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

kanin. 5. Diagram ng disenyo ng frame

5.1. Pagpapasiya ng mga geometric na katangian

1. Taas ng seksyon ng rack
. Tanggapin natin
.

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

3. Sectional na lugar
.

Seksyon sandali ng pagtutol
.

Static na sandali
.

Seksyon sandali ng pagkawalang-galaw
.

Seksyon radius ng gyration
.

5.2. I-load ang koleksyon

a) pahalang na pagkarga

Linear wind load

, (N/m)

,

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

- aerodynamic coefficients (sa
m tanggapin
;
);

- kadahilanan ng pagiging maaasahan ng pagkarga;

- karaniwang halaga ng presyon ng hangin (tulad ng tinukoy).

Puro pwersa mula sa pag-load ng hangin sa antas ng tuktok ng rack:

,
,

saan - sumusuporta sa bahagi ng sakahan.

b) patayong pagkarga

Kokolektahin namin ang mga load sa tabular form.

Talahanayan 5

Koleksyon ng load sa rack, N

Tandaan:

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

,
.

2. Natutukoy ang pagkarga mula sa sinag

.

3. Sariling bigat ng arko
tinukoy:

Itaas na sinturon
;

Sinturon sa ilalim
;

Mga rack.

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

,
,
.

Hindi alam
:
.

Baluktot na sandali sa base ng poste
.

Lateral na puwersa
.

5.3. Pagkalkula ng pagpapatunay

Sa baluktot na eroplano

1. Suriin ang mga normal na boltahe

,

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

;
,

saan - koepisyent ng pagpapatatag (ipagpalagay na 2.2);
.

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

2. Sinusuri ang sumusuportang bahagi para sa chipping sa panahon ng baluktot

.

3. Pagsusuri ng katatagan patag na hugis pagpapapangit:

,

saan
;
(Talahanayan 2 app. 4).

Mula sa baluktot na eroplano

4. Pagsubok sa katatagan

,

saan
, Kung
,
;

- ang distansya sa pagitan ng mga koneksyon sa kahabaan ng rack. Sa kawalan ng mga koneksyon sa pagitan ng mga rack, ang kabuuang haba ng rack ay kinuha bilang ang tinantyang haba
.

5.4. Pagkalkula ng paglakip ng rack sa pundasyon

Isulat natin ang mga load
At
mula sa Talahanayan 5. Ang disenyo ng pagkakabit ng rack sa pundasyon ay ipinapakita sa Fig. 6.

saan
.

kanin. 6. Disenyo ng paglakip ng rack sa pundasyon

2. Compressive stress
, (Pa)

saan
.

3. Mga sukat ng compressed at stretched zones
.

4. Mga sukat At :

;
.

5. Pinakamataas na tensile force sa mga anchor

, (N)

6. Kinakailangang lugar ng mga anchor bolts

,

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

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

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

7. Kinakailangang diameter ng anchor
.

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

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

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

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

11. Ang magnitude ng distribution load kasama ang lapad ng rack (Larawan 7 b).

.

12. Baluktot na sandali
,

saan
.

13. Kinakailangang sandali ng paglaban
,

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

14. Para sa isang pre-adopted na sulok
.

Kung matugunan ang kundisyong ito, magpapatuloy kami upang suriin ang boltahe kung hindi, bumalik kami sa hakbang 10 at tumatanggap ng mas malaking anggulo.

15. Normal na mga stress
,

saan
- koepisyent ng mga kondisyon sa pagtatrabaho.

16. Traverse deflection
,

saan
Pa - modulus ng elasticity ng bakal;

- maximum na pagpapalihis (tanggapin ).

17. Piliin ang diameter ng mga pahalang na bolts mula sa kondisyon ng kanilang pagkakalagay sa buong butil sa dalawang hanay kasama ang lapad ng rack
, Saan
- distansya sa pagitan ng mga bolt axes. Kung tatanggapin namin ang mga metal bolts, kung gayon
,
.

Kunin natin ang diameter ng mga pahalang na bolts ayon sa talahanayan ng apendiks. 10.

18. Ang pinakamaliit na load-bearing capacity ng bolt:

a) ayon sa kondisyon ng pagbagsak ng pinakalabas na elemento
.

b) ayon sa kondisyon ng baluktot
,

saan
- talahanayan ng aplikasyon. 11.

19. Bilang ng mga pahalang na bolts
,

saan
- ang pinakamaliit na load-bearing capacity mula sa clause 18;
- bilang ng mga hiwa.

Kunin natin ang bilang ng mga bolts upang maging isang even na numero, dahil Inaayos namin ang mga ito sa dalawang hanay.

20. Haba ng overlay
,

saan - ang distansya sa pagitan ng mga axes ng bolts kasama ang mga hibla. Kung ang mga bolts ay metal
;

- bilang ng mga distansya kasama ang haba ng overlay.

1. I-load ang koleksyon

Bago simulan ang pagkalkula ng isang steel beam, kinakailangan upang kolektahin ang load na kumikilos sa metal beam. Depende sa tagal ng pagkilos, ang mga load ay nahahati sa permanente at pansamantala.

• sariling timbang metal na sinag;
• sariling bigat ng sahig, atbp.;

• pangmatagalang load (payload, kinuha depende sa layunin ng gusali);
• panandaliang pagkarga ( karga ng niyebe, ay tinatanggap depende sa heograpikal na lokasyon ng gusali);
• espesyal na pagkarga (seismic, paputok, atbp. Hindi isinasaalang-alang sa loob ng calculator na ito);

Ang mga load sa isang beam ay nahahati sa dalawang uri: disenyo at pamantayan. Ang mga pag-load ng disenyo ay ginagamit upang kalkulahin ang sinag para sa lakas at katatagan (1 estado ng limitasyon). Ang mga karaniwang load ay itinatag ng mga pamantayan at ginagamit upang kalkulahin ang mga beam para sa pagpapalihis (2nd limit na estado). Natutukoy ang mga design load sa pamamagitan ng pagpaparami ng standard load sa reliability load factor. Sa loob ng balangkas ng calculator na ito, ang pag-load ng disenyo ay ginagamit upang matukoy ang pagpapalihis ng sinag na irereserba.

Pagkatapos mong kolektahin ang surface load sa sahig, na sinusukat sa kg/m2, kailangan mong kalkulahin kung gaano karami sa surface load na ito ang natatanggap ng beam. Upang gawin ito, kailangan mong i-multiply ang pag-load sa ibabaw sa pamamagitan ng pitch ng mga beam (ang tinatawag na load strip).

Halimbawa: Naisip namin iyon kabuuang load ang resulta ay Qsurface = 500 kg/m2, at ang beam spacing ay 2.5 m.

Ang load na ito ay ipinasok sa calculator

Pagkatapos buuin ang mga diagram, isang kalkulasyon ang ginawa para sa lakas (1st limit state) at deflection (2nd limit state). Upang pumili ng isang sinag batay sa lakas, kinakailangan upang mahanap ang kinakailangang sandali ng pagkawalang-kilos Wtr at pumili ng isang angkop na profile ng metal mula sa talahanayan ng assortment.

4. Pagpili ng metal beam mula sa assortment table

Mula sa dalawang resulta ng pagpili (limitahan ang estado 1 at 2), napili ang isang metal na profile na may malaking numero ng seksyon.

1. Pagkuha ng impormasyon tungkol sa materyal ng pamalo upang matukoy ang pinakamataas na kakayahang umangkop ng pamalo sa pamamagitan ng pagkalkula o ayon sa talahanayan:

2. Pagkuha ng impormasyon tungkol sa mga geometric na sukat ng cross section, haba at mga paraan ng pag-secure ng mga dulo upang matukoy ang kategorya ng baras depende sa flexibility:

μ kung saan ang A ay ang cross-sectional area; J m i n - pinakamababang sandali ng pagkawalang-galaw (mula sa mga axial);

- koepisyent ng pinababang haba.

3. Pagpili ng mga formula ng pagkalkula para sa pagtukoy ng kritikal na puwersa at kritikal na diin.

4. Pagpapatunay at pagpapanatili.

Kapag kinakalkula gamit ang formula ni Euler, ang kondisyon ng katatagan ay: F

- epektibong compressive force;

saan - pinahihintulutang kadahilanan sa kaligtasan. Kapag kinakalkula gamit ang Yasinsky formula

a, b - mga coefficient ng disenyo depende sa materyal (ang mga halaga ng mga coefficient ay ibinibigay sa Talahanayan 36.1).

Kung ang mga kondisyon ng katatagan ay hindi natutugunan, kinakailangan upang madagdagan ang lugar

cross section

Minsan kinakailangan upang matukoy ang margin ng katatagan sa isang naibigay na pagkarga:

Kapag sinusuri ang katatagan, ang kinakalkula na margin ng pagtitiis ay inihambing sa pinahihintulutan:

Mga halimbawa ng paglutas ng problema

Solusyon 1. Ang flexibility ng baras ay tinutukoy ng formula 2. Tukuyin

pinakamababang radius inertia para sa isang bilog. Pagpapalit ng mga expression para sa si Jmin At

1. A μ = 0,5.
2. (section circle)

Salik ng pagbabawas ng haba para sa isang ibinigay na scheme ng pangkabit Ang flexibility ng baras ay magiging katumbas ng

Kapag sinusuri ang katatagan, ang kinakalkula na margin ng pagtitiis ay inihambing sa pinahihintulutan:

Ang kritikal na puwersa ay tataas ng 4 na beses.

Halimbawa 3. Paano magbabago ang kritikal na puwersa kapag kinakalkula ang katatagan kung ang isang I-section rod (Fig. 37.3a, I-beam No. 12) ay pinalitan ng isang rectangular section rod ng parehong lugar (Fig. 37.3 b ) ? Ang iba pang mga parameter ng disenyo ay hindi nagbabago. Gawin ang pagkalkula gamit ang formula ni Euler.

Kapag sinusuri ang katatagan, ang kinakalkula na margin ng pagtitiis ay inihambing sa pinahihintulutan:

1. Tukuyin ang lapad ng seksyon ng rektanggulo, ang taas ng seksyon ay katumbas ng taas ng seksyon ng I-beam. Ang mga geometric na parameter ng I-beam No. 12 ayon sa GOST 8239-89 ay ang mga sumusunod:

cross-sectional area A 1 = 14.7 cm 2;

ang pinakamababa sa axial moments ng inertia.

Sa pamamagitan ng kondisyon, ang lugar ng rectangular cross-section ay katumbas ng cross-sectional area ng I-beam. Tukuyin ang lapad ng strip sa taas na 12 cm.

2. Tukuyin natin ang pinakamababa sa mga axial moments ng inertia.

3. Ang kritikal na puwersa ay tinutukoy ng formula ni Euler:

4. Ang iba pang mga bagay ay pantay, ang ratio ng mga kritikal na pwersa ay katumbas ng ratio ng pinakamababang sandali ng pagkawalang-galaw:

5. Kaya, ang katatagan ng isang baras na may I-section No. 12 ay 15 beses na mas mataas kaysa sa katatagan ng isang baras ng napiling hugis-parihaba na cross-section.

Halimbawa 4. Suriin ang katatagan ng baras. Ang isang baras na 1 m ang haba ay naka-clamp sa isang dulo, ang cross-section ay channel No. 16, ang materyal ay StZ, ang margin ng katatagan ay tatlong beses. Ang baras ay puno ng compressive force na 82 kN (Larawan 37.4).

Kapag sinusuri ang katatagan, ang kinakalkula na margin ng pagtitiis ay inihambing sa pinahihintulutan:

1. Tukuyin ang pangunahing geometric na mga parameter ng seksyon ng baras ayon sa GOST 8240-89. Channel No. 16: cross-sectional area 18.1 cm 2; pinakamababang sandali ng seksyon ng ehe 63.3 cm 4; pinakamababang radius ng gyration ng seksyon r t; n = 1.87 cm.

Ultimate flexibility para sa materyal na StZ λpre = 100.

Ang flexibility ng disenyo ng baras sa haba l = 1m = 1000mm

Ang baras na kinakalkula ay isang napaka-flexible na baras ang pagkalkula ay isinasagawa gamit ang Euler formula.

4. Kalagayan ng katatagan

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

Halimbawa 5. Sa Fig. Ipinapakita ng Figure 2.83 ang diagram ng disenyo ng isang tubular strut ng isang istraktura ng sasakyang panghimpapawid. Suriin ang stand para sa katatagan sa [ n y] = 2.5, kung ito ay gawa sa chromium-nickel steel, kung saan ang E = 2.1*10 5 at σ pts = 450 N/mm 2.

Kapag sinusuri ang katatagan, ang kinakalkula na margin ng pagtitiis ay inihambing sa pinahihintulutan:

Upang makalkula ang katatagan, dapat malaman ang kritikal na puwersa para sa isang naibigay na rack. Kinakailangang itatag sa pamamagitan ng kung anong formula ang dapat kalkulahin ng kritikal na puwersa, ibig sabihin, kinakailangan upang ihambing ang kakayahang umangkop ng rack na may pinakamataas na kakayahang umangkop para sa materyal nito.

Kinakalkula namin ang halaga ng maximum na kakayahang umangkop, dahil walang tabular na data sa λ, pre para sa materyal na rack:

Upang matukoy ang kakayahang umangkop ng kinakalkula na rack, kinakalkula namin mga katangiang geometriko cross section nito:

Pagtukoy sa kakayahang umangkop ng rack:

at siguraduhin na λ< λ пред, т. е. критическую силу можно опреде­лить ею формуле Эйлера:

Kinakalkula namin ang kinakalkula (tunay) na kadahilanan ng katatagan:

kaya, n y > [ n y] ng 5.2%.

Halimbawa 2.87. Suriin ang lakas at katatagan ng tinukoy na sistema ng baras (Fig. 2.86 Ang materyal ng mga rod ay St5 steel (σ t = 280 N / mm 2). Mga kinakailangang kadahilanan sa kaligtasan: lakas [n]= 1.8; pagpapanatili = 2.2. Ang mga tungkod ay may pabilog na cross-section d 1 = d 2= 20 mm, d 3 = 28 mm.

Kapag sinusuri ang katatagan, ang kinakalkula na margin ng pagtitiis ay inihambing sa pinahihintulutan:

Sa pamamagitan ng pagputol sa node kung saan nagtatagpo ang mga rod at pagbuo ng mga equation ng equilibrium para sa mga puwersang kumikilos dito (Fig. 2.86)

itinatag namin na ang ibinigay na sistema ay statically indeterminate (tatlong hindi kilalang pwersa at dalawang static na equation). Malinaw na upang makalkula ang mga rod para sa lakas at katatagan, kinakailangang malaman ang magnitude ng mga paayon na pwersa na nagmumula sa kanilang mga cross section, ibig sabihin, kinakailangan upang ipakita ang static na indetermination.

Lumilikha kami ng equation ng displacement batay sa diagram ng displacement (Larawan 2.87):

o, pinapalitan ang mga halaga ng mga pagbabago sa mga haba ng mga tungkod, nakukuha namin

Nang malutas ang equation na ito kasama ang mga equation ng statics, nakita namin:

Mga stress sa mga cross section ng mga rod 1 Pagpapalit ng mga expression para sa 2 (tingnan ang Fig. 2.86):

Ang kanilang kadahilanan sa kaligtasan

Upang matukoy ang kadahilanan ng kaligtasan ng katatagan ng pamalo 3 kinakailangang kalkulahin ang kritikal na puwersa, at nangangailangan ito ng pagtukoy sa flexibility ng baras upang makapagpasya kung anong formula ang hahanapin N Kp dapat gamitin.

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

Salik ng kaligtasan

Kaya, ang pagkalkula ay nagpapakita na ang stability safety factor ay malapit sa kinakailangan, at ang safety factor ay mas mataas kaysa sa kinakailangan, ibig sabihin, kapag ang system load ay tumaas, ang baras ay nawawalan ng katatagan. 3 mas malamang kaysa sa paglitaw ng ani sa mga tungkod 1 Pagpapalit ng mga expression para sa 2.

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

Kapag kinakalkula ang mga haligi ng bakal, kinakailangang gabayan ng SP 16.13330 "Mga Istraktura ng Bakal".

Para sa haligi ng bakal Karaniwan ang isang I-beam, isang pipe, isang parisukat na profile, o isang pinagsama-samang seksyon ng mga channel, anggulo, at mga sheet ay ginagamit.

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

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

Ang paraan ng pag-secure ng haligi sa pundasyon ay napakahalaga. Ang column ay maaaring magkaroon ng hinged fastening, matibay sa isang eroplano at may bisagra sa isa, o matibay sa 2 eroplano. Ang pagpili ng pangkabit ay depende sa istraktura ng gusali at mas mahalaga sa pagkalkula dahil Ang haba ng disenyo ng haligi ay depende sa paraan ng pangkabit.

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

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

Sa pagsasagawa, ang haligi ay hindi isinasaalang-alang nang hiwalay, ngunit ang isang frame o isang 3-dimensional na modelo ng gusali ay na-modelo sa programa, ito ay na-load at ang haligi sa pagpupulong ay kinakalkula at ang kinakailangang profile ay pinili, ngunit sa mga programa ito maaaring mahirap isaalang-alang ang pagpapahina ng seksyon sa pamamagitan ng mga butas mula sa bolts, kaya minsan kinakailangan na suriin nang manu-mano ang seksyon .

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

Kinakalkula namin ang haligi gamit ang mga sumusunod na parameter:

1. Central tensile/compressive strength

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

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

4. Sinusuri ang maximum flexibility ng rod (sa 2 eroplano)

1. Central tensile/compressive strength

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

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

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

γ c ay ang operating condition coefficient (tingnan ang Talahanayan 1 SP 16.13330).

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

2. Katatagan sa ilalim ng gitnang compression

Ang mga kalkulasyon ng katatagan ay isinasagawa alinsunod sa SP 16.13330 clause 7.1.3 gamit ang formula

A— gross cross-sectional area ng profile, i.e. nang hindi isinasaalang-alang ang pagpapahina nito sa pamamagitan ng mga butas;

R

γ

φ — koepisyent ng katatagan sa ilalim ng gitnang compression.

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

saan R y-kinakalkula ang paglaban ng bakal;

E- modulus ng pagkalastiko;

λ — flexibility ng baras, na kinakalkula ng formula:

saan l ef ay ang haba ng disenyo ng baras;

i- radius ng gyration ng seksyon.

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

saan l- haba ng haligi;

μ - koepisyent ng epektibong haba.

Epektibong haba coefficients μ Ang mga haligi (racks) ng pare-parehong cross-section ay dapat matukoy depende sa mga kondisyon para sa pag-secure ng kanilang mga dulo at ang uri ng pagkarga. Para sa ilang mga kaso ng pangkabit ang mga dulo at ang uri ng pagkarga, ang mga halaga μ ay ibinigay sa sumusunod na talahanayan:

Ang radius ng inertia ng seksyon ay matatagpuan sa kaukulang GOST para sa profile, i.e. ang profile ay dapat na tinukoy nang maaga at ang pagkalkula ay nabawasan sa pag-enumerate ng mga seksyon.

kasi ang radius ng gyration sa 2 eroplano para sa karamihan ng mga profile ay iba't ibang kahulugan sa 2 eroplano (tanging ang pipe at ang parisukat na profile ay may parehong mga halaga) at ang pangkabit ay maaaring magkakaiba, at dahil dito ang mga haba ng disenyo ay maaaring magkakaiba din, pagkatapos ay dapat gawin ang mga kalkulasyon ng katatagan para sa 2 eroplano.

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

Kung ang ultimate flexibility ay mas malaki kaysa o katumbas ng 0.4, kung gayon ang stability coefficient φ kinakalkula ng formula:

halaga ng koepisyent δ dapat kalkulahin gamit ang formula:

posibilidad α At β tingnan ang talahanayan

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

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

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

Ngayon na ang lahat ng paunang data ay kilala, ginagawa namin ang pagkalkula gamit ang formula na ipinakita sa simula:

Tulad ng nabanggit sa itaas, kinakailangan na gumawa ng 2 kalkulasyon para sa 2 eroplano. Kung ang pagkalkula ay hindi nakakatugon sa kundisyon, pagkatapos ay pumili kami ng isang bagong profile na may higit pa malaking halaga radius ng gyration ng seksyon. Maaari ka ring magbago scheme ng disenyo, halimbawa, sa pamamagitan ng pagpapalit ng hinged seal sa isang matibay o sa pamamagitan ng pag-secure ng column sa span na may mga tali, maaari mong bawasan ang haba ng disenyo ng baras.

Inirerekomenda na palakasin ang mga naka-compress na elemento na may mga solidong dingding ng isang bukas na seksyong hugis-U na may mga tabla o rehas na bakal. Kung walang mga piraso, dapat suriin ang katatagan para sa katatagan sa kaso ng flexural-torsional buckling alinsunod sa sugnay 7.1.5 ng SP 16.13330.

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

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

saan N— longitudinal compressive force;

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

R y-design steel resistance;

γ c ay ang operating condition coefficient (tingnan ang Talahanayan 1 SP 16.13330);

n, Cx At Сy— tinanggap ang mga coefficient ayon sa talahanayan E.1 SP 16.13330

Mx At Aking- sandali kamag-anak mga palakol X-X at Y-Y;

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

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

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

Kung hindi dapat magkaroon ng mga katanungan sa unang 3 bahagi, kung gayon ang pagsasaalang-alang sa bi-sandali ay nagiging sanhi ng ilang mga paghihirap.

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

Ito ay nagkakahalaga ng noting na maraming mga programa ay hindi maaaring kalkulahin ang bi-torque, kabilang ang SCAD na hindi isinasaalang-alang ito.

4. Sinusuri ang pinakamataas na kakayahang umangkop ng pamalo

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

Ang coefficient α sa formula na ito ay ang profile utilization coefficient, ayon sa pagkalkula ng stability sa ilalim ng central compression.

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

Kung ang profile ay hindi angkop, ito ay kinakailangan upang baguhin ang seksyon sa pamamagitan ng pagtaas ng radius ng gyration ng seksyon o pagbabago ng disenyo scheme (palitan ang fastenings o secure na may mga kurbatang upang mabawasan ang haba ng disenyo).

Kung ang kritikal na kadahilanan ay matinding flexibility, kung gayon ang pinakamababang grado ng bakal ay maaaring kunin dahil Ang grado ng bakal ay hindi nakakaapekto sa sukdulang kakayahang umangkop. Ang pinakamahusay na pagpipilian maaaring kalkulahin gamit ang paraan ng pagpili.

Ang taas ng stand at ang haba ng force application arm P ay constructively pinili, ayon sa drawing. Kunin natin ang seksyon ng rack bilang 2Ш. Batay sa ratio h 0 /l=10 at h/b=1.5-2, pipili kami ng seksyon na hindi mas malaki sa h=450mm at b=300mm.

Figure 1 – Rack loading diagram at cross section.

Ang kabuuang bigat ng istraktura ay:

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

Ang bigat na dumarating sa isa sa 8 rack ay:

P = 34.73 / 8 = 4.34 tonelada = 43400N – presyon sa isang rack.

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

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

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

Kahulugan ng mga eccentricities:

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

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

Pagtukoy sa laki ng seksyon ng rack:

Ang pangunahing pag-load para sa rack ay ang longitudinal force. Samakatuwid, upang pumili ng isang cross-section, ginagamit ang mga kalkulasyon ng tensile (compressive) na lakas:

Mula sa equation na ito ay matatagpuan ang kinakailangang cross-sectional area

,mm 2 (10)

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

(11)

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

Ang pinaka-load na seksyon ng istraktura ng baras na idinisenyo sa trabaho ay matatagpuan malapit sa lugar ng attachment nito sa dingding. Ang attachment na may frontal fillet welds ay tumutugma sa pangkat 6, samakatuwid, R U = 45 MPa.

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

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

-1≤ρ<1,

at gayundin sa tanda ng mga stress. Ang pag-igting ay nagtataguyod, at pinipigilan ng compression ang paglitaw ng mga bitak, kaya ang halaga γ sa parehong ρ ay nakasalalay sa tanda ng σ max. Sa kaso ng pulsating loading, kapag σ min= 0, ρ=0 para sa compression γ=2 para sa pag-igting γ = 1,67.

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

Na may static na pag-uunat (nang walang baluktot)

[σ] = R y. (12)

Ang halaga ng kinakalkula na paglaban R y sa pamamagitan ng lakas ng ani ay tinutukoy ng formula

(13)

kung saan ang γ m ay ang koepisyent ng pagiging maaasahan para sa materyal.

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

Sa panahon ng static compression, ang pinahihintulutang stress ay nababawasan dahil sa panganib ng pagkawala ng katatagan:

kung saan 0< φ < 1. Коэффициент φ зависит от гибкости и относительного эксцентриситета. Его точное значение может быть найдено только после определения размеров сечения. Для ориентировочного выбора Атрпо формуле следует задаться значением φ. Sa isang maliit na eccentricity ng load application, maaari kang kumuha ng φ = 0.6. Ang coefficient na ito ay nangangahulugan na ang compressive strength ng rod dahil sa pagkawala ng stability ay nabawasan sa 60% ng tensile strength.

I-substitute ang data sa formula:

Sa dalawang halaga [σ], pipiliin namin ang pinakamaliit. At sa hinaharap, ang mga kalkulasyon ay gagawin batay dito.

Pinahihintulutang boltahe

Inilalagay namin ang data sa formula:

Dahil ang 295.8 mm 2 ay isang napakaliit na cross-sectional area, batay sa mga sukat ng disenyo at ang laki ng sandali, pinapataas namin ito sa

Pipiliin namin ang numero ng channel ayon sa lugar.

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

Numero ng channel – 40P. May mga parameter:

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

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

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

=146.7 MPa

Ang mga epektibong stress sa seksyon ay mas mababa kaysa sa paglilimita ng mga stress para sa metal. Nangangahulugan ito na ang materyal ng istraktura ay maaaring makatiis sa inilapat na pagkarga.

Pagkalkula ng pag-verify ng pangkalahatang katatagan ng mga rack.

Ang ganitong tseke ay kinakailangan lamang kapag ang compressive longitudinal forces ay inilapat. Kung ang mga puwersa ay inilapat sa gitna ng seksyon (Mx=My=0), ang pagbawas sa static na lakas ng strut dahil sa pagkawala ng katatagan ay tinatantya ng coefficient φ, na nakasalalay sa flexibility ng strut.

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

(15)

saan – kalahating alon na haba ng curved axis ng stand,

μ - koepisyent depende sa kondisyon ng pangkabit; sa console = 2;

i min - radius ng inertia, na natagpuan ng formula:

(16)

Pinapalitan namin ang data sa formula 20 at 21:

Ang mga kalkulasyon ng katatagan ay isinasagawa gamit ang formula:

(17)

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