак след съскащи съществителни"
- Щедрото дърво (притча) Как да измислим щастлив край на приказката Щедрото дърво
- План на урока за света около нас на тема „Кога ще дойде лятото?
- Източна Азия: страни, население, език, религия, история Като противник на псевдонаучните теории за разделянето на човешките раси на по-нисши и по-висши, той доказа истината
- Класификация на категориите годност за военна служба
- Малоклузия и армията Малоклузията не се приема в армията
- Защо сънувате мъртва майка жива: тълкувания на книги за сънища
- Под какви зодиакални знаци са родените през април?
- Защо мечтаете за буря на морските вълни?