NS ang operek ng gusali (Larawan 5) ay statically undefined isang beses. Inihayag namin ang kawalan ng katiyakan batay sa kondisyon ng parehong tigas ng kaliwa at kanang mga strut at ang parehong dami ng mga pahalang na displacement ng hinged na dulo ng mga struts.

kanin. 5. Design scheme ng frame

5.1. Pagpapasiya ng mga geometric na katangian

1. Taas ng seksyon ng rack
... Tatanggapin namin
.

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

3. Sectional na lugar
.

Cross section moment ng resistance
.

Static na sandali
.

Seksyon sandali ng pagkawalang-galaw
.

Seksyon radius ng gyration
.

5.2. Nangongolekta ng load

a) pahalang na pagkarga

Linear wind load

, (N / m)

,

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

- aerodynamic coefficients (sa
m tanggapin
;
);

- kadahilanan sa kaligtasan ng pagkarga;

- karaniwang halaga ng presyon ng hangin (sa pagtatalaga).

Puro pwersa mula sa pagkarga ng hangin sa antas ng tuktok ng strut:

,
,

saan - ang sumusuportang bahagi ng sakahan.

b) patayong pagkarga

Ipunin natin ang mga load sa tabular form.

Talahanayan 5

Kinokolekta ang load sa rack, N

Tandaan:

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

,
.

2. Natutukoy ang pagkarga mula sa sinag

.

3. Self-timbang ng arko
ay tinutukoy ng:

Itaas na sinturon
;

Lower belt
;

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 rack
.

Pahalang na puwersa
.

5.3. Suriin ang pagkalkula

Sa eroplano ng baluktot

1. Sinusuri ang mga normal na boltahe

,

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

;
,

saan - ang koepisyent ng pangkabit (kumuha ng 2.2);
.

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

2. Sinusuri ang bearing para sa spalling kapag baluktot

.

3. Sinusuri ang katatagan ng isang flat deformation:

,

saan
;
(Talahanayan 2 Apendise 4).

Mula sa eroplano ng baluktot

4. Subukan para sa katatagan

,

saan
, kung
,
;

- ang distansya sa pagitan ng mga kurbatang kasama ang haba ng rack. Sa kawalan ng mga koneksyon sa pagitan ng mga post, ang kabuuang haba ng post ay kinukuha bilang kinakalkula na haba.
.

5.4. Pagkalkula ng attachment ng rack sa pundasyon

Isulat natin ang mga load
at
mula sa talahanayan 5. Ang istraktura ng paglakip ng rack sa pundasyon ay ipinapakita sa fig. 6.

saan
.

kanin. 6. Ang istraktura ng paglakip ng rack sa pundasyon

2. Compression stress
, (Pa)

saan
.

3. Mga sukat ng compressed at stretched zones
.

4. Mga sukat at :

;
.

5. Pinakamataas na tensile force sa mga anchor

, (H)

6. Kinakailangang lugar ng mga anchor bolts

,

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

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

- koepisyent na isinasaalang-alang ang hindi pagkakapantay-pantay 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, kinakailangan ang isang butas sa traverse.
mm.

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

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

11. Ang halaga ng pag-load ng pamamahagi sa seksyon ng lapad ng rack (Larawan 7 b).

.

12. Baluktot na sandali
,

saan
.

13. Kinakailangang sandali ng paglaban
,

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

14. Para sa paunang tinanggap na sulok
.

Kung matugunan ang kundisyong ito, magpapatuloy kami sa pagsuri sa boltahe, kung hindi, babalik kami sa hakbang 10 at kumuha ng mas malaking sulok.

15. Mga normal na boltahe
,

saan
- koepisyent ng mga kondisyon sa pagtatrabaho.

16. Paglihis ng sinag
,

saan
Ang Pa ay ang modulus ng elasticity ng bakal;

- ultimate deflection (tanggapin ).

17. Piliin ang diameter ng mga pahalang na bolts mula sa kondisyon ng kanilang pag-aayos sa mga hibla sa dalawang hilera kasama ang lapad ng rack
, saan
- distansya sa pagitan ng mga bolt axle. Kung tatanggapin namin ang mga metal bolts, kung gayon
,
.

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

18. Pinakamaliit na kapasidad ng tindig ng bolt:

a) sa pamamagitan ng kondisyon ng pagbagsak ng matinding elemento
.

b) sa pamamagitan ng kondisyon ng baluktot
,

saan
- talahanayan ng apendiks. labing-isa.

19. Bilang ng mga pahalang na bolts
,

saan
- ang pinakamaliit na kapasidad ng tindig mula sa item 18;
- ang bilang ng mga hiwa.

Kumuha tayo ng pantay na bilang ng mga bolts, dahil inaayos namin ang mga ito sa dalawang hanay.

20. Haba ng pad
,

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

- bilang ng mga distansya kasama ang haba ng lining.

1. Pagkolekta ng load

Bago simulan ang pagkalkula ng 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 bigat ng isang metal beam;
• sariling bigat ng sahig, atbp.;

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

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

Matapos kolektahin ang pagkarga sa ibabaw sa sahig, na sinusukat sa kg / m2, kinakailangan upang kalkulahin kung gaano karami sa ibabaw na ito ang pagkarga ng sinag. Upang gawin ito, i-multiply ang pag-load sa ibabaw sa pamamagitan ng spacing ng mga beam (ang tinatawag na load strip).

Halimbawa: Kinakalkula namin na ang kabuuang load ay Qsurface = 500kg / m2, at ang spacing ng mga beam ay 2.5m. Pagkatapos ang ibinahagi na load sa metal beam ay magiging: Qdist. = 500kg / m2 * 2.5m = 1250kg / m2. Ang load na ito ay ipinasok sa calculator

Susunod, ang mga diagram ng mga sandali, nakahalang pwersa ay naka-plot. Ang diagram ay depende sa scheme ng pag-load ng beam, ang uri ng suporta ng beam. Ang diagram ay binuo alinsunod sa mga patakaran ng structural mechanics. Para sa pinakamadalas na ginagamit na mga scheme ng paglo-load at suporta, mayroong mga yari na talahanayan na may hinangong mga formula para sa mga diagram at pagpapalihis.

Pagkatapos i-plot ang mga diagram, ang pagkalkula ay ginawa para sa lakas (1 limitasyon ng estado) at pagpapalihis (2 limitasyon ng estado). Upang pumili ng isang sinag sa mga tuntunin ng 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. Ang vertical limiting deflection fult ay kinukuha ayon sa table 19 mula sa SNiP 2.01.07-85 * (Loads and actions). Point 2.a depende sa span. Halimbawa, ang ultimate deflection fult = L / 200 na may span na L = 6m. nangangahulugan na pipiliin ng calculator ang seksyon ng pinagsamang profile (I-beam, channel o dalawang channel sa isang kahon), ang maximum na pagpapalihis na hindi lalampas sa fult = 6m / 200 = 0.03m = 30mm. Upang pumili ng isang metal na profile sa pamamagitan ng pagpapalihis, hanapin ang kinakailangang sandali ng inertia Itr, na nakuha mula sa formula para sa paghahanap ng pangwakas na pagpapalihis. At din ang isang angkop na profile ng metal ay pinili mula sa talahanayan ng assortment.

Sa dalawang resulta ng pagpili (1 at 2 na naglilimita sa estado), isang metal na profile na may malaking numero ng seksyon ang pinili.

1. Pagkuha ng impormasyon tungkol sa materyal ng bar upang matukoy ang sukdulang flexibility ng bar sa pamamagitan ng pagkalkula o mula sa talahanayan:

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

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

μ - koepisyent ng pinababang haba.

3. Ang pagpili ng mga formula ng disenyo upang matukoy ang kritikal na puwersa at kritikal na diin.

4. Pagsubok at pagtiyak ng pagpapanatili.

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

F- kumikilos na puwersa ng compressive; - ang tinatanggap na kadahilanan ng kaligtasan ng katatagan.

Kapag kinakalkula gamit ang Yasinsky formula

saan a, b- mga kadahilanan sa disenyo, depende sa materyal (ang mga halaga ng mga kadahilanan ay ibinibigay sa talahanayan 36.1)

Kung ang mga kondisyon ng katatagan ay hindi natutugunan, kinakailangan upang madagdagan ang cross-sectional area.

Minsan kinakailangan upang matukoy ang margin ng katatagan para sa isang naibigay na pag-load:

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

Mga halimbawa ng paglutas ng problema

Solusyon

1. Ang flexibility ng baras ay tinutukoy ng formula

2. Tukuyin ang pinakamababang radius ng gyration para sa bilog.

Pagpapalit ng mga expression para sa J min at A(section circle)

1. Salik ng pagbabawas ng haba para sa isang ibinigay na scheme ng pangkabit μ = 0,5.
2. Ang flexibility ng baras ay magiging katumbas ng

Halimbawa 2. Paano magbabago ang kritikal na puwersa para sa isang bar kung ang paraan ng mga dulo ay naayos? Ihambing ang ipinakita na mga diagram (fig. 37.2)

Solusyon

Ang kritikal na puwersa ay tataas ng 4 na beses.

Halimbawa 3. Paano magbabago ang kritikal na puwersa sa pagsusuri ng katatagan kung ang I-beam (Fig. 37.3a, I-beam No. 12) ay papalitan ng isang parihabang bar ng parehong lugar (Fig. 37.3 b ) ? Ang natitirang mga parameter ng disenyo ay hindi nagbabago. Kalkulahin gamit ang formula ni Euler.

Solusyon

1. Tukuyin natin 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 alinsunod sa GOST 8239-89 ay ang mga sumusunod:

cross-sectional area A 1 = 14.7cm 2;

ang pinakamababa sa axial moments ng inertia.

Sa pamamagitan ng kondisyon, ang lugar ng hugis-parihaba na seksyon ay katumbas ng sectional area ng I-beam. Tukuyin ang lapad ng strip sa taas na 12 cm.

2. Tukuyin ang pinakamababa sa axial moments ng inertia.

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

4. Ang lahat ng iba pang 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 bar na may cross-section I-beam No. 12 ay 15 beses na mas mataas kaysa sa katatagan ng isang bar ng napiling rectangular cross-section.

Halimbawa 4. Suriin ang katatagan ng baras. Ang isang baras na 1 m ang haba ay pinched sa isang dulo, cross-section - channel No. 16, materyal - StZ, threefold stability margin. Ang baras ay puno ng compressive force na 82 kN (fig. 37.4).

Solusyon

1. Tukuyin ang mga pangunahing geometric na parameter ng seksyon ng bar alinsunod sa GOST 8240-89. Channel No. 16: cross-sectional area 18.1 cm 2; ang minimum na axial moment ng seksyon ay 63.3 cm 4; ang pinakamababang radius ng gyration ng seksyon r t; n = 1.87cm.

Ultimate flexibility para sa materyal na StZ λ pre = 100.

Kinakalkula ang flexibility ng bar sa haba l = 1m = 1000mm

Ang kinakalkula na baras ay isang baras ng mahusay na kakayahang umangkop, ang pagkalkula ay isinasagawa ayon sa formula ng Euler.

4. Kondisyon ng katatagan

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

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

Solusyon

Upang makalkula ang katatagan, dapat malaman ang kritikal na puwersa para sa isang naibigay na paninindigan. Kinakailangang itatag sa pamamagitan ng kung anong pormula ang dapat kalkulahin ng kritikal na puwersa, iyon ay, kinakailangan upang ihambing ang kakayahang umangkop ng rack na may sukdulang kakayahang umangkop para sa materyal nito.

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

Upang matukoy ang kakayahang umangkop ng kinakalkula na rack, kinakalkula namin ang mga geometric na katangian ng cross-section nito:

Tukuyin ang flexibility ng rack:

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

Kinakalkula namin ang kinakalkula (aktwal) na kadahilanan ng kaligtasan:

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

Halimbawa 2.87. Suriin ang lakas at katatagan ng ibinigay na sistema ng baras (Larawan 2.86), Materyal ng mga rod - bakal St5 (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.

Solusyon

Pinutol ang node kung saan nagtatagpo ang mga rod, at binubuo ang 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 equation ng statics). Malinaw na upang makalkula ang lakas at katatagan ng mga tungkod, kinakailangang malaman ang mga halaga ng mga paayon na puwersa na nagmumula sa kanilang mga cross section, i.e., kinakailangan upang ipakita ang static na kawalan ng katiyakan.

Binubuo namin ang 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, nakuha namin

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

Mga stress sa mga cross-section ng mga bar 1 at 2 (tingnan ang fig. 2.86):

Ang kanilang kadahilanan sa kaligtasan

Upang matukoy ang kadahilanan ng kaligtasan ng bar 3 ito ay kinakailangan upang kalkulahin ang kritikal na puwersa, at ito ay nangangailangan ng pagtukoy sa flexibility ng baras upang magpasya kung aling formula para sa paghahanap 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 kadahilanan ng kaligtasan ay malapit sa kinakailangan, at ang kadahilanan ng kaligtasan ay mas mataas kaysa sa kinakailangan, ibig sabihin, na may pagtaas sa pag-load ng system, ang pagkawala ng katatagan ng bar 3 mas malamang kaysa sa paglitaw ng kilabot sa mga pamalo 1 at 2.

Ang column ay isang patayong miyembro ng load-bearing structure ng isang gusali na naglilipat ng mga load mula sa upstream structures patungo sa foundation.

Kapag kinakalkula ang mga haligi ng bakal, kinakailangan na magabayan ng SP 16.13330 "Mga istrukturang bakal".

Para sa isang haligi ng bakal, isang I-beam, isang pipe, isang parisukat na profile, isang pinagsama-samang seksyon ng mga channel, sulok, mga sheet ay karaniwang 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, samakatuwid ang profile na ito ay dapat na airtight.

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

Ang paraan ng pag-aayos ng haligi sa pundasyon ay napakahalaga. Ang column ay maaaring may bisagra, 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 kinakalkula na haba ng haligi ay depende sa paraan ng pangkabit.

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

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

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

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

Ang column ay kinakalkula ayon sa mga sumusunod na parameter:

1. Lakas sa central tensile / compressive

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 tunay na kakayahang umangkop ng baras (sa 2 eroplano)

1. Lakas sa central tensile / compressive

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 pag-igting o compression sa pamamagitan ng puwersa N dapat gawin ayon sa formula

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

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

γ с - koepisyent ng mga kondisyon sa pagtatrabaho (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 haligi ay maaaring gawin lamang sa pamamagitan ng paraan ng pagpili ng seksyon, kaya dito maaari nating itakda ang panimulang punto, mas mababa kaysa sa kung saan ang seksyon ay hindi maaaring.

2. Katatagan sa ilalim ng gitnang compression

Ang pagkalkula para sa katatagan ay isinasagawa alinsunod sa SP 16.13330 clause 7.1.3 ayon sa formula

A- ang cross-sectional area ng gross profile, i.e. hindi kasama ang pagpapahina ng mga butas nito;

R

γ

φ - koepisyent ng katatagan sa gitnang compression.

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

saan R y ay ang kinakalkula na paglaban ng bakal;

E- nababanat na modulus;

λ - ang flexibility ng bar, na kinakalkula ng formula:

saan l ef ay ang kinakalkula na haba ng bar;

i- radius ng gyration ng seksyon.

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

saan l- ang haba ng hanay;

μ - koepisyent ng kinakalkula na haba.

Epektibong haba coefficients μ Ang mga haligi (racks) ng pare-parehong cross-section ay dapat matukoy depende sa mga kondisyon para sa pag-aayos ng kanilang mga dulo at ang uri ng pagkarga. Para sa ilang mga kaso ng end fixing at uri ng load, ang mga value μ ay ipinapakita sa sumusunod na talahanayan:

Ang radius ng gyration 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 isang enumeration ng mga seksyon.

kasi ang radius ng gyration sa 2 eroplano para sa karamihan ng mga profile ay may iba't ibang mga halaga sa 2 eroplano (tanging ang pipe at square profile ay may parehong mga halaga) at ang pangkabit ay maaaring magkakaiba, at samakatuwid ang mga kinakalkula na haba ay maaari ding magkakaiba, pagkatapos ay ang pagkalkula ng katatagan ay dapat gawin para sa 2 eroplano.

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

Kung ang paglilimita ng kakayahang umangkop ay mas malaki kaysa sa o katumbas ng 0.4, kung gayon ang koepisyent ng katatagan φ kinakalkula ng formula:

halaga ng koepisyent δ dapat kalkulahin gamit ang formula:

posibilidad α at β tingnan ang mesa

Mga halaga ng koepisyent φ na kinakalkula ng formula na ito ay dapat kunin ng hindi hihigit sa (7.6 / λ 2) kapag ang mga halaga ng conditional slenderness ay higit sa 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.

Ngayong alam na ang lahat ng paunang data, kinakalkula namin 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 kondisyon, pagkatapos ay pumili kami ng isang bagong profile na may mas malaking halaga ng radius ng gyration ng seksyon. Maaari mo ring baguhin ang modelo ng disenyo, halimbawa, sa pamamagitan ng pagpapalit ng hinged termination sa matibay o sa pamamagitan ng pagtali ng column sa span, maaari mong bawasan ang kinakalkula na haba ng bar.

Ang mga naka-compress na elemento na may mga solidong dingding ng isang bukas na seksyong hugis-U ay inirerekomenda na palakasin ng mga piraso o sala-sala. Kung walang mga piraso, dapat suriin ang katatagan para sa katatagan sa bending-torsional form ng 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 ng isang axial compressive load, kundi pati na rin ng isang baluktot na sandali, halimbawa, mula sa hangin. Ang sandali ay nabuo din kung ang vertical load ay inilapat hindi kasama ang gitna ng haligi, ngunit mula sa gilid. Sa kasong ito, kinakailangan na gumawa ng pagkalkula ng pag-verify alinsunod sa sugnay 9.1.1 ng SP 16.13330 ayon sa formula

saan N- longitudinal compressive force;

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

R y - disenyo ng steel resistance;

γ с - koepisyent ng mga kondisyon sa pagtatrabaho (tingnan ang Talahanayan 1 SP 16.13330);

n, Сx at Сy- mga coefficient na kinuha ayon sa talahanayan E.1 SP 16.13330

Mx at Aking- mga sandali tungkol sa X-X at Y-Y axes;

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 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 warping;

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

Kung dapat walang mga katanungan sa unang 3 bahagi, kung gayon ang accounting para sa bimoment ay nagdudulot ng ilang mga paghihirap.

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

Dapat pansinin na maraming mga programa ay hindi maaaring kalkulahin ang bimoment, kabilang ang SCAD ay hindi isinasaalang-alang.

4. Sinusuri ang tunay na kakayahang umangkop ng bar

Ang balingkinitan ng mga naka-compress na miyembro 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 koepisyent ng paggamit ng profile, ayon sa pagkalkula para sa katatagan sa ilalim ng central compression.

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

Kung ang profile ay hindi magkasya, kinakailangang baguhin ang seksyon sa pamamagitan ng pagtaas ng radius ng inertia ng seksyon o sa pamamagitan ng pagbabago ng modelo ng disenyo (baguhin ang mga pag-aayos o ayusin gamit ang mga kurbatang upang mabawasan ang kinakalkula na haba).

Kung ang ultimate flexibility ay isang kritikal na kadahilanan, ang pinakamaliit na grado ng bakal ay maaaring kunin. ang grado ng bakal ay hindi nakakaapekto sa sukdulang kakayahang umangkop. Ang pinakamahusay na pagpipilian ay maaaring kalkulahin sa pamamagitan ng angkop na paraan.

Ang taas ng rack at ang haba ng braso ng paglalapat ng puwersa P ay pinili sa istruktura, ayon sa pagguhit. Kunin natin ang cross-section ng rack bilang 2W. Batay sa ratio h 0 / l = 10 at h / b = 1.5-2, pumili kami ng isang seksyon na hindi hihigit sa h = 450mm at b = 300mm.

Figure 1 - Strut loading diagram at cross-section.

Ang kabuuang masa 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 bawat strut.

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

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

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

Pagpapasiya ng mga eccentricity:

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

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

Pagtukoy sa laki ng cross-section ng rack:

Ang pangunahing pagkarga sa strut ay ang longitudinal force. Samakatuwid, upang pumili ng isang seksyon, ginagamit ang isang tensile (compression) na pagkalkula ng lakas:

Mula sa equation na ito, hanapin 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 cycle 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 sa lakas ng ani ng materyal. Ang konsentrasyon ng stress sa mga welded joint ay kadalasang sanhi ng mga welded seams. Ang halaga ng kadahilanan ng konsentrasyon ay nakasalalay sa hugis, sukat at lokasyon ng mga tahi. Kung mas mataas ang konsentrasyon ng stress, mas mababa ang pinapayagang stress.

Ang pinaka-load na seksyon ng istraktura ng bar na idinisenyo sa operasyon ay matatagpuan malapit sa lugar ng attachment nito sa dingding. Ang attachment na may frontal fillet seams ay tumutugma sa ika-6 na grupo, 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 index ng kawalaan ng simetrya ng cycle p, katumbas ng ratio ng minimum na boltahe sa bawat cycle hanggang sa maximum, i.e.

-1≤ρ<1,

at mula din sa tanda ng mga stress. Nagpo-promote ang pag-stretch at pinipigilan ng compression ang pag-crack, samakatuwid ang halaga γ para sa katumbas na ρ ay depende sa tanda ng σ max. Sa kaso ng pulsating loading, kapag σ min= 0, ρ = 0 sa compression γ = 2 sa tension γ = 1,67.

Bilang 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 pag-load. Samakatuwid, kapag tinutukoy ang [σ], kinakailangang isaalang-alang ang mga kondisyon ng static na lakas at katatagan.

Static tension (walang baluktot)

[σ] = R y. (12)

Ang halaga ng paglaban sa disenyo R y ayon sa yield point ay tinutukoy ng formula

(13)

kung saan ang γ m ay ang materyal na kadahilanan sa kaligtasan.

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

Sa static na compression, ang pinahihintulutang stress ay nabawasan 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 application ng pagkarga, maaari naming kunin ang φ = 0.6. Ang kadahilanan na ito ay nangangahulugan na ang compressive strength ng bar dahil sa buckling ay bumababa sa 60% ng tensile strength.

Pinapalitan namin ang data sa formula:

Pinipili namin ang pinakamaliit sa dalawang halaga [σ]. At sa hinaharap, ito ay gagamitin para sa pagkalkula.

Pinahihintulutang boltahe

Nagbibigay kami ng data sa formula:

Dahil ang 295.8 mm 2 ay isang napakaliit na cross-sectional area, batay sa mga sukat ng istruktura at ang laki ng sandali, tumataas kami 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 ang data sa formula 12 at kalkulahin muli ang mga boltahe:

= 146.7 MPa

Ang acting stresses sa seksyon ay mas mababa kaysa sa ultimate stresses para sa metal. Nangangahulugan ito na ang materyal ng konstruksiyon ay makatiis sa inilapat na pagkarga.

Sinusuri ang pagkalkula ng pangkalahatang katatagan ng mga rack.

Ang ganitong tseke ay kinakailangan lamang sa ilalim ng pagkilos ng compressive longitudinal forces. Kung ang mga puwersa ay inilapat sa gitna ng seksyon (Mx = My = 0), kung gayon ang pagbaba sa static na lakas ng rack dahil sa pagkawala ng katatagan ay tinatantya ng koepisyent φ, na nakasalalay sa kakayahang umangkop ng rack.

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

(15)

saan - ang haba ng kalahating alon ng curved axis ng rack,

μ ay ang koepisyent depende sa kondisyon ng pag-aayos; sa console = 2;

i min - radius ng gyration, ay matatagpuan sa pamamagitan ng formula:

(16)

Pinapalitan namin ang data sa formula 20 at 21:

Ang pagkalkula ng katatagan ay isinasagawa ayon sa pormula:

(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 y (λ yo) kapag baluktot sa paligid ng y-axis. Coefficient kasama isinasaalang-alang ang pagbaba sa katatagan mula sa pagkilos ng sandali M NS.