Izračun obremenitve na primeru kovinskega nosilca. Izračun kovinske kmetije. Dimenzije delov okvirja

8. februar 2012

Primer. Izračun strešnega nosilca. Potrebno je izračunati in izbrati odseke elementov strešnega nosilca industrijske zgradbe. Na kmetiji je sredi razpona postavljena 4 m visoka lanterna.

Razpon rešetke L = 24 m; razdalja med nosilci b = 6 m; strešna plošča d = 3 m Streha je topla na velikopanelnih armiranobetonskih ploščah 6 X 1,6 m Zasneženo območje III. Blagovna znamka nosilnega materiala St. 3. Koeficient delovnih pogojev za stisnjene nosilne elemente m = 0,95, za razširjene m = 1.

1) Ocenjene obremenitve. Opredelitev projektnih obremenitev je podana v tabeli.

Lastna teža jeklenih konstrukcij je okvirno vzeta v skladu s tabelo Približne teže jeklenega okvirja industrijske zgradbe v kg na 1 m 2 stavbe: kmetije - 25 kg / m 2, luči - 10 kg / m 2, komunikacije - 2 kg / m 2.

Snežna obremenitev za revir III 100 kg / m 2; obremenitev snega zunaj luči zaradi možnih zametov je vzeta s koeficientom c = 1,4 (glej ).

Skupna projektirana enakomerno porazdeljena obremenitev:

na luči q 1 \u003d 350 + 140 \u003d 490 kg / m 2;

na kmetiji q 2 \u003d 350 + 200 \u003d 550 kg / m 2.

2) nodalne obremenitve. Izračun nodalnih obremenitev je podan v tabeli.

Nodalne obremenitve R 1 , R 2 , R 3 in R 4 dobimo kot produkt enakomerno porazdeljene obremenitve na ustrezne tovorne površine. K obremenitvi P 3 je dodana obremenitev G 1, ki jo sestavljata teža stranskih ploščic 135 kg/m in teža zastekljenih površin lanterne višine 3 m, ki je enaka 35 kg/m 2 .

Lokalna obremenitev P m, ki je na sliki prikazana s pikčasto črto, nastane zaradi podpore armiranobetonskih plošč širine 1,5 m na sredini panela in povzroči upogib zgornjega brega. Njegova vrednost je bila že upoštevana pri izračunu vozlišč P 1 - P 4.

3) Opredelitev napora. Grafično določimo sile v nosilnih elementih z izgradnjo Cremona-Maxwellovega diagrama. Ugotovljene vrednosti izračunanih sil so zapisane v tabeli. Zgornji pas je poleg stiskanja izpostavljen tudi lokalnemu upogibu.

Opomba. Projektne napetosti v stisnjenih elementih nosilca se določijo ob upoštevanju koeficienta delovnih pogojev (m - 0,95), da se v vseh primerih primerjajo s konstrukcijsko odpornostjo.

v prvi plošči

v drugi plošči

4) Izbor odsekov. Izbor odsekov začnemo od najbolj obremenjenega elementa zgornje tetive, ki ima N = -68,4 t in M2 = 3,3 tm. Začrtamo odsek dveh enakostraničnih vogalov 150 X 14, za katere glede na sortimentne tabele najdemo geometrijske značilnosti: F \u003d 2 * 40,4 \u003d 80,8 cm 2, moment upora za najbolj stisnjen (zgornji) vlakna preseka W cm 1 \u003d 203 X 2 \u003d 406 cm 3; ρ \u003d Š / Ž \u003d 406 / 80,8 \u003d 5,05 cm, r x \u003d 4,6 cm; r y \u003d 6,6 cm.

Tukaj je koeficient η = 1,3 vzet iz tabele. 4 priloga II. Od e1< 4, то проверку сечения производим по , определив предварительно φ вн по табл. 2 приложения II в зависимости от e 1 = 1,4 и = 65 (интерполяцией между четырьмя ближайшими значениями е 1 и λ): φ вн = 0,45.

Test napetosti

Napetost v ravnini, ki je pravokotna na ravnino delovanja momenta, preverimo s formulo (28.VIII), za katero najprej določimo koeficient c po formuli (29.VIII)

Napetost

Izvedemo preverjanje elementa zgornje tetive B 4 za izbrani odsek. Sila v elementu N = - 72,5 t, upogibni moment ni. Prerez dveh vogalov 150 X 14. Prilagodljivost

kvote:φ x = 0,83; φ y = 0,68.

Napetost

Iz konstruktivnih razlogov ohranjamo sprejeti del jermena. Prva plošča zgornjega konca je podvržena le lokalnemu upogibu, zaradi česar njegov presek ne bi smel določati izbire profilov vogalov kabla, namenjenega predvsem za stiskanje.

Zato pustite enaka dva vogala 150 X 14 v prvi plošči, ju prisilite z navpičnim listom 200 X 12, ki se nahaja med vogali, in preverite nastali odsek za upogibanje.

Določite položaj težišča odseka:

kjer sta z 0 in z l razdalji do težišč vogalov in pločevine od zgornjega roba vogalov;

Vztrajnostni moment

Trenutek upora

Največja natezna napetost

Izračunski podatki izbranega dela zgornjega pasu so vpisani v zgornjo tabelo.

Da bi to naredili, najdemo zahtevane najmanjše polmere vztrajnosti (ob upoštevanju, da je l x = 0,8l):

Enakokraki koti, ki najbolj ustrezajo dobljenim vztrajnostnim polmerom, so določeni iz tabele. 1 Priloga III. Uporabite lahko tudi podatke v tabeli. 32 za enakokrake vogale:

Ti podatki najbolj ustrezajo vogalom 75 X 6, ki imajo r x \u003d 2,31 cm in r y - 3,52 cm.

Ustrezne vrednosti prožnosti bodo enake:

Ti vogali so sprejeti za srednje nosilce nosilca in so navedeni v zgornji tabeli. Čeprav je naramnica D 4 raztegnjena, lahko, kot je navedeno zgoraj, zaradi možne asimetrične obremenitve pride do rahlega stiskanja srednjih naramnic, t.j. spremeni predznak sile. Zato so vedno preizkušeni glede končne prilagodljivosti.

Prva opornica ima veliko silo, vendar manjšo od spodnje tetive; vendar zaradi dejstva, da je stisnjen, je profil spodnjega tetiva 130 X 90 X 8 vogalov zanj nezadosten. Uvesti moramo še en, četrti, profil - vogal 150 X 100 X 10.

Nazadnje, za raztegnjeno opornico D 2 dobimo vogale 65 X 6. Uporabljamo iste vogale za stojala (da ne uvajamo novega profila). Preverjanje napetosti, podano v zgornji tabeli, kaže, da v nosilnih elementih ni prenapetosti, niti prekoračitve mejne prožnosti.

"Projektiranje jeklenih konstrukcij",
K. K. Muhanov

Pri izbiri odsekov nosilnih elementov si je treba prizadevati za čim manjše število različnih številk in kalibrov. kotni profili da bi poenostavili valjanje in zmanjšali stroške transporta kovin (ker je valjanje v tovarnah specializirano za profile). Običajno je mogoče racionalno izbrati odseke elementov strešnih nosilcev z uporabo vogalov v 5-6 različnih kalibrih asortimana. Izbor odsekov se začne s stisnjenim ...

V kritičnem stanju je izguba stabilnosti stisnjene palice možna v kateri koli smeri. Upoštevajte dve glavni smeri - v ravnini nosilca in izven ravnine nosilca. Do morebitne deformacije zgornje tetive ogrodja pri izgubi stabilnosti v ravnini ogrodja lahko pride kot je prikazano na sliki a, to je med vozli ogrodja. Ta oblika deformacije ustreza glavnemu primeru upogibanje…

Izbira vrste vogalov za zgornji stisnjeni pas nosilnih nosilcev je narejena ob upoštevanju minimalne porabe kovine, ki zagotavlja enako stabilnost pasu v vseh smereh, pa tudi ustvarja togost, potrebno za lažji transport in namestitev iz nosilne ravnine. Ker se izračunane dolžine pasu v ravnini in od ravnine nosilca v mnogih primerih bistveno razlikujejo med seboj (lu = ...

Določanje notranjih sil nosilca

Pogosto nimamo možnosti uporabe običajnega žarka za določeno strukturo in smo prisiljeni uporabiti bolj zapleteno strukturo, imenovano rešetka.
čeprav se razlikuje od izračuna žarka, nam ga ne bo težko izračunati. Potrebovali boste le pozornost, osnovno znanje algebre in geometrije ter uro ali dve prostega časa.
Torej, začnimo. Preden izračunamo kmetijo, se vprašajmo o realni situaciji, na katero bi lahko naleteli. Na primer, morate blokirati garažo, široko 6 metrov in dolgo 9 metrov, vendar nimate talnih plošč ali tramov. Samo kovinski vogali različnih profilov. Tukaj bomo zbrali našo kmetijo od njih!
Kasneje bodo na kmetiji temeljili nosilci in valovita plošča. Podpora nosilca na stenah garaže je členkasta.

Za začetek boste morali ugotoviti vse geometrijske dimenzije in kote vaše kmetije. Tukaj potrebujemo našo matematiko, in sicer geometrijo. Kote poiščemo s kosinusnim izrekom.

Potem morate zbrati vse tovore na svoji kmetiji (lahko vidite v članku). Recimo, da imate naslednjo možnost nalaganja:

Nato moramo oštevilčiti vse elemente, vozlišča kmetije in niza podporne sile(elementi so označeni z zeleno, vozlišča pa z modro).

Da bi našli naše reakcije, zapišemo enačbe za ravnovesje sil na osi y in enačbo za ravnotežje momentov glede na vozlišče 2.

Ra+Rb-100-200-200-200-100=0;
200*1,5 +200*3+200*4,5+100*6-Rb*6=0;

Iz druge enačbe najdemo nosilno reakcijo Rb:

Rb=(200*1,5 +200*3+200*4,5+100*6) / 6;
Rb=400 kg

Če vemo, da je Rb=400 kg, iz 1. enačbe najdemo Ra:

Ra=100+200+200+200+100-Rb;
Ra=800-400=400 kg;

Ko so reakcije podpore znane, moramo najti vozlišče z najmanj neznankami (vsak oštevilčen element je neznanka). Od te točke naprej začnemo razdeliti nosilec na ločena vozlišča in poiščemo notranje sile nosilnih palic v vsakem od teh vozlišč. Na teh notranjih silah bomo izbrali odseke naših palic.

Če se je izkazalo, da so sile v palici usmerjene od središča, potem se naša palica nagiba k raztezanju (vrnitvi v prvotni položaj), kar pomeni, da je stisnjena. In če so napori palice usmerjeni proti sredini, se palica nagiba k krčenju, torej se raztegne.

Torej, preidimo na izračun. V vozlišču 1 sta samo 2 neznani količini, zato razmislimo o tem vozlišču (smeri naporov S1 in S2 smo določili iz lastnih premislekov, v vsakem primeru nam bo na koncu uspelo).

Upoštevajte ravnotežne enačbe na oseh x in y.

S2 * sin82,41 = 0; - na osi x
-100 + S1 = 0; - na y-osi

Iz 1. enačbe je razvidno, da je S2=0, torej 2. palica ni obremenjena!
Iz 2. enačbe je razvidno, da je S1=100 kg.

Ker se je vrednost S1 izkazala za pozitivno, pomeni, da smo pravilno izbrali smer napora! Če bi se izkazalo za negativno, je treba spremeniti smer in znak spremeniti v "+".

Ob poznavanju smeri napora S1 si lahko predstavljamo, kakšna je 1. palica.

Ker je bila ena sila usmerjena na vozlišče (vozlišče 1), bo tudi druga sila usmerjena na vozlišče (vozlišče 2). Torej se naša palica poskuša raztegniti, kar pomeni, da je stisnjena.
Nato razmislite o vozlišču 2. V njem so bile 3 neznanke, a ker smo vrednost in smer S1 že našli, ostaneta le še 2 neznanki.

Še enkrat

100 + 400 - sin33,69 * S3 = 0 - na osi y
- S3 * cos33,69 + S4 = 0 - na osi x

Iz 1. enačbe S3 = 540,83 kg (palica #3 je stisnjena).
Iz 2. enačbe S4 = 450 kg (palica #4 je raztegnjena).
Razmislite o 8. vozlišču:

Zapišimo enačbe na x in y osi:

100 + S13 = 0 - na osi y
-S11 * cos7,59 = 0 - na osi x

Od tod:

S13 = 100 kg (stisnjena palica #13)
S11 = 0 (ničelna palica, v njej ni napora)

Razmislite o 7. vozlišču:

Zapišimo enačbe na x in y osi:

100 + 400 - S12 * sin21,8 = 0 - na osi y
S12 * cos21.8 - S10 = 0 - na osi x

IZ 1. enačbe najdemo S12:

S12 = 807,82 kg (stisnjena palica št. 12)

Iz 2. enačbe najdemo S10:

S10 = 750,05 kg (palica #10 raztegnjena)

Oglejmo si vozlišče #3. Kolikor se spomnimo, je 2. palica ničla, kar pomeni, da je ne bomo risali.

Enačbe na osi x in y:

200 + 540,83 * sin33,69 - S5 * cos56,31 + S6 * sin7,59 = 0 - na os y
540,83 * cos33,69 - S6 * cos7,59 + S5 * sin56,31 = 0 - na osi x

In tukaj že potrebujemo algebro. Ne bom podrobno opisoval metodologije iskanja neznanih količin, a bistvo je naslednje - iz 1. enačbe izrazimo S5 in jo nadomestimo v 2. enačbo.
Kot rezultat dobimo:

S5 = 360,56 kg (palica #5 raztegnjena)
S6 = 756,64 kg (stisnjena palica št. 6)

Razmislite o vozlišču #6:

Zapišimo enačbe na x in y osi:

200 - S8 * sin7,59 + S9 * sin21,8 + 807,82 * sin21,8 = 0 - na osi y
S8 * cos7,59 + S9 * cos21,8 - 807,82 * cos21,8 = 0 - na osi x

Tako kot v 3. vozlišču najdemo svoje neznanke.

S8 = 756,64 kg (stisnjena palica št. 8)
S9 = 0 kg (palica #9 nič)

Razmislite o vozlišču #5:

Sestavimo enačbe:

200 + S7 - 756,64 * sin7,59 + 756,64 * sin7,59 = 0 - na osi y
756,64 * cos7,59 - 756,64 * cos7,59 = 0 - na osi x

Iz 1. enačbe najdemo S7:

S7 = 200 kg (stisnjena palica št. 7)

Kot preizkus naših izračunov upoštevajte 4. vozlišče (v palici št. 9 ni sil):

Zapišimo enačbe na x in y osi:

200 + 360,56 * sin33,69 = 0 - na osi y
-360,56 * cos33,69 - 450 + 750,05 = 0 - na osi x

V 1. enačbi se izkaže:

V 2. enačbi:

Ta napaka je sprejemljiva in je najverjetneje posledica kotov (2 decimalni mesti namesto 3).
Kot rezultat dobimo naslednje vrednosti:

Odločil sem se, da še enkrat preverim vse naše izračune v programu in dobil popolnoma enake vrednosti:

Izbira odseka nosilnih elementov

pri izračun kovinski nosilec ko najdemo vse notranje sile v palicah, lahko nadaljujemo z izbiro preseka naših palic.
Za udobje povzemamo vse vrednosti v tabeli.

Z uporabo profilne cevi za montažo nosilcev lahko ustvarite strukture, zasnovane za visoke obremenitve. Lahke kovinske konstrukcije so primerne za gradnjo konstrukcij, ureditev okvirjev za dimnike, namestitev strešnih nosilcev in nadstreškov. Vrsta in dimenzije farm se določijo glede na specifiko uporabe, pa naj gre za gospodinjstvo oz industrijsko sfero. Pomembno je, da pravilno izračunate kmetijo profilna cev V nasprotnem primeru zasnova morda ne bo vzdržala delovnih obremenitev.

Nadstrešek iz obokanih nosilcev

Vrste kmetij

Cevno valjane kovinske rešetke so delovno intenzivne za namestitev, vendar so bolj ekonomične in lažje od konstrukcij s trdnimi nosilci. Profilirana cev, izdelana iz okrogle cevi z vročo ali hladno obdelavo, ima v prerezu obliko pravokotnika, kvadrata, poliedra, ovalne, polovalne ali ravno ovalne oblike. Najbolj priročno je montirati nosilce iz kvadratnih cevi.

Kmetija je kovinska konstrukcija, ki vključuje zgornje in spodnje pasove ter rešetko med njimi. Rešetkasti elementi so:

• stojalo - nameščeno pravokotno na os;
• opornik (opornik) - nameščen pod kotom na os;
• sprengel (pomožna opora).

Strukturni elementi kovinskega nosilca

Nosilci so namenjeni predvsem pokrivanju razponov. Zaradi ojačitvenih reber se ne deformirajo niti pri uporabi dolgih konstrukcij na konstrukcijah z velikimi razponi.

Izdelava kovinskih nosilcev se izvaja na tleh ali v proizvodnih pogojih. Elementi iz profilnih cevi so običajno pritrjeni skupaj z uporabo varilnik ali pa se lahko uporabijo palice, šali, seznanjeni materiali. Za pritrditev okvirja nadstreška, vizirja, strehe kapitalne zgradbe se končni nosilci dvignejo in pritrdijo na zgornjo oblogo v skladu z oznakami.

Uporablja se za pokrivanje razponov različne možnosti kovinske kmetije. Dizajn je lahko:

• prislonjen;
• zatrep;
• naravnost;
• obokan.

Trikotne rešetke iz profilne cevi se uporabljajo kot špirovci, tudi za montažo preprostega nadstreška. Kovinske konstrukcije v obliki lokov so priljubljene zaradi svoje estetike. videz. Toda obokane konstrukcije zahtevajo najbolj natančne izračune, saj mora biti obremenitev na profilu enakomerno porazdeljena.

Trikotni nosilec za konstrukcijo z enim pobočjem

Značilnosti oblikovanja

Izbira zasnove nosilcev nadstreškov iz profilne cevi, nadstreškov, sistemov nosilcev pod streho je odvisna od izračunanih obratovalnih obremenitev. Število pasov se razlikuje:

• nosilci, katerih sestavni deli tvorijo eno ravnino;
• viseče konstrukcije, ki vključujejo zgornji in spodnji pas.

V gradbeništvu se lahko uporabljajo nosilci z različnimi konturami:

• z vzporednim pasom (najenostavnejša in najbolj ekonomična možnost, sestavljena iz enakih elementov);
• enostranski trikotnik (za vsako nosilno vozlišče je značilna povečana togost, zaradi katere konstrukcija prenese resne zunanje obremenitve, poraba materiala za nosilce je majhna);
• poligonalni (prenesejo obremenitve težkih talnih oblog, vendar jih je težko namestiti);
• trapezno (podobno po lastnostih kot poligonalni nosilci, vendar je ta možnost enostavnejša v oblikovanju);
• dvokapna trikotna (uporablja se za gradnjo strehe s strmimi pobočji, za katero je značilna visoka poraba materiala, med namestitvijo je veliko odpadkov);
• segmentno (primerno za konstrukcije s prosojno polikarbonatno streho, namestitev je zapletena zaradi potrebe po izdelavi obokanih elementov z idealno geometrijo za enakomerno porazdelitev obremenitev).

Obrisi nosilnih pasov

V skladu s kotom naklona so tipične kmetije razdeljene na naslednje vrste:

Osnove računanja

Pred izračunom kmetije je treba izbrati primerno konfiguracijo strehe ob upoštevanju dimenzij konstrukcije, optimalnega števila in kota naklona pobočij. Prav tako morate določiti, katera kontura pasu je primerna za izbrano možnost strehe - to upošteva vse operativne obremenitve na strehi, vključno s padavinami, obremenitvijo vetra, težo ljudi, ki opravljajo dela na ureditvi in ​​vzdrževanju nadstreška iz profilne cevi ali strehe, montaža in popravilo opreme na strehi.

Za izračun nosilca iz profilne cevi je potrebno določiti dolžino in višino kovinske konstrukcije. Dolžina ustreza razdalji, ki naj bi jo pokrivala konstrukcija, višina pa je odvisna od projektiranega kota naklona pobočja in izbranega obrisa kovinske konstrukcije.

Izračun krošnje se na koncu zmanjša na določitev optimalnih vrzeli med vozlišči kmetije. Za to je potrebno izračunati obremenitev kovinske konstrukcije, izračunati profilno cev.

Nepravilno izračunani strešni okvirji predstavljajo nevarnost za življenje in zdravje ljudi, saj lahko tanke ali premalo toge kovinske konstrukcije ne prenesejo obremenitev in se zrušijo. Zato je priporočljivo, da izračun kovinskega nosilca zaupate strokovnjakom, ki poznajo specializirane programe.

Če se odločite, da boste izračune opravili sami, morate uporabiti referenčne podatke, vključno z odpornostjo cevi na upogibanje, ki jih vodi SNiP. Težko je pravilno izračunati zasnovo brez ustreznega znanja, zato je priporočljivo najti primer izračuna tipične kmetije želene konfiguracije in nadomestiti potrebne vrednosti v formuli.

V fazi načrtovanja je izdelana risba nosilca iz profilne cevi. Pripravljene risbe, ki prikazujejo dimenzije vseh elementov, bodo poenostavile in pospešile izdelavo kovinskih konstrukcij.

Dimenzijska risba

Kmetijo izračunamo iz jeklene profilne cevi

1. Določi se velikost razpona stavbe, ki jo je treba pokriti, izbere se oblika strehe in optimalen kot naklon pobočja (ali pobočij).
2. Izberemo ustrezne konture pasov kovinske konstrukcije ob upoštevanju namena objekta, oblike in velikosti strehe, kota naklona in pričakovanih obremenitev.
3. Po izračunu približnih dimenzij nosilca je treba ugotoviti, ali je mogoče kovinske konstrukcije izdelati v tovarni in jih dostaviti v objekt po cesti ali pa bo varjenje nosilcev iz profilne cevi izvedeno neposredno na gradbišču zaradi na veliko dolžino in višino konstrukcij.
4. Nato morate izračunati dimenzije plošč na podlagi indikatorjev obremenitev med delovanjem strehe - stalnih in periodičnih.
5. Za določitev optimalne višine konstrukcije na sredini razpona (H) se uporabljajo naslednje formule, kjer je L dolžina nosilca:
   • za vzporedne, poligonalne in trapezne pasove: H=1/8×L, pri čemer naj bo naklon zgornjega pasu približno 1/8×L ali 1/12×L;
   • za trikotne kovinske konstrukcije: H=1/4×L ali H=1/5×L.
6. Kot vgradnje rešetkastih opornikov je od 35° do 50°, priporočena vrednost je 45°.
7. Naslednji korak je določitev razdalje med vozlišči (običajno ustreza širini plošče). Če dolžina razpona presega 36 metrov, je potreben izračun dvigala stavbe - nazaj potlačen zavoj, ki deluje na kovinsko konstrukcijo pod obremenitvami.
8. Na podlagi meritev in izračunov se pripravlja shema, po kateri bodo nosilci izdelani iz profilne cevi.

Izdelava konstrukcije iz profilne cevi

Za zagotovitev potrebne natančnosti izračunov uporabite gradbeni kalkulator - ustrezen poseben program. Na ta način lahko primerjate lastne in programske izračune, da se izognete velikemu odstopanju velikosti!

Obokane konstrukcije: primer izračuna

Za varjenje nosilca za nadstrešek v obliki loka z uporabo profilne cevi je potrebno pravilno izračunati zasnovo. Upoštevajte načela izračuna na primeru predlagane konstrukcije z razponom med nosilnimi konstrukcijami (L) 6 metrov, korakom med loki 1,05 metra, višino nosilca 1,5 metra - tak obokan nosilec je videti estetsko prijeten in sposoben da prenese visoke obremenitve. V tem primeru je dolžina puščice spodnjega nivoja obokanega nosilca 1,3 metra (f), polmer kroga v spodnji tetivi pa bo 4,1 metra (r). Vrednost kota med polmeri: a=105,9776°.

Shema z dimenzijami obokanega nadstreška

Za spodnji pas se dolžina profila (mn) izračuna po formuli:

mn = π×R×α/180, kje:

mn je dolžina profila od spodnjega pasu;

π je konstantna vrednost (3.14);

R je polmer kroga;

α je kot med polmeri.

Kot rezultat dobimo:

mn \u003d 3,14 × 4,1 × 106 / 180 = 7,58 m

Vozlišča konstrukcije se nahajajo v odsekih spodnjega pasu s korakom 55,1 cm - dovoljeno je zaokrožiti vrednost na 55 cm, da se poenostavi montaža konstrukcije, vendar se parameter ne sme povečati. Razdalje med skrajnimi odseki je treba izračunati posamično.

Če je razpon manjši od 6 metrov, lahko namesto varjenja kompleksnih kovinskih konstrukcij uporabite enojni ali dvojni žarek z upogibanjem kovinskega elementa pod izbranim polmerom. V tem primeru izračun obokanih nosilcev ni potreben, vendar je pomembno izbrati pravi prečni prerez materiala, tako da lahko konstrukcija prenese obremenitve.

Profilna cev za montažo nosilcev: zahteve za izračun

Da bi končne talne konstrukcije, predvsem velike, vzdržale preskus trdnosti skozi celotno življenjsko dobo, je valjanje cevi za izdelavo nosilcev izbrano na podlagi:

• SNiP 07-85 (interakcija snežne obremenitve in teže konstrukcijskih elementov);
• SNiP P-23-81 (o načelih dela s profiliranimi jeklenimi cevmi);
• GOST 30245 (ustreznost preseka profilnih cevi in ​​debeline stene).

Podatki iz teh virov vam bodo omogočili, da se seznanite z vrstami profilnih cevi in ​​izberete najboljša možnost ob upoštevanju konfiguracije odseka in debeline sten elementov, oblikovne značilnosti kmetije.

Nadstrešek za avto iz cevi

Priporočljivo je, da so kmetije izdelane iz visokokakovostnih cevi, za obokane konstrukcije je priporočljivo izbrati legirano jeklo. Da bi bile kovinske konstrukcije odporne proti koroziji, mora zlitina vsebovati velik odstotek ogljika. Kovinske konstrukcije iz legiranega jekla ne potrebujejo dodatnega zaščitnega laka.

Če veste, kako narediti rešetkasto ogrodje, lahko namestite zanesljiv okvir pod prosojni nadstrešek ali streho. Pomembno je upoštevati številne nianse.

• večina vzdržljive strukture nameščen iz kovinskega profila s prečnim prerezom v obliki kvadrata ali pravokotnika zaradi prisotnosti dveh ojačitev.
• Glavne komponente kovinske konstrukcije so pritrjene skupaj z dvojnimi vogali in žebljički.
• Pri spajanju delov okvirja v zgornji vrvici je treba uporabiti I-žarke z večstranskimi vogali, medtem ko je treba spajanje opraviti na manjši strani.
• Konjugacija delov spodnjega pasu je pritrjena z namestitvijo enakostraničnih vogalov.
• Pri spajanju glavnih delov kovinskih konstrukcij velike dolžine se uporabljajo nadzemne plošče.

Pomembno je razumeti, kako zvariti nosilec iz profilne cevi, če je treba kovinsko konstrukcijo sestaviti neposredno na gradbišče. Če ni veščin varjenja, je priporočljivo povabiti varilca profesionalna oprema.

Varjenje konstrukcijskih elementov

Stojala kovinskih konstrukcij so nameščena pod pravim kotom, naramnice - pod naklonom 45 °. Na prvi stopnji iz profilne cevi izrežemo elemente v skladu z dimenzijami, navedenimi na risbi. Na tleh sestavimo glavno konstrukcijo, preverimo njeno geometrijo. Nato sestavljeni okvir kuhamo z uporabo vogalov in prekrivnih plošč, kjer so potrebni.

Ne pozabite preveriti trdnosti vsakega zvara. Trdnost in zanesljivost varjenih kovinskih konstrukcij, njihova nosilnost sta odvisni od njihove kakovosti in natančnosti lokacije elementov. Končane rešetke se dvignejo in pritrdijo na snop, pri čemer se upošteva korak namestitve v skladu s projektom.

2.6.1. Splošni pojmi.

Sistem ravnih palic, ki po vključitvi tečajev v vseh vozliščih ostane geometrijsko nespremenjen, se imenuje rešetka.

Primeri nosilcev so prikazani na sliki 2.37.

V resničnih paličnih strukturah, ki ustrezajo definiciji "špore", palice v vozliščih niso povezane s tečaji, temveč s tramovi, zakovicami, varjenjem ali vdelanimi (v armiranobetonske konstrukcije). Vendar pa je v konstrukcijskih shemah takšnih struktur mogoče v vozlišča vnesti tečaje, vendar pod pogojem, da

palice so popolnoma ravne;

· osi palic sekajo v središču vozlišča;

koncentrirane sile delujejo samo na vozlišča;

Dimenzije presekov palic so veliko manjše od njihove dolžine.

Sl.2.37.. Statično določeni ravni nosilci.

V teh pogojih nosilne palice delujejo samo v napetosti ali stiskanju, v njih nastajajo le vzdolžne sile..

Ta okoliščina močno poenostavi izračun paličnega sistema in omogoča pridobitev rezultatov z zadostno stopnjo natančnosti.

Za določitev sil v nosilnih palicah z metodo preseka je potrebno:

1) Izvedite prerez tako, da je

prečkal os palice, v kateri je določena sila;

prekrižane, če je mogoče, največ tri palice;

kmetijo razdelil na dva dela.

2) Usmerite vzdolžne sile v palicah v pozitivno smer, tj. iz vozlišča.

3) Izberite takšne ravnotežne enačbe za del nosilca, ki bi vključevale samo en želeni napor. Take enačbe so npr.

vsota momentov okoli točke, v kateri se premice delovanja sil sekajo v palicah nosilcev, prerezanih z odsekom; take točke imenujemo moment;

· vsota projekcij sil na navpično os za nosilne nosilce z vzporednimi tetivami.

4) Za določitev sil v stebrih izrežite vozlišča, če se v njih ne stekajo več kot tri palice.

5) Za poenostavitev določanja ramen notranjih sil glede na momentno točko pri sestavljanju enačb momentov po potrebi zamenjajte želene sile z njihovimi projekcijami na medsebojno pravokotne osi.

2.6.2. Določanje sil v palicah.

Za določitev sil v nosilnih palicah je potrebno:

določiti reakcije nosilcev;

Določite potrebne sile z metodo preseka;

· Preverite rezultate.

Reakcije nosilcev v enostavnih tramovih nosilcev, prikazanih na sliki 2.37, se določijo na enak način kot pri enojnih nosilcih z uporabo enačb oblike

Za preverjanje reakcij nosilcev uporabimo enačbo

Razmislite o algoritmu izračuna na posebnem primeru.

Dana shema oblikovanja kmetije (slika 2.38).

Potrebno je določiti sile v palicah 4-6, 3-6, 3-5, 3-4, 7-8.

Rešitev problema.

1) Določite reakcije nosilcev.

Za to uporabimo ravnotežno enačbo:

Enačbe zapišemo z uporabo pravila sprejetih predznakov:

Z reševanjem enačb ugotovimo

Reakcije nosilcev preverimo po enačbi.

2) Določamo sile v nosilcih.

a) Sile v palicah 4-6, 3-6, 3-5.

Za določitev sil v navedenih palicah prerežemo nosilec z odsekom ah na dva dela in upoštevajte ravnotežje leve strani kmetije (slika 2.39.

Na levo stran nosilca nanesemo reakcijo nosilca , silo, ki deluje v vozlišču 4, in zahtevane sile v palicah nosilca , , . Te napore usmerimo vzdolž ustreznih palic stran od vozlišča, to je v pozitivni smeri.

Za določitev sil , , lahko uporabimo naslednji sistem enačb:

Toda v tem primeru dobimo skupni sistem enačb, ki bo vključeval vse potrebne napore.

Za poenostavitev rešitve problema je potrebno uporabiti ravnotežne enačbe, ki bi vključevale samo eno neznanko.

Za določitev sile je taka enačba

to je vsota momentov glede na vozlišče 3, v katerem se sekata liniji delovanja sil in , saj so momenti teh sil glede na vozlišče 3 enaki nič. Za silo je ta enačba

to je vsota momentov glede na vozlišče 6, v katerem se sekata liniji delovanja sil in .

Za določitev sile je treba uporabiti enačbo vsote momentov glede na točko O, v kateri se sekata liniji delovanja sil in , tj.

Pri pisanju teh enačb se pojavijo matematične težave pri določanju ramen sil glede na ustrezne točke. Za poenostavitev rešitve tega problema je priporočljivo razširiti želeno silo vzdolž osi X, Y in pri pisanju ravnotežne enačbe uporabiti projekcije sil.

Pokažimo to na primeru napora (slika 2.40).

Zapišimo enačbo:

Če rešimo enačbo, dobimo:

V tem primeru ima projekcija sile na os X moment glede na točko O enak nič, saj linija njenega delovanja poteka skozi točko O.

3) Določimo silo v palici 3-4.

Za določitev sile smo izrezali 4 nosilce v vozlišče s prečnim prerezom b-b(slika 2.41.a).

4) Določimo silo v palici 7-8.

Izrežite razdelek vozlišča 8 s-s(Slika 2.41.b). Sestavimo dve ravnotežni enačbi

Za določitev napora imamo dve enačbi s tremi neznankami. Zato mora biti ena od teh neznank ( ali ) vnaprej določena.

Če je sila znana, lahko za določitev sile uporabimo enačbo:

vsota projekcij sil, ki delujejo v vozlišču na os x, pravokotno na linijo delovanja sile.

Upoštevati je treba, da je mogoče sile v nosilnih palicah določiti tako, da po vrsti upoštevamo ravnotežje njegovih vozlišč in sestavimo dve enačbi za vsako vozlišče

Začeti je treba z vozliščem, v katerem se konvergirata le dve palici, nato pa zaporedno razmisliti o vozliščih, v katerih sta samo dve neznani sili. Razmislite o primeru(slika 2.42).

1) Upoštevamo vozlišče 1, v katerem konvergirata le dve palici. Zapiši in reši enačbe

2) Upoštevamo vozlišče 2, v katerem se konvergirajo 3 palice, vendar je sila znana:

Z reševanjem sistema enačb ugotovimo:

Nato se upošteva vozlišče 4 in tako naprej.

Ta metoda določanja sil v nosilnih palicah ima naslednje pomanjkljivosti:

napaka med postopkom izračuna se razširi na naslednje izračune;

Določitev sil samo v posameznih nosilcih ni racionalna.

Prednosti metode so možnost uporabe pri pripravi programov za izračun na računalniku.

2.6.3. Preverjanje rezultatov izračuna.

Če želite preveriti rezultate izračuna, morate uporabiti ravnotežne enačbe, ki vključujejo največje število naporov. Tako, na primer, za preverjanje naporov , , (slika 3.3) so takšne enačbe

Nadstreški na kovinskem okvirju olajšajo življenje. Zaščitili bodo avto pred slabim vremenom, pokrovom poletna veranda, gazebo. Zamenjali bodo streho na delavnici oziroma nadstrešek nad vhodom. Če se obrnete na strokovnjake, boste dobili kakršno koli nadstrešek. Toda mnogi se bodo sami spopadli z namestitvijo. Res je, potrebovali boste natančen izračun kmetije iz profilne cevi. Ne morete brez ustrezne opreme in materialov. Seveda je potrebno tudi znanje varjenja in rezanja.

material okvirja

Osnova nadstreškov je jeklo, polimeri, les, aluminij, armirani beton. Toda pogosteje je okvir sestavljen iz kovinskih nosilcev iz profilne cevi. Ta material je votel, relativno lahek, a trpežen. V razdelku je videti takole:

• pravokotnik;
• kvadrat;
• oval (kot tudi pol- in ravno ovalna figura);
• polieder.

Pri varjenju iz paličaste profilne cevi pogosteje izberite kvadrat ali pravokotni odsek. Te profile je lažje obdelati.

Različni profili cevi

Dovoljene obremenitve so odvisne od debeline stene, razreda kovine, načina izdelave. Material je pogosto visokokakovostno konstrukcijsko jeklo (1-3ps/sp, 1-2ps(sp)). Za posebne potrebe se uporabljajo nizkolegirane zlitine in pocinkanje.

Dolžina profilnih cevi se običajno giblje od 6 m za majhne odseke do 12 m za velike. Najmanjši parametri od 10×10×1 mm in 15×15×1,5 mm. S povečanjem debeline stene se poveča trdnost profilov. Na primer na odsekih 50 × 50 × 1,5 mm, 100 × 100 × 3 mm in več. Izdelki največjih dimenzij (300 × 300 × 12 mm ali več) so primernejši za industrijske zgradbe.

Kar zadeva parametre elementov okvirja, obstajajo naslednja priporočila:

• za nadstreške majhne velikosti (širine do 4,5 m) se uporablja cevni material s prerezom 40 × 20 × 2 mm;
• če je širina do 5,5 m, se priporočajo parametri 40 × 40 × 2 mm;
• za nadstreške večjih velikosti je priporočljivo vzeti cevi 40 × 40 × 3 mm, 60 × 30 × 2 mm.

Kaj je kmetija

Kmetija se imenuje jedrni sistem, osnova zgradba zgradbe. Sestavljen je iz pravokotnih elementov, povezanih v vozliščih. Na primer, upoštevamo zasnovo nosilca iz profilne cevi, v kateri ni neusklajenosti palic in ni obremenitev izven vozlišča. Potem v njej sestavnih delov se bodo pojavile samo natezne in tlačne sile. Mehanika tega sistema omogoča, da ostane geometrijsko nespremenjen pri zamenjavi togo pritrjenih vozlišč z zgibnimi.

Kmetijo sestavljajo naslednji elementi:

• zgornji pas;
• spodnji pas;
• stojijo pravokotno na os;
• naramnica (ali naramnica), nagnjena na os;
• pomožna nosilna opornica (sprengel).

Rešetkasti sistem je lahko trikoten, diagonalni, poldiagonalni, križni. Za povezavo se uporabljajo šali, seznanjeni materiali, zakovice, zvari.

Možnosti montaže v vozlih

Izdelava nosilcev iz profilne cevi vključuje montažo pasu z določenimi obrisi. Po vrsti so:

• segment;
• mnogokoten;
• dvokapna (ali trapezna);
• z vzporednimi pasovi;
• trikotni (d-i);
• z dvignjenim zlomljenim spodnjim pasom;
• prislonjen;
• konzola.

Nekatere sisteme je lažje namestiti, druge so bolj ekonomične v smislu porabe materiala, tretje pa so enostavnejše v smislu podpornih vozlišč.

Osnove kmetijske kalkulacije

Vpliv kota nagiba

Izbira zasnove nosilcev nadstreška iz profilne cevi je povezana z naklonom načrtovane konstrukcije. Tam so drevesa možne možnosti:

• od 6° do 15°;
• od 15° do 22°;
• od 22° do 35°.

Pri minimalnem kotu (6°-15°) se priporočajo trapezni obrisi pasov. Za zmanjšanje teže je dovoljena višina 1/7 ali 1/9 celotne dolžine razpona. Pri načrtovanju poševnega nadstreška kompleksne geometrijske oblike ga je potrebno dvigniti v srednjem delu nad nosilci. Izkoristite kmetije Polonso, ki jih priporočajo številni strokovnjaki. So sistem dveh trikotnikov, povezanih s puffom. Če potrebujete visoko strukturo, je bolje izbrati poligonalno strukturo z dvignjeno spodnjo tetivo.

Ko kot naklona presega 20°, mora biti višina 1/7 celotne dolžine razpona. Slednji doseže 20 m, za povečanje strukture je spodnji pas prelomljen. Nato bo povečanje znašalo do 0,23 dolžine razpona. Za izračun zahtevanih parametrov se uporabljajo tabelarni podatki.

Tabela nagiba truss sistem

Z naklonom več kot 22 ° se izračuni izvajajo po posebnih programih. Tovrstni nadstreški se pogosteje uporabljajo za kritine iz skrilavca, kovine in podobnih materialov. Tu se uporabljajo trikotni nosilci iz profilne cevi z višino 1/5 celotne dolžine razpona.

Večji kot je naklon, manj padavin in močnega snega se bo nabiralo na nadstrešku. Nosilnost sistema se povečuje z njegovo višino. Za dodatno trdnost so predvidena dodatna ojačitvena rebra.

Možnosti osnovnega kota

Da bi razumeli, kako izračunati nosilec iz profilne cevi, je nujno treba ugotoviti parametre osnovnih vozlišč. Na primer, dimenzije razpona morajo biti običajno navedene v projektni nalogi. Število plošč, njihove dimenzije so vnaprej določene. Izračunajte optimalno višino (H) na sredini razpona.

• Če so pasovi vzporedni, poligonalni, trapezni, H=1/8×L, kjer je L dolžina nosilca. Zgornji pas mora imeti naklon približno 1/8xL ali 1/12xL.
• Za trikotni tip je v povprečju H=1/4×L ali H=1/5×L.

Rešetkasti nosilci morajo imeti naklon približno 45° (znotraj 35°-50°).

Uporabite že pripravljen standardni projekt, potem vam ni treba narediti izračuna

Da bi bil nadstrešek zanesljiv in dolgotrajen, njegov projekt zahteva natančne izračune. Po izračunu se kupi material, nato pa se okvir montira. Obstaja dražji način - kupiti že pripravljene module in sestaviti strukturo na mestu. Druga možnost je težja - narediti izračune sami. Potem boste potrebovali podatke iz posebnih referenčnih knjig o SNiP 2.01.07-85 (vplivi, obremenitve), kot tudi SNiP P-23-81 (podatki o jeklenih konstrukcijah). Narediti morate naslednje.

1. Odločite se za blokovni diagram v skladu s funkcijami nadstreška, kotom naklona, ​​materialom palic.
2. Izberite možnosti. Upoštevajte razmerje med višino in najmanjšo težo strehe, njenim materialom in vrsto, naklonom.
3. Izračunajte dimenzije plošče konstrukcije glede na oddaljenost posameznih delov, odgovornih za prenos obremenitev. Določena je razdalja med sosednjimi vozlišči, običajno enaka širini plošče. Če je razpon večji od 36 m, se izračuna dviganje stavbe - obratni ugasnjeni zavoj, ki deluje zaradi obremenitev na konstrukcijo.

Med metodami za izračun statično določenih nosilcev je ena najpreprostejših izrezovanje vozlišč (območij, kjer so palice tečajno pritrjene). Druge možnosti so Ritterjeva metoda, Hennebergova metoda zamenjave palice. Tako dobro, kot grafična rešitev z izdelavo diagrama Maxwell-Cremona. V sodobnih računalniških programih se pogosteje uporablja metoda rezanja vozlišč.

Za osebo, ki ima znanje o mehaniki in trdnosti materialov, vse to ni tako težko izračunati. Ostalo je treba upoštevati, da sta življenjska doba in varnost nadstreška odvisna od natančnosti izračunov in velikosti napak. Morda je bolje, da se obrnete na strokovnjake. Ali pa izberite možnost med že pripravljenimi oblikovalskimi rešitvami, kjer lahko preprosto nadomestite svoje vrednosti. Ko je jasno, kakšna je potrebna strešni nosilec iz profilne cevi bo risba zanjo zagotovo na voljo na internetu.

Pomembni dejavniki izbire lokacije

Če nadstrešek pripada hiši ali drugemu objektu, bo zanj potrebno uradno dovoljenje, za katerega bo prav tako treba poskrbeti.

Najprej se izbere mesto, kjer bo struktura nameščena. Kaj se upošteva?

1. Stalne obremenitve (fiksna teža letve, kritine in drugih materialov).
2. Spremenljive obremenitve (vpliv podnebnih dejavnikov: veter, padavine, vključno s snegom).
3. Posebna vrsta obremenitve (ali je v regiji potresna aktivnost, nevihte, orkani itd.).

Pomembne so tudi značilnosti tal, vpliv bližnjih stavb. Projektant mora upoštevati vse pomembne dejavnike in pojasnjevalne koeficiente, ki so vključeni v algoritem izračuna. Če nameravate izračune izvesti sami, uporabite 3D Max, Arkon, AutoCAD ali podobne programe. Obstaja možnost spletnega plačila gradbeni kalkulatorji. Bodite prepričani, da ugotovite za predvideni projekt priporočeni korak med nosilnimi nosilci, zabojem. Kot tudi parametri materialov in njihova količina.

Primer programskega izračuna za nadstrešek, prekrit s polikarbonatom

Zaporedje dela

Sestavljanje okvirja iz kovinski profili mora izvajati le strokovnjak za varjenje. Ta odgovoren posel zahteva znanje in spretno rokovanje z orodjem. Potrebno je ne le razumeti, kako variti nosilce iz profilne cevi. Pomembno je, katera vozlišča je pravilneje sestaviti na tleh in šele nato dvigniti na nosilce. Če je konstrukcija težka, bo za namestitev potrebna oprema.

Običajno postopek namestitve poteka v naslednjem zaporedju:

1. Označevanje območja je v teku. Vgrajeni deli, nameščeni so navpični nosilci. Pogosto v jamah takoj postavljen kovinske cevi in nato zabetoniran. Vertikalnost namestitve se preverja z navpično črto. Za nadzor vzporednosti je med skrajnimi regali raztegnjena vrvica ali nit, ostali so nastavljeni vzdolž nastale črte.
2. Vzdolžne cevi so pritrjene na nosilce z varjenjem.
3. Na tleh so varjeni vozli in elementi nosilcev. S pomočjo naramnic in skakalcev so pasovi konstrukcije povezani. Nato je treba bloke dvigniti na želeno višino. Privarjeni so na vzdolžne cevi v območjih namestitve navpičnih nosilcev. Vzdolžni skakalci so varjeni med nosilci vzdolž pobočja za nadaljnjo pritrditev strešni material. Izdelujejo luknje za pritrdilne elemente.
4. Vsa priključna mesta so skrbno očiščena. Predvsem zgornji robovi okvirja, kjer bo v bodoče ležala streha. Površino profilov očistimo, razmastimo, obdelamo s temeljnim premazom in pobarvamo.

Izkoriščanje končan projekt, se boste hitro lotili sestavljanja nadstreška

Strokovnjaki svetujejo, da tako odgovorno delo opravljate le z ustreznimi izkušnjami. Ni dovolj teoretično vedeti, kako pravilno variti nosilce iz profilne cevi. Domači mojster tvega, ko naredi nekaj narobe, ne upošteva nians. Nadstrešek se bo podiral in sesuval. Trpelo bo vse, kar bo pod njim - avtomobili ali ljudje. Zato si vzemite svoje znanje k srcu!

Video: kako variti nosilec iz profilne cevi