P okvir zgrade (sl. 5) je jednom statički neodređen. Otkrivamo neodređenost temeljenu na uvjetu jednake krutosti lijevog i desnog podupirača i iste veličine horizontalnih pomaka zglobnog kraja podupirača.

Riža. 5. Dijagram dizajna okvira

5.1. Određivanje geometrijskih karakteristika

1. Visina dijela stalka
. Prihvatimo
.

2. Širina dijela regala uzima se prema asortimanu, uzimajući u obzir dršku
mm .

3. Područje presjeka
.

Moment otpora presjeka
.

Statički moment
.

Moment tromosti presjeka
.

Radijus vrtnje presjeka
.

5.2. Prikupljanje opterećenja

a) horizontalna opterećenja

Linearna opterećenja vjetrom

, (N/m)

,

Gdje - koeficijent koji uzima u obzir vrijednost tlak vjetra po visini (Dodatak Tablica 8);

- aerodinamički koeficijenti (at
m prihvatiti
;
);

- faktor pouzdanosti opterećenja;

- standardna vrijednost tlaka vjetra (kako je navedeno).

Koncentrirane sile od opterećenja vjetrom na razini vrha nosača:

,
,

Gdje - prateći dio farme.

b) vertikalna opterećenja

Opterećenja ćemo prikupiti u tabelarnom obliku.

Tablica 5

Skupljanje tereta na stalku, N

Bilješka:

1. Opterećenje od pokrovne ploče određuje se prema tablici 1

,
.

2. Određuje se opterećenje od grede

.

3. Vlastita težina luka
definirano:

Gornji pojas
;

Donji pojas
;

Stalci.

Da bi se dobilo proračunsko opterećenje, lučni elementi se množe s , što odgovara metalu ili drvu.

,
,
.

Nepoznato
:
.

Moment savijanja u podnožju stupa
.

Bočna sila
.

5.3. Izračun provjere

U ravnini savijanja

1. Provjerite normalne napone

,

Gdje - koeficijent koji uzima u obzir dodatni moment od uzdužne sile.

;
,

Gdje - koeficijent konsolidacije (pretpostaviti 2,2);
.

Podnapon ne smije biti veći od 20%. Međutim, ako se prihvati minimalne dimenzije stalci i
, tada podnapon može premašiti 20%.

2. Provjera potpornog dijela na pucanje tijekom savijanja

.

3. Provjera stabilnosti ravnog oblika deformacija:

,

Gdje
;
(Tablica 2, dodatak 4).

Iz ravnine savijanja

4. Ispitivanje stabilnosti

,

Gdje
, Ako
,
;

- razmak između priključaka duž duljine stalka. U nedostatku veza između regala, ukupna duljina regala uzima se kao procijenjena duljina
.

5.4. Izračun pričvršćivanja stalka na temelj

Zapišimo opterećenja
I
iz tablice 5. Dizajn pričvršćivanja stalka na temelj prikazan je na sl. 6.

Gdje
.

Riža. 6. Dizajn pričvršćivanja stalka na temelj

2. Tlačno naprezanje
, (Pa)

Gdje
.

3. Dimenzije stisnute i istegnute zone
.

4. Dimenzije I :

;
.

5. Maksimalna vlačna sila u sidrima

, (N)

6. Potrebna površina sidrenih vijaka

,

Gdje
- koeficijent koji uzima u obzir slabljenje niti;

- koeficijent koji uzima u obzir koncentraciju naprezanja u niti;

- koeficijent koji uzima u obzir neravnomjeran rad dva sidra.

7. Potreban promjer sidra
.

Promjer prihvaćamo prema sortimentu (prilog tablica 9).

8. Za prihvaćeni promjer sidra bit će potrebna rupa u traverzi
mm.

9. Širina traverze (kuta) sl. 4 mora biti najmanje
, tj.
.

Uzmimo jednakokračni kut prema sortimentu (prilog tablice 10).

11. Veličina raspodjele opterećenja duž širine stalka (Slika 7 b).

.

12. Moment savijanja
,

Gdje
.

13. Potreban moment otpora
,

Gdje - proračunska otpornost čelika pretpostavlja se da je 240 MPa.

14. Za unaprijed usvojeni kut
.

Ako je ovaj uvjet ispunjen, nastavljamo s provjerom napona; ako nije, vraćamo se na korak 10 i prihvaćamo veći kut.

15. Normalna naprezanja
,

Gdje
- koeficijent uvjeta rada.

16. Poprečni otklon
,

Gdje
Pa – modul elastičnosti čelika;

- maksimalni otklon (prihvati ).

17. Odaberite promjer vodoravnih vijaka iz uvjeta njihovog postavljanja preko vlakana u dva reda duž širine stalka
, Gdje
- udaljenost između osi vijaka. Ako prihvatimo metalne vijke, onda
,
.

Uzmimo promjer vodoravnih vijaka prema tablici u prilogu. 10.

18. Najmanja nosivost vijka:

a) prema uvjetu kolapsa najudaljenijeg elementa
.

b) prema stanju savijanja
,

Gdje
- stol za primjenu. jedanaest.

19. Broj vodoravnih vijaka
,

Gdje
- najmanju nosivost iz točke 18.;
- broj kriški.

Uzmimo da je broj vijaka paran broj, jer Slažemo ih u dva reda.

20. Duljina prekrivanja
,

Gdje - udaljenost između osi vijaka duž vlakana. Ako su vijci metalni
;

- broj udaljenosti po duljini prekrivača.

1. Prikupljanje opterećenja

Prije početka izračuna čelične grede potrebno je prikupiti opterećenje koje djeluje na metalnu gredu. Ovisno o trajanju djelovanja opterećenja se dijele na trajna i privremena.

• vlastitu težinu metalna greda;
• vlastita težina poda i sl.;

• dugotrajno opterećenje (korisno opterećenje, uzeto ovisno o namjeni zgrade);
• kratkotrajno opterećenje ( opterećenje snijegom, prihvaća se ovisno o geografskom položaju zgrade);
• posebno opterećenje (seizmičko, eksplozivno, itd. Nije uzeto u obzir u ovom kalkulatoru);

Opterećenja na gredu podijeljena su u dvije vrste: dizajn i standard. Projektirana opterećenja koriste se za izračunavanje čvrstoće i stabilnosti grede (1 granično stanje). Standardna opterećenja utvrđuju se normama i služe za proračun greda na progib (2. granično stanje). Projektirana opterećenja određuju se množenjem standardnog opterećenja s faktorom opterećenja pouzdanosti. U okviru ovog kalkulatora proračunsko opterećenje se koristi za određivanje progiba grede do rezerve.

Nakon što ste prikupili površinsko opterećenje poda, mjereno u kg/m2, trebate izračunati koliki dio tog površinskog opterećenja nosi greda. Da biste to učinili, morate površinsko opterećenje pomnožiti s nagibom greda (tzv. traka opterećenja).

Na primjer: Mislili smo to ukupno opterećenje rezultat je Qpovršina = 500 kg/m2, a razmak greda 2,5 m. Tada će raspodijeljeno opterećenje na metalnu gredu biti: Qraspodijeljeno = 500 kg/m2 * 2,5 m = 1250 kg/m. Ovo opterećenje se unosi u kalkulator

Zatim se konstruira dijagram momenata i poprečnih sila. Dijagram ovisi o obrascu opterećenja grede i vrsti nosača grede. Dijagram je konstruiran prema pravilima građevinske mehanike. Za najčešće korištene sheme opterećenja i potpore postoje gotove tablice s izvedenim formulama za dijagrame i progibe.

Nakon izrade dijagrama vrši se proračun čvrstoće (1. granično stanje) i progiba (2. granično stanje). Za odabir grede na temelju čvrstoće potrebno je pronaći potrebni moment tromosti Wtr i odabrati odgovarajući metalni profil iz tablice asortimana. Vertikalni maksimalni puni otklon uzima se prema tablici 19 iz SNiP 2.01.07-85 * (Opterećenja i udarci). Točka 2.a ovisno o rasponu. Na primjer, maksimalni otklon je full=L/200 s rasponom od L=6m. znači da će kalkulator odabrati dio valjanog profila (I-greda, kanal ili dva kanala u kutiji), čiji maksimalni otklon neće prelaziti full=6m/200=0,03m=30mm. Za odabir metalnog profila na temelju progiba treba pronaći traženi moment tromosti Itr, koji se dobiva iz formule za određivanje najvećeg progiba. Također se odabire odgovarajući metalni profil iz tablice asortimana.

Iz dva rezultata odabira (granično stanje 1 i 2) odabire se metalni profil s velikim brojem presjeka.

1. Dobivanje podataka o materijalu štapa za određivanje maksimalne fleksibilnosti štapa izračunom ili prema tablici:

2. Dobivanje podataka o geometrijskim dimenzijama poprečnog presjeka, duljine i načina učvršćivanja krajeva za određivanje kategorije šipke ovisno o fleksibilnosti:

gdje je A površina poprečnog presjeka; J m i n - minimalni moment tromosti (od aksijalnih);

μ - koeficijent smanjene duljine.

3. Izbor proračunskih formula za određivanje kritične sile i kritičnog naprezanja.

4. Provjera i održivost.

Kada se računa pomoću Eulerove formule, uvjet stabilnosti je:

F- efektivna sila pritiska; - dopušteni faktor sigurnosti.

Kada se izračuna pomoću formule Yasinsky

Gdje a, b- proračunski koeficijenti ovisno o materijalu (vrijednosti koeficijenata dane su u tablici 36.1)

Ako nisu ispunjeni uvjeti stabilnosti, potrebno je povećati površinu poprečni presjek.

Ponekad je potrebno odrediti granicu stabilnosti pri određenom opterećenju:

Pri provjeri stabilnosti izračunata granica izdržljivosti uspoređuje se s dopuštenom:

Primjeri rješavanja problema

Riješenje

1. Fleksibilnost štapa određena je formulom

2. Definirajte minimalni radijus inercija za krug.

Zamjena izraza za J min I A(odjeljak krug)

1. Faktor smanjenja duljine za danu shemu pričvršćivanja μ = 0,5.
2. Fleksibilnost štapa bit će jednaka

Primjer 2. Kako će se promijeniti kritična sila za štap ako se promijeni način učvršćivanja krajeva? Usporedite prikazane dijagrame (Sl. 37.2)

Riješenje

Kritična sila će se povećati 4 puta.

Primjer 3. Kako će se promijeniti kritična sila pri proračunu stabilnosti ako se štap I-presjeka (Sl. 37.3a, I-nosač br. 12) zamijeni štapom pravokutnog presjeka iste površine (Sl. 37.3 b ) ? Ostali parametri dizajna se ne mijenjaju. Izvršite izračun pomoću Eulerove formule.

Riješenje

1. Odredite širinu presjeka pravokutnika, visina presjeka jednaka je visini presjeka I-grede. Geometrijski parametri I-grede br. 12 prema GOST 8239-89 su sljedeći:

poprečni presjek područja A 1 = 14,7 cm2;

minimum aksijalnih momenata tromosti.

Prema uvjetu, površina pravokutnog poprečnog presjeka jednaka je površini poprečnog presjeka I-grede. Odredite širinu trake na visini od 12 cm.

2. Odredimo minimum aksijalnih momenata tromosti.

3. Kritična sila određena je Eulerovom formulom:

4. Pod ostalim uvjetima, omjer kritičnih sila jednak je omjeru minimalnih momenata tromosti:

5. Dakle, stabilnost štapa s I-presjekom br. 12 je 15 puta veća od stabilnosti štapa odabranog pravokutnog presjeka.

Primjer 4. Provjerite stabilnost šipke. Na jednom kraju je stegnuta šipka duljine 1 m, presjek je kanal br. 16, materijal je StZ, granica stabilnosti je trostruka. Štap je opterećen tlačnom silom od 82 kN (sl. 37.4).

Riješenje

1. Odredite glavne geometrijske parametre presjeka šipke prema GOST 8240-89. Kanal br. 16: površina poprečnog presjeka 18,1 cm 2; minimalni aksijalni moment 63,3 cm 4 ; najmanji radijus rotacije presjeka r t; n = 1,87 cm.

Vrhunska fleksibilnost za materijal StZ λpre = 100.

Fleksibilnost dizajna šipke po duljini l = 1 m = 1000 mm

Štap koji se izračunava je vrlo fleksibilan štap; proračun se provodi pomoću Eulerove formule.

4. Stanje stabilnosti

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

Primjer 5. Na sl. Na slici 2.83 prikazan je projektni dijagram cjevastog podupirača konstrukcije zrakoplova. Provjerite stabilnost postolja na [ n y] = 2,5, ako je izrađen od krom-nikal čelika, za koji je E = 2,1*10 5 i σ pts = 450 N/mm 2.

Riješenje

Da bi se izračunala stabilnost, kritična sila za dani stalak mora biti poznata. Potrebno je utvrditi po kojoj formuli treba izračunati kritičnu silu, tj. potrebno je usporediti fleksibilnost stalka s maksimalnom fleksibilnošću za njegov materijal.

Izračunavamo vrijednost maksimalne fleksibilnosti, budući da ne postoje tablični podaci o λ, pre za materijal regala:

Da bismo odredili fleksibilnost izračunatog stalka, izračunavamo geometrijske karakteristike njegov presjek:

Određivanje fleksibilnosti stalka:

i uvjerite se da je λ< λ пред, т. е. критическую силу можно опреде­лить ею формуле Эйлера:

Izračunavamo izračunati (stvarni) faktor stabilnosti:

Tako, n y > [ n y] za 5,2%.

Primjer 2.87. Provjeriti čvrstoću i stabilnost navedenog sustava šipki (slika 2.86) Materijal šipki je čelik St5 (σ t = 280 N/mm 2). Zahtijevani čimbenici sigurnosti: čvrstoća [n]= 1,8; održivost = 2.2. Šipke imaju kružni presjek d 1 = d 2= 20 mm, d 3 = 28 mm.

Riješenje

Izrezivanjem čvora gdje se šipke sastaju i sastavljanjem jednadžbi ravnoteže za sile koje djeluju na njega (slika 2.86)

utvrđujemo da je zadani sustav statički neodređen (tri nepoznate sile i dvije statičke jednadžbe). Jasno je da je za proračun šipki na čvrstoću i stabilnost potrebno znati veličinu uzdužnih sila koje nastaju u njihovim presjecima, odnosno potrebno je otkriti statičku neodređenost.

Izrađujemo jednadžbu pomaka na temelju dijagrama pomaka (slika 2.87):

ili, zamjenom vrijednosti promjena duljina šipki, dobivamo

Rješavanjem ove jednadžbe zajedno s jednadžbama statike nalazimo:

Naprezanja u presjecima štapova 1 I 2 (vidi sliku 2.86):

Njihov faktor sigurnosti

Za određivanje faktora sigurnosti stabilnosti štapa 3 potrebno je izračunati kritičnu silu, a to zahtijeva određivanje fleksibilnosti štapa kako bi se odlučilo koju formulu pronaći N Kp trebalo bi se koristiti.

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

Faktor sigurnosti

Dakle, izračun pokazuje da je faktor sigurnosti stabilnosti blizak traženom, a faktor sigurnosti znatno veći od potrebnog, tj. kada se opterećenje sustava povećava, štap gubi stabilnost 3 vjerojatnije od pojave prinosa u šipkama 1 I 2.

Stup je okomiti element nosive konstrukcije zgrade koji prenosi opterećenja s gornjih konstrukcija na temelj.

Prilikom izračunavanja čeličnih stupova potrebno je voditi se SP 16.13330 "Čelične konstrukcije".

Za čelični stup Obično se koristi I-greda, cijev, kvadratni profil ili kompozitni dio kanala, kutova i listova.

Za centralno stisnute stupove optimalno je koristiti cijev ili kvadratni profil - oni su ekonomični u smislu težine metala i imaju lijep estetski izgled, međutim, unutarnje šupljine se ne mogu bojati, tako da ovaj profil mora biti hermetički zatvoren.

Upotreba I-greda sa širokim prirubnicama za stupove je široko rasprostranjena - kada je stup stegnut u jednoj ravnini ovaj tip profil je optimalan.

Način učvršćivanja stupa u temelju je od velike važnosti. Stup može imati zglobno pričvršćivanje, kruto u jednoj ravnini i zglobno u drugoj, ili kruto u 2 ravnine. Izbor pričvršćivanja ovisi o strukturi zgrade i važniji je u proračunu jer Projektirana duljina stupa ovisi o načinu pričvršćivanja.

Također je potrebno razmotriti način pričvršćivanja greda, zidne ploče, grede ili rešetke na stupu, ako se opterećenje prenosi sa strane stupa, tada se mora uzeti u obzir ekscentričnost.

Kada je stup ukliješten u temelju i greda je kruto pričvršćena za stup, izračunata duljina je 0,5l, međutim, u proračunu se obično uzima u obzir 0,7l jer greda se pod utjecajem opterećenja savija i nema potpunog uklještenja.

U praksi se stup ne razmatra zasebno, već se u programu modelira okvir ili 3D model zgrade, učitava i proračunava stup u sklopu i odabire željeni profil, ali u programima može biti teško uzeti u obzir slabljenje sekcije rupama od vijaka, pa je ponekad potrebno ručno provjeriti sekciju.

Da bismo izračunali stup, moramo znati maksimalna tlačna/vlačna naprezanja i momente koji se javljaju u ključnim presjecima; za to se konstruiraju dijagrami naprezanja. U ovom pregledu razmotrit ćemo samo proračun čvrstoće stupa bez crtanja dijagrama.

Stupac izračunavamo koristeći sljedeće parametre:

1. Središnja vlačna/tlačna čvrstoća

2. Stabilnost pod središnjom kompresijom (u 2 ravnine)

3. Čvrstoća pod zajedničkim djelovanjem uzdužne sile i momenata savijanja

4. Provjera maksimalne fleksibilnosti štapa (u 2 ravnine)

1. Središnja vlačna/tlačna čvrstoća

Prema SP 16.13330 klauzula 7.1.1, proračun čvrstoće čeličnih elemenata sa standardnim otporom R yn ≤ 440 N/mm2 sa središnjim naprezanjem ili kompresijom silom N treba biti ispunjen prema formuli

A n je površina neto poprečnog presjeka profila, tj. uzimajući u obzir njegovo slabljenje rupama;

R y je projektirana otpornost valjanog čelika (ovisno o vrsti čelika, vidi tablicu B.5 SP 16.13330);

γ c je koeficijent radnih uvjeta (vidi tablicu 1 SP 16.13330).

Pomoću ove formule možete izračunati minimalnu potrebnu površinu poprečnog presjeka profila i postaviti profil. Ubuduće, u verifikacijskim izračunima, odabir odjeljka stupca može se izvršiti samo pomoću metode odabira odjeljka, tako da ovdje možemo postaviti početnu točku, ispod koje sekcija ne može biti.

2. Stabilnost pod središnjom kompresijom

Proračuni stabilnosti provode se u skladu sa SP 16.13330 klauzulom 7.1.3 koristeći formulu

A— bruto površina poprečnog presjeka profila, tj. bez uzimanja u obzir njegovog slabljenja rupama;

R

γ

φ — koeficijent stabilnosti pod središnjom kompresijom.

Kao što vidite, ova je formula vrlo slična prethodnoj, ali ovdje se pojavljuje koeficijent φ , da bismo ga izračunali prvo moramo izračunati uvjetnu savitljivost štapa λ (označeno linijom iznad).

Gdje R y—izračunati otpor čelika;

E- modul elastičnosti;

λ — fleksibilnost šipke, izračunata formulom:

Gdje l ef projektirana duljina šipke;

ja— radijus vrtnje presjeka.

Procijenjene duljine l ef stupova (stalaka) stalnog poprečnog presjeka ili pojedinačnih dijelova stupnjevitih stupova prema SP 16.13330 klauzula 10.3.1 treba odrediti formulom

Gdje l— duljina stupca;

μ — koeficijent efektivne duljine.

Koeficijenti efektivne duljine μ stupove (stalke) stalnog presjeka treba odrediti ovisno o uvjetima osiguranja njihovih krajeva i vrsti opterećenja. Za neke slučajeve pričvršćivanja krajeva i vrste opterećenja, vrijednosti μ dati su u sljedećoj tabeli:

Polumjer tromosti presjeka može se naći u odgovarajućem GOST-u za profil, tj. profil mora biti već unaprijed naveden i izračun se svodi na nabrajanje odjeljaka.

Jer radijus vrtnje u 2 ravnine za većinu profila je različita značenja na 2 ravnine (samo cijev i kvadratni profil imaju iste vrijednosti) i pričvršćivanje može biti različito, a posljedično i proračunske duljine mogu biti različite, tada se proračuni stabilnosti moraju napraviti za 2 ravnine.

Sada imamo sve podatke za izračun uvjetne fleksibilnosti.

Ako je krajnja fleksibilnost veća ili jednaka 0,4, tada je koeficijent stabilnosti φ izračunava se formulom:

vrijednost koeficijenta δ treba izračunati pomoću formule:

izgledi α I β vidi tablicu

Vrijednosti koeficijenata φ , izračunato ovom formulom, ne treba uzeti više od (7,6/ λ 2) s vrijednostima uvjetne fleksibilnosti iznad 3,8; 4.4 i 5.8 za vrste presjeka a, b i c.

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

Vrijednosti koeficijenata φ dati su u Dodatku D SP 16.13330.

Sada kada su svi početni podaci poznati, vršimo izračun pomoću formule prikazane na početku:

Kao što je gore spomenuto, potrebno je napraviti 2 izračuna za 2 ravnine. Ako izračun ne zadovolji uvjet, tada odabiremo novi profil s više velika vrijednost radijus kružnog kretanja presjeka. Možete i promijeniti shema dizajna, na primjer, promjenom zglobne brtve u krutu ili pričvršćivanjem stupa u rasponu s vezicama, možete smanjiti projektiranu duljinu šipke.

Preporuča se ojačati stisnute elemente s čvrstim zidovima otvorenog U-oblika s daskama ili rešetkama. Ako nema traka, tada treba provjeriti stabilnost stabilnosti u slučaju savijanja-torzije u skladu s točkom 7.1.5 SP 16.13330.

3. Čvrstoća pod zajedničkim djelovanjem uzdužne sile i momenata savijanja

Stup je u pravilu opterećen ne samo aksijalnim tlačnim opterećenjem, već i momentom savijanja, na primjer od vjetra. Trenutak se također formira ako se okomito opterećenje ne primjenjuje u središtu stupa, već sa strane. U ovom slučaju potrebno je izvršiti izračun provjere u skladu s klauzulom 9.1.1 SP 16.13330 pomoću formule

Gdje N— uzdužna sila pritiska;

A n je neto površina poprečnog presjeka (uzimajući u obzir slabljenje rupama);

R y—proračunski otpor čelika;

γ c je koeficijent radnih uvjeta (vidi tablicu 1 SP 16.13330);

n, Cx I sy— koeficijenti prihvaćeni prema tablici E.1 SP 16.13330

Mx I Moj- trenuci relativni osi X-X i Y-Y;

W xn,min i W yn,min - presečni momenti otpora u odnosu na X-X i Y-Y osi (može se naći u GOST-u za profil ili u referentnoj knjizi);

B— bimoment, u SNiP II-23-81* ovaj parametar nije uključen u izračune, ovaj je parametar uveden kako bi se uzela u obzir deplanacija;

Wω,min – sektorski moment otpora presjeka.

Ako ne bi trebalo biti pitanja s prve 3 komponente, tada uzimanje u obzir bi-momenta uzrokuje neke poteškoće.

Bimoment karakterizira promjene uvedene u linearne zone raspodjele naprezanja deplanacije presjeka i zapravo je par momenata usmjerenih u suprotnim smjerovima

Vrijedno je napomenuti da mnogi programi ne mogu izračunati bi-torque, uključujući SCAD koji ga ne uzima u obzir.

4. Provjera maksimalne savitljivosti štapa

Fleksibilnost komprimiranih elemenata λ = lef / i, u pravilu, ne smije prelaziti granične vrijednosti λ u dati u tablici

Koeficijent α u ovoj formuli je koeficijent iskorištenja profila, prema proračunu stabilnosti pod centralnom kompresijom.

Baš kao i proračun stabilnosti, ovaj proračun se mora napraviti za 2 ravnine.

Ako profil nije prikladan, potrebno je promijeniti presjek povećanjem radijusa zakretanja presjeka ili promjenom projektne sheme (promijeniti pričvrsnice ili osigurati vezicama kako bi se smanjila projektirana duljina).

Ako je kritični čimbenik ekstremna fleksibilnost, tada se može uzeti najniži stupanj čelika jer Vrsta čelika ne utječe na krajnju fleksibilnost. Najbolja opcija može se izračunati metodom odabira.

Visina postolja i duljina kraka za primjenu sile P odabiru se konstruktivno, prema crtežu. Uzmimo dio stalka kao 2Š. Na temelju omjera h 0 /l=10 i h/b=1,5-2 odabiremo presjek ne veći od h=450mm i b=300mm.

Slika 1 – Dijagram opterećenja regala i presjek.

Ukupna težina konstrukcije je:

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

Težina koja stiže na jedan od 8 polica je:

P = 34,73 / 8 = 4,34 tona = 43400N – pritisak na jedan stalak.

Sila ne djeluje u središtu presjeka, pa uzrokuje moment jednak:

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

Razmotrimo stalak kutijastog presjeka zavaren od dvije ploče

Definicija ekscentriciteta:

Ako ekscentričnost t x ima vrijednost od 0,1 do 5 - ekscentrično komprimirani (istegnuti) stalak; Ako T od 5 do 20, tada se u proračunu mora uzeti u obzir napetost ili pritisak grede.

t x=2,5 - ekscentrično stisnuto (istegnuto) postolje.

Određivanje veličine odjeljka regala:

Glavno opterećenje za stalak je uzdužna sila. Stoga se za odabir poprečnog presjeka koriste proračuni vlačne (tlačne) čvrstoće:

Iz ove jednadžbe nalazi se potrebna površina poprečnog presjeka

,mm 2 (10)

Dopušteno naprezanje [σ] tijekom izdržljivog rada ovisi o vrsti čelika, koncentraciji naprezanja u presjeku, broju ciklusa opterećenja i asimetriji ciklusa. U SNiP-u dopušteno naprezanje tijekom izdržljivog rada određeno je formulom

(11)

Dizajn otpornosti R U ovisi o koncentraciji naprezanja i granici tečenja materijala. Koncentracije naprezanja u zavarenim spojevima najčešće su uzrokovane zavarenim šavovima. Vrijednost koeficijenta koncentracije ovisi o obliku, veličini i položaju šavova. Što je veća koncentracija naprezanja, to je niže dopušteno naprezanje.

Najopterećeniji dio konstrukcije šipke projektiran u radu nalazi se u blizini mjesta njegovog pričvršćenja na zid. Pričvršćivanje čeonim kutnim zavarima odgovara grupi 6, dakle, R U = 45 MPa.

Za 6. skupinu, sa n = 10-6, a = 1,63;

Koeficijent na odražava ovisnost dopuštenih naprezanja o indeksu asimetrije ciklusa p, jednakom omjeru minimalnog naprezanja po ciklusu prema maksimalnom, tj.

-1≤ρ<1,

a također i o predznaku naprezanja. Napetost potiče, a kompresija sprječava pojavu pukotina, pa vrijednost γ pri tome ρ ovisi o predznaku σ max. U slučaju pulsirajućeg opterećenja, kada σ min= 0, ρ=0 za kompresiju γ=2 za napetost γ = 1,67.

Za ρ→ ∞ γ→∞. U tom slučaju dopušteno naprezanje [σ] postaje vrlo veliko. To znači da je smanjen rizik od zamornog sloma, ali ne znači da je čvrstoća osigurana, jer je slom moguć pri prvom opterećenju. Stoga je pri određivanju [σ] potrebno uzeti u obzir uvjete statičke čvrstoće i stabilnosti.

Sa statičkim rastezanjem (bez savijanja)

[σ] = R y. (12)

Vrijednost izračunatog otpora R y granicom tečenja određena je formulom

(13)

gdje je γ m koeficijent pouzdanosti za materijal.

Za 09G2S σ T = 325 MPa, γ t = 1,25

Tijekom statičke kompresije, dopušteno naprezanje se smanjuje zbog opasnosti od gubitka stabilnosti:

gdje je 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. Uz mali ekscentricitet primjene opterećenja, možete uzeti φ = 0.6. Ovaj koeficijent znači da se tlačna čvrstoća štapa zbog gubitka stabilnosti smanjuje na 60% vlačne čvrstoće.

Zamijenite podatke u formulu:

Od dvije vrijednosti [σ] biramo najmanju. I ubuduće će se na temelju toga raditi izračuni.

Dopušteni napon

Stavljamo podatke u formulu:

Budući da je 295,8 mm 2 izuzetno mala površina poprečnog presjeka, na temelju projektiranih dimenzija i veličine momenta, povećavamo je na

Odabrat ćemo broj kanala prema području.

Minimalna površina kanala treba biti 60 cm2

Broj kanala – 40P. Ima parametre:

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

Dobivamo površinu poprečnog presjeka stalka, koja se sastoji od 2 kanala - 61,5 cm 2.

Zamijenimo podatke u formulu 12 i ponovno izračunajmo napone:

=146,7 MPa

Efektivni naponi u presjeku manji su od graničnih naprezanja za metal. To znači da materijal konstrukcije može izdržati primijenjeno opterećenje.

Provjera proračuna ukupne stabilnosti regala.

Takva provjera je potrebna samo kada se primjenjuju tlačne uzdužne sile. Ako sile djeluju na središte presjeka (Mx=My=0), smanjenje statičke čvrstoće podupirača zbog gubitka stabilnosti procjenjuje se koeficijentom φ koji ovisi o fleksibilnosti potpornjaka.

Fleksibilnost stalka u odnosu na os materijala (tj. os koja siječe elemente presjeka) određena je formulom:

(15)

Gdje – poluvalna duljina zakrivljene osi postolja,

μ – koeficijent ovisno o stanju pričvršćivanja; na konzoli = 2;

i min - radijus inercije, koji se nalazi po formuli:

(16)

Zamijenite podatke u formulu 20 i 21:

Proračuni stabilnosti provode se pomoću formule:

(17)

Koeficijent φ y određuje se na isti način kao i za središnju kompresiju, prema tablici. 6 ovisno o savitljivosti podupirača λ u (λ uo) pri savijanju oko osi y. Koeficijent S uzima u obzir smanjenje stabilnosti zbog zakretnog momenta M X.