P hoone karkass (joon. 5) on kunagi staatiliselt määramatu. Avastame määramatuse, mis põhineb vasaku ja parempoolse tugiposti võrdse jäikuse ja tugipostide liigendiga otsa horisontaalsete nihkete sama suurusel.

Riis. 5. Raami kujundusskeem

5.1. Geomeetriliste karakteristikute määramine

1. Racki sektsiooni kõrgus
. Võtame vastu
.

2. Rack sektsiooni laius võetakse vastavalt sortimendile, võttes arvesse sääre
mm .

3. Läbilõikepindala
.

Lõike takistusmoment
.

Staatiline hetk
.

Lõike inertsimoment
.

Lõike pöörderaadius
.

5.2. Koorma kogumine

a) horisontaalsed koormused

Lineaarsed tuulekoormused

, (N/m)

,

Kus - väärtust arvestav koefitsient tuule rõhk kõrguses (lisa tabel 8);

- aerodünaamilised koefitsiendid (at
võtan vastu
;
);

- koormuse töökindlustegur;

- tuulerõhu standardväärtus (vastavalt täpsustatule).

Tuulekoormusest tulenevad kontsentreeritud jõud riiuli ülaosa tasemel:

,
,

Kus - talu toetav osa.

b) vertikaalsed koormused

Kogume koormused tabelina.

Tabel 5

Koorma kogumine riiulile, N

Märkus.

1. Kattepaneelilt tulev koormus määratakse vastavalt tabelile 1

,
.

2. Määratakse tala koormus

.

3. Kaare enda kaal
määratletud:

Ülemine vöö
;

Alumine vöö
;

Riiulid.

Projekteerimiskoormuse saamiseks korrutatakse kaareelemendid arvuga , mis vastab metallile või puidule.

,
,
.

Tundmatu
:
.

Paindemoment posti põhjas
.

Külgjõud
.

5.3. Kontrolli arvutamine

Paindetasandil

1. Kontrollige normaalset pinget

,

Kus - koefitsient, võttes arvesse pikisuunalisest jõust tekkivat lisamomenti.

;
,

Kus - konsolideerimiskoefitsient (oletame 2,2);
.

Alapinge ei tohiks ületada 20%. Kui aga vastu võetakse minimaalsed mõõtmed nagid ja
, siis võib alapinge ületada 20%.

2. Tugiosa kontrollimine painde ajal mõranemise suhtes

.

3. Stabiilsuse kontroll lame kuju deformatsioon:

,

Kus
;
(Tabel 2 rakendus 4).

Painutustasandist

4. Stabiilsuskatse

,

Kus
, Kui
,
;

- ühenduste vaheline kaugus kogu riiuli pikkuses. Riiulite vaheliste ühenduste puudumisel võetakse hinnanguliseks pikkuseks riiuli kogupikkus
.

5.4. Rack vundamendile kinnitamise arvutus

Kirjutame koormused välja
Ja
tabelist 5. Raami vundamendile kinnitamise konstruktsioon on näidatud joonisel fig. 6.

Kus
.

Riis. 6. Raki vundamendile kinnitamise projekt

2. Survestress
, (Pa)

Kus
.

3. Kokkusurutud ja venitatud tsoonide mõõtmed
.

4. Mõõtmed Ja :

;
.

5. Maksimaalne tõmbejõud ankrutes

, (N)

6. Ankrupoltide nõutav ala

,

Kus
- koefitsient, võttes arvesse keerme nõrgenemist;

- koefitsient, mis võtab arvesse pinge kontsentratsiooni keermes;

- koefitsient, võttes arvesse kahe ankru ebaühtlast töötamist.

7. Nõutav ankru läbimõõt
.

Aktsepteerime läbimõõtu vastavalt sortimendile (lisa tabel 9).

8. Ankru aktsepteeritud läbimõõdu jaoks on traaversis vaja auk
mm.

9. Traaversi laius (nurk) joon. 4 peab olema vähemalt
, st.
.

Võtame sortimendi järgi võrdhaarse nurga (lisa tabel 10).

11. Jaotuskoormuse suurus riiuli laiuses (Joonis 7 b).

.

12. Paindemoment
,

Kus
.

13. Nõutav takistusmoment
,

Kus - terase projekteeritud takistuseks on oletatud 240 MPa.

14. Eelnevalt adopteeritud nurga jaoks
.

Kui see tingimus on täidetud, jätkame pinge kontrollimist, kui mitte, naaseme sammu 10 juurde ja aktsepteerime suuremat nurka.

15. Tavalised pinged
,

Kus
- töötingimuste koefitsient.

16. Traaversi läbipaine
,

Kus
Pa – terase elastsusmoodul;

- maksimaalne läbipaine (aktsepteeri ).

17. Valige horisontaalsete poltide läbimõõt, lähtudes nende paigutusest üle tera kahes reas piki riiuli laiust.
, Kus
- poltide telgede vaheline kaugus. Kui aktsepteerime metallpolte, siis
,
.

Võtame horisontaalsete poltide läbimõõdu vastavalt lisatabelile. 10.

18. Poldi väikseim kandevõime:

a) vastavalt äärmise elemendi kokkuvarisemise seisukorrale
.

b) vastavalt paindeseisundile
,

Kus
- rakendustabel. 11.

19. Horisontaalsete poltide arv
,

Kus
- väikseim kandevõime punktist 18;
- viilude arv.

Võtame poltide arvu paarisarvuks, sest Korraldame need kahes reas.

20. Ülekatte pikkus
,

Kus - poltide telgede vaheline kaugus piki kiude. Kui poldid on metallist
;

- distantside arv piki ülekatte pikkust.

1. Koorma kogumine

Enne terastala arvutamise alustamist on vaja koguda metalltalale mõjuv koormus. Sõltuvalt toime kestusest jagatakse koormused alaliseks ja ajutiseks.

• enda kaal metallist tala;
• põranda omakaal jne;

• pikaajaline koormus (kasulik koormus, võetakse sõltuvalt hoone otstarbest);
• lühiajaline koormus ( lumekoormus, aktsepteeritakse sõltuvalt hoone geograafilisest asukohast);
• erikoormus (seismiline, plahvatusohtlik jne. Selles kalkulaatoris ei arvestata);

Tala koormused jagunevad kahte tüüpi: disain ja standard. Tala tugevuse ja stabiilsuse arvutamiseks kasutatakse arvutuslikke koormusi (1 piirseisund). Standardkoormused on kehtestatud standarditega ja neid kasutatakse talade läbipainde arvutamiseks (2. piirseisund). Arvestuslikud koormused määratakse standardkoormuse korrutamisel töökindluse koormusteguriga. Selle kalkulaatori raames kasutatakse tala reservi läbipainde määramiseks arvestuslikku koormust.

Pärast põranda pinnakoormuse kogumist, mõõdetuna kg/m2, peate arvutama, kui suure osa sellest pinnakoormusest tala võtab. Selleks tuleb pinnakoormus korrutada talade sammuga (nn koormusriba).

Näiteks: me arvasime nii kogukoormus tulemuseks oli Qsurface = 500 kg/m2 ja talade samm oli 2,5 m.

See koormus sisestatakse kalkulaatorisse

Pärast diagrammide koostamist arvutatakse tugevus (1. piirseisund) ja läbipaine (2. piirolek). Tala valimiseks tugevuse järgi on vaja leida vajalik inertsimoment Wtr ja valida sortimendi tabelist sobiv metallprofiil.

4. Metalltala valik sortimendi tabelist

Kahest valikutulemusest (piirseisund 1 ja 2) valitakse suure sektsiooninumbriga metallprofiil.

1. Varda materjali kohta teabe hankimine, et määrata ridva maksimaalne painduvus arvutuste või tabeli järgi:

2. Teabe saamine ristlõike geomeetriliste mõõtmete, pikkuse ja otste kinnitusmeetodite kohta, et määrata varda kategooria sõltuvalt painduvusest:

μ kus A on ristlõike pindala; J m i n - minimaalne inertsimoment (teljelistest);

- vähendatud pikkuse koefitsient.

3. Arvutusvalemite valik kriitilise jõu ja kriitilise pinge määramiseks.

4. Kontrollimine ja jätkusuutlikkus.

Euleri valemi abil arvutamisel on stabiilsustingimus järgmine: F

- efektiivne survejõud;

Kus - lubatud ohutustegur. Yasinsky valemi abil arvutamisel

a, b - materjalist olenevad arvutuslikud koefitsiendid (koefitsientide väärtused on toodud tabelis 36.1).

Kui stabiilsustingimused ei ole täidetud, on vaja pindala suurendada

ristlõige

Mõnikord on vaja kindlaks määrata stabiilsusvaru antud koormusel:

Stabiilsuse kontrollimisel võrreldakse arvutatud vastupidavusvaru lubatavaga:

Näited probleemide lahendamisest

Lahendus 1. Varda painduvus määratakse valemiga 2. Defineeri

minimaalne raadius inerts ringi jaoks. Avaldiste asendamine Jmin Ja

1. A μ = 0,5.
2. (jaoring)

Pikkuse vähendamise tegur antud kinnitusskeemi jaoks Varda paindlikkus on võrdne

Stabiilsuse kontrollimisel võrreldakse arvutatud vastupidavusvaru lubatavaga:

Kriitiline jõud suureneb 4 korda.

Näide 3. Kuidas muutub kriitiline jõud stabiilsuse arvutamisel, kui I-profiili varras (joonis 37.3a, I-tala nr 12) asendatakse sama pindalaga ristkülikukujulise vardaga (joonis 37.3). b ) ? Muud disainiparameetrid ei muutu. Tehke arvutus Euleri valemi abil.

Stabiilsuse kontrollimisel võrreldakse arvutatud vastupidavusvaru lubatavaga:

1. Määrake ristküliku lõigu laius, lõigu kõrgus võrdub I-tala lõigu kõrgusega. I-tala nr 12 geomeetrilised parameetrid vastavalt standardile GOST 8239-89 on järgmised:

ristlõike pindala A 1 = 14,7 cm 2;

aksiaalsete inertsimomentide miinimum.

Tingimusel on ristkülikukujulise ristlõike pindala võrdne I-tala ristlõike pindalaga. Määrame riba laiuse 12 cm kõrgusel.

2. Määrame aksiaalsete inertsimomentide miinimumi.

3. Kriitiline jõud määratakse Euleri valemiga:

4. Kui muud asjaolud on võrdsed, on kriitiliste jõudude suhe võrdne minimaalsete inertsimomentide suhtega:

5. Seega on I-sektsiooniga nr 12 varda stabiilsus 15 korda suurem kui valitud ristkülikukujulise ristlõikega varda stabiilsus.

Näide 4. Kontrollige varda stabiilsust. Ühest otsast on kinnitatud 1 m pikkune varras, ristlõige kanal nr 16, materjal StZ, stabiilsusvaru kolmekordne. Varras on koormatud survejõuga 82 kN (joon. 37.4).

Stabiilsuse kontrollimisel võrreldakse arvutatud vastupidavusvaru lubatavaga:

1. Määrake varda sektsiooni peamised geomeetrilised parameetrid vastavalt standardile GOST 8240-89. Kanal nr 16: ristlõikepindala 18,1 cm 2; minimaalne telglõikemoment 63,3 cm 4 ; lõigu minimaalne pöörlemisraadius r t; n = 1,87 cm.

Materjali ülim paindlikkus StZ λpre = 100.

Varda konstruktsiooni paindlikkus pikkuses l = 1 m = 1000 mm

Arvutatav varras on väga painduv varras. Arvutamine toimub Euleri valemi abil.

4. Stabiilsusseisund

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

Näide 5. Joonisel fig. Joonisel 2.83 on kujutatud lennuki konstruktsiooni torukujulise toe konstruktsiooniskeem. Kontrollige aluse stabiilsust aadressil [ n y] = 2,5, kui see on valmistatud kroom-nikkelterasest, mille puhul E = 2,1*10 5 ja σ pts = 450 N/mm 2.

Stabiilsuse kontrollimisel võrreldakse arvutatud vastupidavusvaru lubatavaga:

Stabiilsuse arvutamiseks peab olema teada antud raami jaoks kriitiline jõud. Tuleb kindlaks teha, millise valemiga tuleks kriitilist jõudu arvutada, s.t. tuleb võrrelda riiuli painduvust selle materjali maksimaalse painduvusega.

Arvutame maksimaalse paindlikkuse väärtuse, kuna raami materjali λ kohta tabeliandmed puuduvad:

Arvutatud racki paindlikkuse määramiseks arvutame geomeetrilised omadused selle ristlõige:

Racki paindlikkuse määramine:

ja veenduge, et λ< λ пред, т. е. критическую силу можно опреде­лить ею формуле Эйлера:

Arvutame arvutatud (reaalse) stabiilsusteguri:

Seega n y > [ n y] 5,2% võrra.

Näide 2.87. Kontrollige määratud varraste süsteemi tugevust ja stabiilsust (joonis 2.86). Varraste materjal on St5 teras (σ t = 280 N/mm 2). Nõutavad ohutustegurid: tugevus [n]= 1,8; jätkusuutlikkus = 2.2. Vardad on ümmarguse ristlõikega d 1 = d 2= 20 mm, d 3 = 28 mm.

Stabiilsuse kontrollimisel võrreldakse arvutatud vastupidavusvaru lubatavaga:

Lõigates välja varraste kokkupuutekoha sõlme ja koostades sellele mõjuvate jõudude tasakaaluvõrrandid (joonis 2.86)

tuvastame, et antud süsteem on staatiliselt määramatu (kolm tundmatut jõudu ja kaks staatilist võrrandit). On selge, et varraste tugevuse ja stabiilsuse arvutamiseks on vaja teada nende ristlõigetes tekkivate pikisuunaliste jõudude suurust, st on vaja paljastada staatiline määramatus.

Koostame nihkeskeemi alusel nihkevõrrandi (joonis 2.87):

või asendades varraste pikkuste muutuste väärtused, saame

Olles lahendanud selle võrrandi koos staatika võrranditega, leiame:

Pinged varraste ristlõigetes 1 Avaldiste asendamine 2 (vt joonis 2.86):

Nende turvategur

Varda stabiilsuse ohutusteguri määramiseks 3 on vaja arvutada kriitiline jõud ja selleks on vaja kindlaks määrata varda painduvus, et otsustada, milline valem leida N Kp tuleks kasutada.

Seega λ 0< λ < λ пред и крити­ческую силу следует определять по эмпирической формуле:

Ohutusfaktor

Seega näitab arvutus, et stabiilsuse ohutustegur on lähedane nõutavale ja ohutustegur on nõutavast oluliselt kõrgem, st süsteemi koormuse suurenemisel kaotab varras stabiilsuse. 3 tõenäolisem kui varraste saagikuse tekkimine 1 Avaldiste asendamine 2.

Kolonn on ehitise kandekonstruktsiooni vertikaalne element, mis kannab koormused ülaltoodud konstruktsioonidelt vundamendile.

Terassammaste arvutamisel tuleb juhinduda standardist SP 16.13330 “Teraskonstruktsioonid”.

Sest terasest kolonn Tavaliselt kasutatakse I-tala, toru, ruudukujulist profiili või kanalite, nurkade ja lehtede liitsektsiooni.

Tsentraalselt kokkusurutud sammaste jaoks on optimaalne kasutada toru või ruudukujulist profiili - need on metalli kaalu poolest ökonoomsed ja kauni esteetilise välimusega, kuid siseõõnsusi ei saa värvida, mistõttu tuleb see profiil hermeetiliselt sulgeda.

Laia äärikuga I-talade kasutamine sammaste jaoks on laialt levinud - kui sammas pigistatakse ühes tasapinnas seda tüüpi profiil on optimaalne.

Väga oluline on kolonni vundamendi kinnitamise meetod. Kolonnil võib olla liigendkinnitus, mis on ühes tasapinnas jäik ja teises hingedega või 2 tasapinnas jäik. Kinnituse valik sõltub hoone konstruktsioonist ja on arvutuses olulisem, sest Kolonni projekteeritud pikkus sõltub kinnitusviisist.

Samuti on vaja kaaluda võre kinnitamise meetodit, seinapaneelid, talad või fermid sambale, kui koormus kantakse üle samba küljelt, siis tuleb arvestada ekstsentrilisusega.

Kui sammas on vundamendis kinni pigistatud ja tala jäigalt samba külge kinnitatud, siis on arvestuslikuks pikkuseks 0,5l, kuid arvutuses arvestatakse tavaliselt 0,7l, sest tala paindub koormuse mõjul ja täielikku muljumist ei toimu.

Praktikas ei arvestata kolonni eraldi, vaid programmis modelleeritakse hoone karkass või 3-dimensiooniline mudel, see laaditakse ja koostamisel arvutatakse sammas ja valitakse vajalik profiil, kuid programmides see võib olla keeruline arvesse võtta sektsiooni nõrgenemist poltide aukude tõttu, mistõttu on mõnikord vaja sektsiooni käsitsi kontrollida.

Kolonni arvutamiseks peame teadma võtmelõikudes esinevaid maksimaalseid surve-/tõmbepingeid ja momente, selleks konstrueeritakse pingediagrammid. Selles ülevaates käsitleme ainult kolonni tugevusarvutust ilma diagramme koostamata.

Arvutame veeru järgmiste parameetrite abil:

1. Keskne tõmbe-/survetugevus

2. Stabiilsus tsentraalse surve all (kahel tasapinnal)

3. Tugevus pikisuunalise jõu ja paindemomentide koosmõjul

4. Varda maksimaalse painduvuse kontrollimine (2 tasapinnas)

1. Keskne tõmbe-/survetugevus

Vastavalt SP 16.13330 punktile 7.1.1 standardtakistusega teraselementide tugevusarvutus R yn ≤ 440 N/mm2 tsentraalse pinge või jõuga N kokkusurumise korral peaks olema täidetud vastavalt valemile

A n on profiili neto ristlõikepindala, s.o. võttes arvesse selle nõrgenemist aukude poolt;

R y on valtsitud terase arvutuslik vastupidavus (olenevalt terase klassist, vt tabel B.5 SP 16.13330);

γ c on töötingimuste koefitsient (vt tabel 1 SP 16.13330).

Selle valemi abil saate arvutada profiili minimaalse vajaliku ristlõikepindala ja määrata profiili. Edaspidi saab kontrollarvutustes veeru sektsiooni valida ainult sektsiooni valiku meetodil, seega saame siin määrata lähtepunkti, millest väiksem sektsioon olla ei saa.

2. Stabiilsus tsentraalse surve all

Püsivusarvutused tehakse vastavalt SP 16.13330 punktile 7.1.3, kasutades valemit

A- profiili ristlõike kogupindala, st ilma selle nõrgenemist aukude tõttu arvesse võtmata;

R

γ

φ — stabiilsuskoefitsient tsentraalse kokkusurumise korral.

Nagu näete, on see valem väga sarnane eelmisele, kuid siin ilmub koefitsient φ , selle arvutamiseks peame esmalt arvutama varda tingimusliku paindlikkuse λ (tähistatud ülaloleva joonega).

Kus R y – terase arvutuslik takistus;

E— elastsusmoodul;

λ — varda painduvus, arvutatuna järgmise valemiga:

Kus l ef on varda projekteeritud pikkus;

i— sektsiooni pöörlemisraadius.

Hinnangulised pikkused l Konstantse ristlõikega sammaste (raamide) või astmeliste sammaste üksikute sektsioonide ef vastavalt SP 16.13330 punktile 10.3.1 tuleks määrata valemiga

Kus l— veeru pikkus;

μ — tegeliku pikkuse koefitsient.

Efektiivsed pikkusekoefitsiendid μ konstantse ristlõikega sambad (riiulid) tuleks määrata sõltuvalt nende otste kinnitamise tingimustest ja koormuse tüübist. Mõne otste kinnitamise juhtumi ja koormuse tüübi puhul väärtused μ on toodud järgmises tabelis:

Lõigu inertsiraadiuse leiate profiili vastavast GOST-ist, st. profiil tuleb juba eelnevalt täpsustada ja arvutus taandub lõikude loetlemisele.

Sest enamiku profiilide pöörlemisraadius kahel tasapinnal on erinevad tähendused 2 tasapinnal (ainult toru ja ruutprofiil on samad väärtused) ja kinnitus võib olla erinev ning sellest tulenevalt võivad ka projektpikkused olla erinevad, siis tuleb stabiilsusarvutused teha 2 tasapinnale.

Nüüd on meil kõik andmed tingimusliku paindlikkuse arvutamiseks.

Kui lõplik painduvus on suurem või võrdne 0,4, siis stabiilsuskoefitsient φ arvutatakse valemiga:

koefitsiendi väärtus δ tuleks arvutada järgmise valemi abil:

koefitsiendid α Ja β vaata tabelit

Koefitsiendi väärtused φ , mis arvutatakse selle valemiga, ei tohiks olla suurem kui (7,6/ λ 2) tingimusliku paindlikkuse väärtustega üle 3,8; 4.4 ja 5.8 vastavalt sektsioonitüüpidele a, b ja c.

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

Koefitsiendi väärtused φ on toodud lisas D SP 16.13330.

Nüüd, kui kõik lähteandmed on teada, teostame arvutuse alguses esitatud valemi abil:

Nagu eespool mainitud, on 2 tasapinna jaoks vaja teha 2 arvutust. Kui arvutus tingimust ei rahulda, siis valime uue profiili, millel on rohkem suur väärtus lõigu pöörlemisraadius. Saate ka muuta disaini skeem Näiteks vahetades hingedega tihendi jäigaks või kinnitades samba sildevahele sidemetega, saate varda projekteeritud pikkust vähendada.

Kokkusurutud elemente on soovitatav tugevdada avatud U-kujulise sektsiooni tahkete seintega laudade või restidega. Kui ribasid pole, tuleks stabiilsust kontrollida painde-väändumise korral vastavalt SP 16.13330 punktile 7.1.5.

3. Tugevus pikisuunalise jõu ja paindemomentide koosmõjul

Reeglina ei koormata kolonni mitte ainult aksiaalse survekoormusega, vaid ka näiteks tuulest tuleneva paindemomendiga. Moment moodustub ka siis, kui vertikaalkoormust rakendatakse mitte samba keskele, vaid küljelt. Sel juhul on vaja teha kontrollarvutus vastavalt punktile 9.1.1 SP 16.13330, kasutades valemit

Kus N— pikisuunaline survejõud;

A n on ristlõike netopindala (arvestades aukude nõrgenemist);

R y – konstruktsiooni terastakistus;

γ c on töötingimuste koefitsient (vt tabel 1 SP 16.13330);

n, Cx Ja Сy— tabeli E.1 SP 16.13330 kohaselt aktsepteeritud koefitsiendid

Mx Ja Minu- hetked suhtelised teljed X-X ja Y-Y;

W xn,min ja W yn,min - sektsiooni takistusmomendid X-X ja Y-Y telgede suhtes (leiate profiili GOST-ist või teatmeraamatust);

B— bimoment, SNiP II-23-81* puhul seda parameetrit arvutustes ei kaasatud, see parameeter võeti kasutusele deplanatsiooni arvestamiseks;

Wω,min – lõigu sektoraalne takistusmoment.

Kui esimese 3 komponendiga ei tohiks küsimusi tekkida, siis bi-momendi arvestamine tekitab omajagu raskusi.

Bimoment iseloomustab lõikedeplaneerimise lineaarsetesse pingejaotuse tsoonidesse sisseviidud muutusi ja on tegelikult vastassuundadesse suunatud momentide paar.

Väärib märkimist, et paljud programmid ei saa arvutada bi-momenti, sealhulgas SCAD, mis ei võta seda arvesse.

4. Varda maksimaalse painduvuse kontrollimine

Kokkusurutud elementide paindlikkus λ = lef / i ei tohiks reeglina piirväärtusi ületada λ u antud tabelis

Koefitsient α selles valemis on profiili kasutamise koefitsient vastavalt stabiilsuse arvutamisele tsentraalse kokkusurumise korral.

Nii nagu stabiilsusarvutus, tuleb see arvutus teha 2 tasapinna jaoks.

Kui profiil ei sobi, on vaja sektsiooni vahetada, suurendades sektsiooni pöörderaadiust või muutes konstruktsiooni skeemi (muuta kinnitusi või kinnitada sidemetega, et vähendada konstruktsiooni pikkust).

Kui kriitiline tegur on äärmine paindlikkus, siis võib võtta madalaima klassi terase, sest Terase klass ei mõjuta ülimat paindlikkust. Parim variant saab arvutada valikumeetodi abil.

Aluse kõrgus ja jõu rakendamise õla pikkus P valitakse konstruktiivselt, vastavalt joonisele. Võtame riiuli sektsiooni 2Ш. Suhte h 0 /l=10 ja h/b=1,5-2 alusel valime lõigu, mis ei ole suurem kui h=450mm ja b=300mm.

Joonis 1 – Racki laadimisskeem ja ristlõige.

Konstruktsiooni kogumass on:

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

Ühele 8-st riiulist saabuv kaal on:

P = 34,73 / 8 = 4,34 tonni = 43400N – rõhk ühele nagile.

Jõud ei toimi lõigu keskpunktis, seega põhjustab see momendi, mis on võrdne:

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

Vaatleme kahest plaadist keevitatud kasti sektsiooni riiulit

Ekstsentrilisuse määratlus:

Kui ekstsentrilisus t x on väärtusega 0,1 kuni 5 - ekstsentriliselt kokkusurutud (venitatud) hammas; Kui T 5 kuni 20, siis tuleb arvutamisel arvestada tala pinget või survet.

t x=2,5 - ekstsentriliselt kokkusurutud (venitatud) alus.

Racki sektsiooni suuruse määramine:

Riiuli peamine koormus on pikisuunaline jõud. Seetõttu kasutatakse ristlõike valimiseks tõmbe- (surve-) tugevuse arvutusi:

Sellest võrrandist leitakse vajalik ristlõikepindala

,mm 2 (10)

Lubatud pinge [σ] vastupidavustöödel sõltub terase margist, pinge kontsentratsioonist sektsioonis, laadimistsüklite arvust ja tsükli asümmeetriast. SNiP-s määratakse vastupidavustöö ajal lubatud pinge valemiga

(11)

Disaini vastupidavus R U sõltub pinge kontsentratsioonist ja materjali voolavuspiirist. Keevisliidete pingekontsentratsioonid on kõige sagedamini põhjustatud keevisõmblustest. Kontsentratsioonikoefitsiendi väärtus sõltub õmbluste kujust, suurusest ja asukohast. Mida suurem on pingekontsentratsioon, seda väiksem on lubatud pinge.

Töös kavandatud varraskonstruktsiooni enim koormatud osa asub selle seina külge kinnitamise koha lähedal. Kinnitus eesmise keevisõmblusega vastab rühmale 6, seega R U = 45 MPa.

6. rühmale, koos n = 10-6, a = 1,63;

Koefitsient juures peegeldab lubatud pingete sõltuvust tsükli asümmeetriaindeksist p, mis on võrdne tsükli minimaalse pinge suhtega maksimumiga, s.o.

-1≤ρ<1,

ja ka pingete märgil. Pinge soodustab ja kokkusurumine takistab pragude tekkimist, seega väärtust γ samal ρ sõltub märgist σ max. Pulseeriva koormuse korral, millal σ min= 0, ρ = 0 kokkusurumisel γ = 2 pingel γ = 1,67.

ρ→ ∞ γ→∞ korral. Sel juhul muutub lubatud pinge [σ] väga suureks. See tähendab, et väsimuse rikke oht väheneb, kuid ei tähenda, et tugevus on tagatud, kuna esimese koormuse korral on rike võimalik. Seetõttu tuleb [σ] määramisel arvestada staatilise tugevuse ja stabiilsuse tingimustega.

Staatilise venitamisega (ilma painutamata)

[σ] = R y. (12)

Arvutatud takistuse R y väärtus voolavuspiiri järgi määratakse valemiga

(13)

kus γ m on materjali usaldusväärsuse koefitsient.

09G2S jaoks σ T = 325 MPa, γ t = 1,25

Staatilise kokkusurumise ajal väheneb lubatud pinge stabiilsuse kaotuse ohu tõttu:

kus 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. Koormuse rakendamise väikese ekstsentrilisuse korral võite võtta φ = 0.6. See koefitsient tähendab, et varda survetugevus stabiilsuse kaotuse tõttu väheneb 60%-ni tõmbetugevusest.

Asendage andmed valemisse:

Kahest väärtusest [σ] valime väikseima. Ja edaspidi hakatakse selle põhjal arvutusi tegema.

Lubatud pinge

Paneme andmed valemisse:

Kuna 295,8 mm 2 on äärmiselt väike ristlõikepindala, siis lähtuvalt projekteerimismõõtmetest ja momendi suurusest suurendame seda kuni

Valime kanali numbri vastavalt piirkonnale.

Kanali minimaalne pindala peaks olema 60 cm2

Kanali number – 40P. Sellel on parameetrid:

h = 400 mm; b = 115 mm; s = 8 mm; t = 13,5 mm; F = 18,1 cm2;

Saame riiuli ristlõikepindala, mis koosneb 2 kanalist - 61,5 cm 2.

Asendame andmed valemiga 12 ja arvutame pinged uuesti:

=146,7 MPa

Efektiivsed pinged sektsioonis on väiksemad kui metalli piiravad pinged. See tähendab, et konstruktsiooni materjal talub rakendatavat koormust.

Riiulite üldise stabiilsuse kontrollarvutus.

Selline kontroll on vajalik ainult pikisuunaliste survejõudude rakendamisel. Kui sektsiooni keskkohale rakendatakse jõudu (Mx=My=0), hinnatakse tugiposti staatilise tugevuse vähenemist stabiilsuse vähenemise tõttu koefitsiendiga φ, mis sõltub tugiposti painduvusest.

Racki paindlikkus materjali telje (st sektsiooni elemente lõikuva telje) suhtes määratakse järgmise valemiga:

(15)

Kus – statiivi kõvera telje poollainepikkus,

μ – koefitsient olenevalt kinnitusseisundist; konsoolis = 2;

i min - inertsiraadius, leitud valemiga:

(16)

Asendame andmed valemitega 20 ja 21:

Stabiilsuse arvutused tehakse järgmise valemi abil:

(17)

Koefitsient φ y määratakse samamoodi nagu tsentraalse kokkusurumise korral vastavalt tabelile. 6 sõltuvalt toe painduvusest λ у (λ уо) ümber y-telje painutamisel. Koefitsient Koos võtab arvesse pöördemomendist tingitud stabiilsuse vähenemist M X.