Изчисляване на I-лъча за огъване и огъване. Теглото на I-лъча е важен фактор за носещата способност.
Технически спецификации метални профили са необходими, за да се прилагат правилно в строителството, защото въпреки голямото разнообразие от приложения, същността остава същата - да се създаде надеждна носеща конструкция. Тя ви позволява да преобразувате архитектурата на сградите:
- увеличава ширината на разстоянието на сградите;
- значително, с около 35%, да намали теглото на носещите конструкции;
- значително повишаване на рентабилността на проектите.
Говорейки за достойнствата на дизайна, трябва да се отбележат и минусите, въпреки че са малко. Основните от тях са
Много структури могат да бъдат апроксимирани като директен лъч или като набор от директни лъчи. Поради тази причина анализът на напрежението и отклонението в лъча е важна и полезна тема. В този раздел са разгледани силите на срязване и огъващия момент в греди, диаграми на срязване и момент, напрежения на лъчи и таблица с формули за отклонението на общия лъч.
Сила на срязване и момент на огъване
За да намерим силата на срязване и огъващия момент по дължината на лъча, първо трябва да решим за външни реакции в граничните условия. Например, конзолната греда по-долу има приложената сила, показана в червено, и реакциите са показани в синьо при фиксирано гранично условие.
- необходимостта от използване на допълнителни армировки при създаване на ребра;
- достатъчно значителни разходи за труд, необходими за неговото производство.
Трябва да се отбележи обаче, че от друга страна, допълнителните усилващи елементи позволяват:
- намаляване на общото потребление на метал заварени метални конструкции, тъй като значително намалява дебелината на стените. По този начин е възможно да се намалят неговите разходи, но да се запазят напълно механичните характеристики;
- Освен това, леката конструкция е и икономична от гледна точка на устройството на основата, тъй като след намаляване на общата маса, можете да използвате фундамента за BMZ (сглобяеми сгради).
За да намерите подходящ за даден случай I-лъч, е необходимо да направите някои изчисления. Обикновено за тази цел те използват таблици или онлайн калкулатори. Те се основават на две зададени параметри: разстоянието от една стена до друга и бъдещото натоварване върху конструкцията на сградата.
След като външните реакции бъдат отстранени, вземете прорези по дължината на лъча и решете за реакциите на всяка секция. Примерна част е показана на фигурата по-долу. Когато един лъч се реже на място, и двете страни на лъча могат да бъдат взети под внимание при решаването на реакциите. Избраната страна не влияе на резултатите, затова изберете коя страна е по-проста. На фигурата по-горе, страната на лъча е избрана вдясно от разреза на участъка. Реакциите в разреза са показани със сини стрелки.
Признаците на срязване и момент са важни. Знакът се определя след изрязване на участъка и реакциите се решават за част от гредата от едната страна на профила. Силата на срязване върху участък от сечение се счита за положителна, ако тя предизвиква въртене по посока на часовниковата стрелка на избрания участък от гредата и се счита за отрицателно, ако се върти обратно на часовниковата стрелка. Огъващият момент на участъка от напречното сечение се счита за положителен, ако компресира горната част на гредата и удължава долната част на гредата.
сила греди определя се по параметри като:
- дължина,
- метод на фиксиране
- форма
- площ на напречното сечение.
По-широко разпространени продукти с буквата "H" в раздела.
На бележка
Твърдостта на металната конструкция на I-лъча е 30 пъти по-голяма от твърдостта на квадратния профил, а силата съответно е 7 пъти.
Въз основа на този знак, силата на срязване в секцията, показана на фигурата по-горе, е положителна, тъй като тя предизвиква въртене по посока на часовниковата стрелка на избраната секция. Моментът е отрицателен, защото компресира долната част на лъча и удължава върха. Моментът на срязване и огъване над целия лъч обикновено се изразява в диаграми. Диаграмата на изместване показва изместването по дължината на гредата, а графиката на времето показва огъващия момент по дължината на лъча. Тези диаграми обикновено са показани един върху друг, а комбинацията от тези две диаграми е диаграма на срязващите моменти.
В калкулатора изберете подходящия брой I-лъчи и въведете необходимите кадри. Както виждате, получената стойност е повече от 0.12 кг, изчислена от нас.
Товароносимост
Сред всички видове греди I-лъчът има най-голяма якост, освен това е устойчив на температурни разлики. Допустимото натоварване на I-лъча е посочено на етикета, като размер. Колкото по-голямо е числото, посочено в неговото име, толкова по-голям е товарът, който може да възприема лъча.
Диаграмите на точката на преместване за някои общи крайни условия и конфигурации на зареждане са показани в края на тази страница. Пример за диаграмата на момент на срязване е показан на следващата фигура. Общи правила графиката на срязващите моменти са показани в таблицата по-долу.
Моментът на огъване на дължината на лъча може да се определи от моментната диаграма. След това огъващият момент на всяко място по дължината на лъча може да се използва за изчисляване на напречното сечение на гредата на това място. Огъващият момент варира по височината на напречното сечение в съответствие с формулата за огъване по-долу.
Всяко изчисление предполага първоначално познаване на размера на валцования или заварен участък, неговата дължина и ширина. Нека изясним значението на стойността на ширината на примера на най-популярните колони за подпомагане на лъча.
Пример за изчисление
Да предположим, че в напречното сечение на колоната се намира квадрат със страна от 510 mm, след което ще бъде възможно да се поддържа профил върху него, за който ширината не може да надвишава 460 mm. Това се дължи на факта, че I-лъчът трябва да бъде заварен към стоманобетонна подложка и за заваръчни шевове трябва да има минимална граница от 40 mm.
Където е моментът на огъване на мястото, което представлява интерес по дължината на гредата, е напречното сечение на гредата, а - разстоянието от неутралната ос на гредата до точката на интерес по височината на напречното сечение. Отрицателен знак показва, че положителен момент ще доведе до напрежение на натиск над неутралната ос.
Напрежението при огъване е нула по неутралната ос на лъча, което съвпада с напрежението. Напрежението на огъване нараства линейно от неутралната ос до максималните стойности при екстремните влакна в горната и долната част на гредата. Максималното напрежение на огъване се определя, както следва.
След определяне на ширината отидете на избора на профила и изчисляването на товара, действащ върху профила. Това е комбинация от ефектите на припокриването, както и ефектите от временен и постоянен характер.
На бележка
Натоварването, изразяващо стойността на нормативния товар, се събира за дължина от 1 m от профила.
Но изчислението носеща способност I-лъчът включва отчитане на други ефекти. За да се получи изчисления товар, изчисленото нормативно действие се умножава по така наречения коефициент на натоварване. Остава да се добави към резултата вече изчислената маса на продукта и да се намери моментът му на съпротива.
Къде: \\ t Ако гредата е асиметрична около неутралната ос, така че разстоянията от неутралната ос до горната и долната част на гредата да не са равни, максималното напрежение ще настъпи в най-отдалечената точка от неутралната ос. На фигурата по-долу напрежението на опън в горната част на гредата е по-голямо от това на натиск отдолу.
Центроидният момент на инерция и центроидното разстояние, са комбинирани в напречно сечение. Предимството на модулната секция е, че той характеризира устойчивостта на огъване на напречното сечение за един елемент. Модулът на сечението може да бъде заменен с формула за огъване, за да се изчисли максималното напрежение на огъване в напречното сечение.
Получените данни са достатъчни за избор на профила, необходим за производството на заварен профил. Като правило, като се има предвид отклонението на конструкцията, се препоръчва да се избере по-висок профил с два порядъка.
заварени метална конструкция трябва да използва приблизително 70–80% от максимално допустимата деформация.
Силата на срязване по дължината на лъча може да се определи от диаграмата на срязване. След това напречната сила на всяко място по дължината на лъча може да се използва за изчисляване на напречното сечение на лъча в това място. Средното напрежение на срязване в напречното сечение се определя, както следва.
Напрежението на срязване варира по височината на напречното сечение, както е показано на фигурата по-долу. Напрегнатото напрежение е равно на нула на свободните повърхности и е максимално при центроида. Уравнението за напрежението на срязване във всяка точка, разположена на разстояние от центроида на напречното сечение, се определя от израза.
подсилване
Ако носещата способност на I-лъча е недостатъчна, тогава има нужда от нейното укрепване. За различни елементи заварена конструкция Този въпрос е решен по различни начини.
Например, за елементи, които възприемат натоварване, компресия или огъване, те използват този вид армировка: увеличават напречното сечение, с други думи увеличават твърдостта, например чрез заваряване на допълнителни части.
Напрежение на срязване в правоъгълни филийки
Където е силата на срязване, действаща в напречното сечение, - напречното сечение, - ширината на участъка. Напречните напрежения за няколко общи напречни сечения са разгледани в следващите раздели. Разпределението на напрежението на срязване по височината. Първият момент от областта във всяка дадена точка по височината на напречното сечение се изчислява по формулата.
Спресовото напрежение във всяка дадена точка по височината на напречното сечение се изчислява по формулата. Където е центроидалният момент на инерцията на напречното сечение. Максималното напрежение на срязване възниква по неутралната ос на гредата и се изчислява по формулата.
Теоретично, това е една от най-добрите възможности за усилване, но с нейното изпълнение не винаги е възможно да се получи желания резултат. Факт е, че елементите в процеса заваряване загрява се и това води до намаляване на товароподемността.
Степента, до която може да се очаква такова намаление, зависи от размера на I-лъча и от режима и посоката на заваръчните работи. Ако за надлъжните шевове максималното намаление е в рамките на 15%, то за шевовете в напречна посока може да достигне 40%.
Стрес на срязване в кръгови филийки
Където - площта на сечението. \\ T Имайте предвид, че максималното напрежение на срязване в напречното сечение е 50% над средното напрежение. Уравненията за напрежението на срязване в лъча бяха получени при предположението за постоянно напрежение на срязване по ширината на лъча. Това предположение е валидно в центъра на тежестта на кръгова секция, въпреки че не е валидно никъде другаде. Следователно, въпреки че разпределението на напрежението на срязване по височината на напречното сечение не може да бъде лесно определено, максималното напрежение на срязване в напречното сечение все още може да бъде изчислено.
внимание
Следователно, при усилване на I-лъча под товар, е строго забранено да се ушият в посока, напречно на елемента.
Изчислено е и експериментално е доказано, че оптималният резултат от армировката при натоварване може да се получи при максимално напрежение от 0.8 R y, т.е. 80% от изчисленото съпротивление на стоманата, използвана за направа на I-греда.
Напречно напрежение в кръгови тръбни секции
Максималната стойност на първия момент, настъпваща в центроида, се определя, както следва. Където диаметърът на участъка е: центроидалният момент на инерцията, \\ t Тогава максималната напречна сила на срязване се изчислява по формулата. Таблиците по-долу дават уравнения за отклонение, наклон, преместване и момент по директни лъчи за различни крайни условия и натоварвания. Въпреки това таблиците по-долу обхващат най-често срещаните случаи. Процесът, използван за определяне на адекватността на дървесина, стомана или дори бетонен лъч, е по същество еднакъв.
Добър ден приятели, аз ще пиша днес за това как вземете I-лъча напречно сечение в плоско
Напречното сечение в равнинното огъване винаги се избира за нормални напрежения, тъй като тангенциалните напрежения за този тип деформации са оскъдни.
Така, състоянието на силата в равнинен завой ще изглежда така:
След като лъчът е избран, методът е както следва.
- Определете товара.
- Изчислете напрежението.
- Проверете допустимите напрежения срещу действителните напрежения.
Живи товари. Живият товар е вид товар, който временно е поставен в конструкцията. Размерът на живите товари ще бъде определен или посочен в местния строителен код. Мъртвите товари са натоварвания, трайно прикрепени към конструкцията. Понякога масите на материалите са точно известни и могат да бъдат комбинирани заедно, за да се определи общото мъртво натоварване. Най-често се взема мъртъв товар и дава приблизително тегло.
В неравенството в ляво получаваме максималното изчислено напрежение, а отдясно напрежението е валидно.
Максималното номинално напрежение се намира по два начина:
Като съотношение на максималния огъващ момент към момента на съпротивлението
Или по следната формула:
Изчисления на напрежение Има два вида напрежения, които обикновено се изчисляват при проектирането на лъча: напрежение на огъване и напрежение на срязване. Може да се намери по-пълна дефиниция на напрежението на огъване и напрежението при срязване. За изчисляване на напрежението на огъване и срязване, първо е необходимо да се изчисли максималният момент на огъване и максималното срязване, възникващо в гредата.
Максималният момент и смяна вероятно ще се появят на различни места и процесът, използван за определяне на тяхната стойност, ще бъде определен в отделен член. Другите две информации, необходими за определяне на напреженията, са модулът на участъка и площта на напречното сечение на използваната греда. След цялата информация в таблицата, можете да използвате следните уравнения, за да определите номиналните максимални напрежения на огъване и номиналната максимална напрежение на срязване.
Когато M е максималният момент на огъване, y е разстоянието от неутралната линия до екстремната точка на участъка, J е моментът на инерцията.
Моментът на инерция и моментът на съпротивление се свързват чрез следната връзка:
Сравнете действителните напрежения с допустимите напрежения. В повечето случаи допустимите напрежения са представени в таблицата в Ръководството за проектиране. След като се установят допустимите напрежения, определянето на адекватността на гредата е просто въпрос на сравняване на действителните напрежения с допустимите напрежения. По този начин лъчът е достатъчен, ако е вярно следното.
Други съображения Едно от основните съображения, които не са разгледани в тази статия, е отклонението или провисването в лъча. Лъчът може да бъде доста здрав, но може да се отклони толкова силно, че да повлияе на действителното изпълнение на гредата. Отклонението е изчисление, което е много важно и ще бъде обсъдено в отделна статия.
Оттук и двете формули.
Кога е по-удобно да се използва коя формула?
Ако в изявлението за проблема ви се иска да намерите максималното напрежение, тогава използвайте формулата с момента на съпротивлението. Това означава, че според тази формула веднага изчислявате напрежението в екстремните точки на напречното сечение.
Ако трябва да намерите напрежението във всяка друга точка на секцията, например, на мястото, където рафтът отива в стената, използвайте втората формула.
Друго съображение при проектирането на всеки тип лъч е да се използва софтуер за структурно проектиране. За греди, колони или фундаменти има няколко различни софтуерни пакета за дизайн.
Всеки път, когато решите да предприемете строителен проект, най-добре е да предскажете стреса, който ще бъде поставен върху вашите материали, тъй като дори стоманата има своите граници, когато става въпрос за товара. Общата височина на този участък се нарича дълбочина, а дълбочината е един от ключовите компоненти на силата на лъча.
Е, време е да практикуваме. Например, преброихте лъч, начертахте и имате нужда от сега вземете чай отговарят на условието. За това ви е необходимо:
Анализирайте парцела и определете позицията на най-опасния участък. Ние считаме опасния участъка, в който огъващият момент е максимален. Да предположим, че ще е равна на 30 kN.
Като цяло, колкото по-дълбока е дълбочината, толкова повече лъчът може да получи. Теглото на лъча може да се измерва и в килограми на квадратен фут. Той също играе по качество, тъй като теглото на единица в комбинация с дълбочина ви дава добра мярка за определен лъч. Има много променливи по отношение на това, колко светлина може да побере. Например, дължината на лъча може лесно да зареди товар от 10 тона, но ако това натоварване е от едната страна на гредата или стеснено, така че теглото се поставя на един сантиметър от гредата, то променя нещата, В допълнение, гредите могат да бъдат подсилени от броя на опорите. задържайте ги и уплътнения, които са разположени между горните и долните фланци за увеличаване на опората.
Намерих момент на съпротива. Освен това, според асортимента от I-греди (ГОСТ 8239-89), изберете броя на I-лъча, чийто момент на съпротивление ще бъде най-близо до нашия изчислен. Това е I-лъч № 20а, чийто момент на съпротивление е 203 cm3
Изчисляваме проверка. Изчислява се напрежението с табулираната стойност на момента на съпротивлението.
Тъй като полученото напрежение е по-малко от допустимото, можем да заключим, че избраната И-греда отговаря на условието за якост, а в някои учебници пренапрежението за стандартен наем не е повече от 5%. Това означава, че е възможно да се вземе и изчисли напрежението за I-20, чийто момент на съпротива е малко по-малък от нашата изчислена стойност. И ми се струва, че пренапрежението ще бъде по-малко от 5%.
