โครงสร้างโลหะเป็นหัวข้อที่ซับซ้อนและมีความรับผิดชอบสูง แม้แต่ความผิดพลาดเล็กๆ น้อยๆ ก็อาจมีค่าใช้จ่ายหลายแสนล้านเหรียญ ในบางกรณี ราคาของความผิดพลาดอาจเป็นชีวิตของผู้คนในสถานที่ก่อสร้างตลอดจนระหว่างดำเนินการ ดังนั้นการตรวจสอบและทบทวนการคำนวณจึงมีความจำเป็นและสำคัญ

การใช้ Excel เพื่อแก้ปัญหาการคำนวณนั้นไม่ใช่เรื่องใหม่ แต่ในขณะเดียวกันก็ไม่ค่อยคุ้นเคย อย่างไรก็ตาม การคำนวณของ Excel มีข้อดีหลายประการที่ปฏิเสธไม่ได้:

• การเปิดกว้าง- การคำนวณแต่ละครั้งสามารถถอดประกอบได้ด้วยกระดูก
• มีจำหน่าย- ไฟล์นั้นมีอยู่ในโดเมนสาธารณะเขียนโดยนักพัฒนา MK เพื่อให้เหมาะกับความต้องการของพวกเขา
• ความสะดวก- ผู้ใช้พีซีเกือบทุกคนสามารถทำงานกับโปรแกรมจากแพ็คเกจ MS Office ได้ ในขณะที่โซลูชันการออกแบบเฉพาะทางนั้นมีราคาแพง และยิ่งไปกว่านั้น ต้องใช้ความพยายามอย่างจริงจังในการควบคุม

ไม่ควรถือว่าเป็นยาครอบจักรวาล การคำนวณดังกล่าวทำให้สามารถแก้ปัญหาการออกแบบที่แคบและค่อนข้างง่ายได้ แต่ไม่คำนึงถึงงานโครงสร้างโดยรวม ในกรณีง่ายๆ หลายประการ พวกเขาสามารถประหยัดเวลาได้มาก:

• การคำนวณคานสำหรับการดัด
• การคำนวณคานสำหรับการดัดออนไลน์
• ตรวจสอบการคำนวณความแข็งแรงและความมั่นคงของเสา
• ตรวจสอบการเลือกส่วนของแถบ

ไฟล์คำนวณสากล MK (EXCEL)

ตารางการเลือกส่วนของโครงสร้างโลหะตามจุดต่างๆ 5 จุดของ SP 16.13330.2011
ที่จริงแล้ว การใช้โปรแกรมนี้ คุณสามารถทำการคำนวณดังต่อไปนี้:

• การคำนวณคานบานพับช่วงเดียว
• การคำนวณองค์ประกอบที่บีบอัดจากส่วนกลาง (คอลัมน์)
• การคำนวณองค์ประกอบยืด
• การคำนวณองค์ประกอบที่ถูกบีบอัดแบบผิดปกติหรือแบบบีบอัด

เวอร์ชันของ Excel ต้องเป็นเวอร์ชันอย่างน้อย 2010 หากต้องการดูคำแนะนำ ให้คลิกเครื่องหมายบวกที่มุมซ้ายบนของหน้าจอ

เมทัลลิก

โปรแกรมนี้เป็นหนังสือ EXCEL ที่รองรับมาโคร
และมีไว้สำหรับการคำนวณโครงสร้างเหล็กตาม
SP16 13330.2013 "โครงสร้างเหล็ก"

การเลือกและการคำนวณการวิ่ง

การเลือกการวิ่งเป็นงานเล็กน้อยในแวบแรกเท่านั้น ขั้นตอนการวิ่งและขนาดขึ้นอยู่กับพารามิเตอร์หลายอย่าง และคงจะดีถ้ามีการคำนวณที่เหมาะสมอยู่ในมือ นี่คือสิ่งที่บทความต้องอ่านเกี่ยวกับ:

• การคำนวณการวิ่งแบบไม่มีเส้น
• การคำนวณการวิ่งด้วยเส้นเดียว
• การคำนวณการวิ่งด้วยสองเส้น
• การคำนวณการวิ่งโดยคำนึงถึง bimoment:

แต่มีแมลงวันตัวเล็กอยู่ในครีม - เห็นได้ชัดว่าในไฟล์มีข้อผิดพลาดในส่วนการคำนวณ

การคำนวณโมเมนต์ความเฉื่อยของส่วนในตาราง excel

หากคุณต้องการคำนวณโมเมนต์ความเฉื่อยของส่วนคอมโพสิตอย่างรวดเร็ว หรือไม่มีวิธีกำหนด GOST ตามโครงสร้างโลหะที่ทำขึ้น เครื่องคิดเลขนี้จะช่วยคุณได้ คำอธิบายเล็กน้อยอยู่ที่ด้านล่างของตาราง โดยทั่วไป งานนี้เรียบง่าย - เราเลือกส่วนที่เหมาะสม กำหนดขนาดของส่วนเหล่านี้ และรับพารามิเตอร์หลักของส่วนนี้:

• โมเมนต์ความเฉื่อยของส่วน
• โมดูลัสมาตรา
• รัศมีการหมุนของส่วน
• พื้นที่หน้าตัด
• ช่วงเวลาคงที่
• ระยะห่างจากจุดศูนย์ถ่วงของส่วน

ตารางประกอบด้วยการคำนวณสำหรับส่วนประเภทต่อไปนี้:

• ท่อ
• สี่เหลี่ยมผืนผ้า
• ไอบีม
• ช่อง
• ท่อสี่เหลี่ยม
• สามเหลี่ยม

ความสูงของชั้นวางและความยาวของแขนที่ใช้แรง P ถูกเลือกอย่างสร้างสรรค์ตามรูปวาด ลองใช้ส่วนของชั้นวางเป็น 2Sh ตามอัตราส่วน h 0 /l=10 และ h/b=1.5-2 เราเลือกส่วนไม่เกิน h=450mm และ b=300mm

รูปที่ 1 - แผนผังการโหลดชั้นวางและส่วนตัดขวาง

น้ำหนักรวมของโครงสร้างคือ:

m= 20.1+5+0.43+3+3.2+3 = 34.73 ตัน

น้ำหนักที่มาถึงหนึ่งใน 8 ชั้นวางคือ:

P \u003d 34.73 / 8 \u003d 4.34 ตัน \u003d 43400N - แรงดันต่อแร็ค

แรงไม่กระทำที่กึ่งกลางของส่วน ดังนั้นจึงทำให้เกิดโมเมนต์เท่ากับ:

Mx \u003d P * L; Mx = 43400 * 5000 = 217000000 (N*mm)

พิจารณาเสาส่วนกล่องที่เชื่อมจากแผ่นสองแผ่น

คำจำกัดความของความเยื้องศูนย์:

ถ้าความเบี้ยว t xมีค่าตั้งแต่ 0.1 ถึง 5 - ชั้นบีบอัด (ยืดออก) นอกรีต ถ้า ตู่จาก 5 ถึง 20 จากนั้นจะต้องคำนึงถึงความตึงหรือการบีบอัดของลำแสงในการคำนวณ

t x\u003d 2.5 - แร็คบีบอัด (ยืด) นอกรีต

การกำหนดขนาดของส่วนของชั้นวาง:

โหลดหลักสำหรับชั้นวางคือแรงตามยาว ดังนั้นในการเลือกส่วนจึงใช้การคำนวณความต้านทานแรงดึง (แรงอัด):

(9)

จากสมการนี้ จงหาพื้นที่หน้าตัดที่ต้องการ

,มม.2 (10)

ความเค้นที่อนุญาต [σ] ระหว่างการทำงานที่มีความทนทานขึ้นอยู่กับเกรดเหล็ก ความเข้มข้นของความเค้นในส่วนนี้ จำนวนรอบการโหลด และไม่สมมาตรของรอบ ใน SNiP ความเครียดที่อนุญาตระหว่างความอดทนถูกกำหนดโดยสูตร

(11)

ความต้านทานการออกแบบ R Uขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของความเค้นและความแข็งแรงของผลผลิตของวัสดุ ความเข้มข้นของความเค้นในรอยเชื่อมมักเกิดจากรอยเชื่อม ค่าสัมประสิทธิ์ความเข้มข้นขึ้นอยู่กับรูปร่าง ขนาด และตำแหน่งของตะเข็บ ยิ่งความเข้มข้นของความเครียดสูง ความเค้นที่อนุญาตก็จะยิ่งต่ำลง

ส่วนที่รับน้ำหนักมากที่สุดของโครงสร้างแท่งที่ออกแบบในงานนั้นตั้งอยู่ใกล้กับตำแหน่งที่ยึดกับผนัง สิ่งที่แนบมากับรอยเชื่อมเนื้อหน้าผากสอดคล้องกับกลุ่มที่ 6 ดังนั้น RU = 45เอ็มพีเอ

สำหรับกลุ่มที่ 6 กับ น = 10 -6, α = 1.63;

ค่าสัมประสิทธิ์ ที่สะท้อนการพึ่งพาของความเค้นที่อนุญาตในดัชนีความไม่สมดุลของวัฏจักร p เท่ากับอัตราส่วนของความเค้นต่ำสุดต่อรอบถึงค่าสูงสุด กล่าวคือ

-1≤ρ<1,

รวมทั้งจากสัญญาณของความเครียด ความตึงเครียดส่งเสริมและการบีบอัดป้องกันการแตกร้าวดังนั้นค่า γ สำหรับสิ่งเดียวกัน ρ ขึ้นอยู่กับเครื่องหมายของ σ สูงสุด ในกรณีของการโหลดเป็นจังหวะเมื่อ σmin= 0, ρ=0 ในการบีบอัด γ=2 ในความตึง γ = 1,67.

เป็น ρ→ ∞ γ→∞ ในกรณีนี้ ความเค้นที่อนุญาต [σ] จะมีขนาดใหญ่มาก ซึ่งหมายความว่าความเสี่ยงของความล้มเหลวในการล้าจะลดลง แต่ไม่ได้หมายความว่าจะมั่นใจได้เนื่องจากความล้มเหลวระหว่างการโหลดครั้งแรกเป็นไปได้ ดังนั้นเมื่อพิจารณา [σ] จำเป็นต้องคำนึงถึงเงื่อนไขของความแรงและความเสถียรของสถิตด้วย

ภายใต้แรงตึงคงที่ (ไม่มีการดัดงอ)

[σ] = R y. (12)

ค่าความต้านทานการออกแบบ R y ตามความแข็งแรงของผลผลิตถูกกำหนดโดยสูตร

(13)

โดยที่ γ m คือปัจจัยความน่าเชื่อถือของวัสดุ

สำหรับ 09G2S σ Т = 325 เมกะปาสคาล, γ t = 1,25

ในการบีบอัดแบบสถิต ความเค้นที่อนุญาตจะลดลงเนื่องจากความเสี่ยงต่อการโก่งงอ:

ที่ไหน 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. มีค่าความเยื้องศูนย์เล็กน้อยของแอปพลิเคชันโหลด φ สามารถรับได้ = 0.6. ค่าสัมประสิทธิ์นี้หมายความว่ากำลังรับแรงอัดของแท่งเหล็กเนื่องจากการโก่งงอจะลดลงเหลือ 60% ของความต้านทานแรงดึง

เราแทนที่ข้อมูลในสูตร:

จากสองค่าของ [ σ] ให้เลือกค่าที่น้อยที่สุด และในอนาคตจะมีการคำนวณ

แรงดันไฟฟ้าที่อนุญาต

การใส่ข้อมูลลงในสูตร:

เนื่องจาก 295.8 มม. 2 เป็นพื้นที่หน้าตัดที่เล็กมาก โดยพิจารณาจากขนาดการออกแบบและขนาดของโมเมนต์ เราจึงเพิ่มเป็น

เราจะเลือกหมายเลขช่องตามพื้นที่

พื้นที่ขั้นต่ำของช่องควรเป็น - 60 ซม. 2

หมายเลขช่อง - 40P มีตัวเลือก:

ชั่วโมง=400 มม. ข=115มม. s=8mm; t=13.5mm; F=18.1 ซม. 2 ;

เราได้พื้นที่หน้าตัดของชั้นวางซึ่งประกอบด้วย 2 ช่อง - 61.5 ซม. 2

แทนที่ข้อมูลในสูตร 12 และคำนวณความเครียดอีกครั้ง:

=146.7 MPa

ความเครียดที่มีประสิทธิภาพในส่วนนี้จะน้อยกว่าความเค้นที่จำกัดสำหรับโลหะ ซึ่งหมายความว่าวัสดุก่อสร้างสามารถรับน้ำหนักได้

การคำนวณการตรวจสอบความเสถียรโดยรวมของชั้นวาง

การตรวจสอบดังกล่าวจำเป็นต้องใช้ภายใต้การกระทำของแรงอัดตามยาวเท่านั้น หากแรงถูกนำไปใช้กับศูนย์กลางของส่วน (Mx=Mu=0) ค่าสัมประสิทธิ์ φ ที่ลดลงในความแข็งแกร่งสถิตย์ของชั้นวางเนื่องจากการสูญเสียความเสถียรนั้นประเมินโดยค่าสัมประสิทธิ์ φ ซึ่งขึ้นอยู่กับความยืดหยุ่นของชั้นวาง

ความยืดหยุ่นของชั้นวางที่สัมพันธ์กับแกนวัสดุ (เช่น แกนที่ตัดกับองค์ประกอบของส่วน) ถูกกำหนดโดยสูตร:

(15)

ที่ไหน - ความยาวของครึ่งคลื่นของแกนโค้งของชั้นวาง

μ - ค่าสัมประสิทธิ์ขึ้นอยู่กับสภาพของการตรึง ที่คอนโซล = 2;

ฉัน min - รัศมีความเฉื่อยพบโดยสูตร:

(16)

เราแทนที่ข้อมูลในสูตร 20 และ 21:

การคำนวณความเสถียรดำเนินการตามสูตร:

(17)

ค่าสัมประสิทธิ์ φ y ถูกกำหนดในลักษณะเดียวกับการบีบอัดจากส่วนกลางตามตาราง 6 ขึ้นอยู่กับความยืดหยุ่นของชั้นวาง λ y (λ yo) เมื่อดัดรอบแกน y ค่าสัมประสิทธิ์ จากคำนึงถึงความมั่นคงที่ลดลงเนื่องจากการกระทำของช่วงเวลา เอ็มเอ็กซ์

ในทางปฏิบัติ มักจะจำเป็นต้องคำนวณชั้นวางหรือคอลัมน์สำหรับโหลดตามแนวแกน (ตามยาว) สูงสุด แรงที่ชั้นวางสูญเสียสถานะคงตัว (ความจุแบริ่ง) เป็นสิ่งสำคัญ ความมั่นคงของชั้นวางได้รับอิทธิพลจากวิธีการยึดปลายของชั้นวาง ในกลศาสตร์โครงสร้าง มีการพิจารณาเจ็ดวิธีในการยึดปลายชั้นวาง เราจะพิจารณาสามวิธีหลัก:

เพื่อให้แน่ใจว่ามีความมั่นคงในระดับหนึ่ง จำเป็นต้องปฏิบัติตามเงื่อนไขต่อไปนี้:

ที่ไหน: P - แรงกระทำ;

มีการตั้งค่าปัจจัยความเสถียรบางอย่าง

ดังนั้น เมื่อคำนวณระบบยืดหยุ่น จำเป็นต้องสามารถกำหนดค่าของแรงวิกฤต Рcr ได้ หากเราแนะนำว่าแรง P ที่ใช้กับแร็คทำให้เกิดการเบี่ยงเบนเพียงเล็กน้อยจากรูปร่างเป็นเส้นตรงของชั้นวางที่มีความยาว ι จึงสามารถหาได้จากสมการ

โดยที่: E - โมดูลัสความยืดหยุ่น;
J_min - โมเมนต์ความเฉื่อยขั้นต่ำของส่วน
M(z) - โมเมนต์ดัดเท่ากับ M(z) = -P ω;
ω - ขนาดของส่วนเบี่ยงเบนจากรูปร่างเป็นเส้นตรงของชั้นวาง
การแก้สมการอนุพันธ์นี้

ค่าคงที่ A และ B ของการรวมถูกกำหนดโดยเงื่อนไขขอบเขต
เมื่อได้กระทำการบางอย่างและการทดแทน เราได้นิพจน์สุดท้ายสำหรับแรงวิกฤต P

ค่าที่น้อยที่สุดของแรงวิกฤตจะอยู่ที่ n = 1 (จำนวนเต็ม) และ

สมการของเส้นยืดหยุ่นของชั้นวางจะมีลักษณะดังนี้:

โดยที่: z - พิกัดปัจจุบัน ที่ค่าสูงสุด z=l;
นิพจน์ที่ยอมรับได้สำหรับแรงวิกฤตเรียกว่าสูตรของแอลออยเลอร์ จะเห็นได้ว่าขนาดของแรงวิกฤตขึ้นอยู่กับความแข็งแกร่งของแร็ค EJ ขั้นต่ำในสัดส่วนโดยตรงและความยาวของแร็ค l - เป็นสัดส่วนผกผัน
ความเสถียรของชั้นวางยางยืดนั้นขึ้นอยู่กับวิธีการยึด
ระยะขอบความปลอดภัยที่แนะนำสำหรับหมุดเหล็กคือ
น y =1.5÷3.0; สำหรับไม้ ny =2.5÷3.5; สำหรับเหล็กหล่อ ny =4.5÷5.5
ในการพิจารณาวิธีการยึดส่วนปลายของชั้นวาง จะมีการแนะนำค่าสัมประสิทธิ์ของส่วนปลายของความยืดหยุ่นที่ลดลงของชั้นวาง

โดยที่: μ - สัมประสิทธิ์ความยาวลดลง (ตาราง) ;
ฉัน นาที - รัศมีการหมุนที่เล็กที่สุดของหน้าตัดของชั้นวาง (ตาราง);
ι - ความยาวชั้นวาง;
ป้อนปัจจัยโหลดที่สำคัญ:

, (โต๊ะ);
ดังนั้นเมื่อคำนวณหน้าตัดของชั้นวางจำเป็นต้องคำนึงถึงค่าสัมประสิทธิ์μและϑซึ่งค่าจะขึ้นอยู่กับวิธีการแก้ไขปลายของชั้นวางและระบุไว้ในตารางของหนังสืออ้างอิง เกี่ยวกับความแข็งแรงของวัสดุ (GS Pisarenko และ SP Fesik)
ให้เรายกตัวอย่างการคำนวณแรงวิกฤตสำหรับแท่งของแข็งที่มีรูปร่างเป็นสี่เหลี่ยมผืนผ้า - 6 × 1 ซม. ความยาวของแท่ง ι = 2 ม. แก้ไขปลายตามโครงการ III
การชำระเงิน:
จากตาราง เราพบสัมประสิทธิ์ ϑ = 9.97, μ = 1 โมเมนต์ความเฉื่อยของส่วนจะเป็น:

และความเครียดที่สำคัญจะเป็น:

เห็นได้ชัดว่าแรงวิกฤต P cr = 247 kgf จะทำให้เกิดความเค้นในแท่งเพียง 41 kgf / cm 2 ซึ่งน้อยกว่าขีด จำกัด การไหล (1600 kgf / cm 2) มาก แต่แรงนี้จะทำให้ คันงอซึ่งหมายถึงการสูญเสียความมั่นคง
ลองพิจารณาอีกตัวอย่างหนึ่งของการคำนวณชั้นวางไม้ที่มีหน้าตัดเป็นวงกลม หนีบที่ปลายด้านล่างและติดบานพับที่ปลายด้านบน (S.P. Fesik) ความยาวขาตั้ง 4 ม. แรงอัด N=6tf ความเครียดที่อนุญาต [σ]=100kgf/cm 2 . เรายอมรับปัจจัยการลดของความเค้นที่อนุญาตสำหรับการบีบอัด φ=0.5 เราคำนวณพื้นที่หน้าตัดของชั้นวาง:

กำหนดเส้นผ่านศูนย์กลางของชั้นวาง:

โมเมนต์ความเฉื่อยของส่วน

เราคำนวณความยืดหยุ่นของชั้นวาง:
โดยที่: μ=0.7 ตามวิธีการบีบปลายของชั้นวาง
กำหนดแรงดันไฟฟ้าในชั้นวาง:

เห็นได้ชัดว่า ความเค้นในชั้นวางคือ 100kgf/cm 2 และเป็นความเครียดที่อนุญาตได้อย่างแน่นอน [σ]=100kgf/cm 2
ลองพิจารณาตัวอย่างที่สามของการคำนวณชั้นวางเหล็กจากโปรไฟล์ I ยาว 1.5 ม. แรงอัด 50 tf ความเค้นที่อนุญาต [σ]=1600 kgf/cm 2 ปลายด้านล่างของชั้นวางถูกบีบ และปลายด้านบนว่าง (วิธี I)
ในการเลือกส่วน เราใช้สูตรและตั้งค่าสัมประสิทธิ์ ϕ=0.5 จากนั้น:

เราเลือกจากช่วง I-beam No. 36 และข้อมูล: F = 61.9 cm 2, i min = 2.89 cm.
กำหนดความยืดหยุ่นของชั้นวาง:

โดยที่: μจากตารางเท่ากับ 2 โดยคำนึงถึงวิธีที่ชั้นวางถูกบีบ
แรงดันการออกแบบในชั้นวางจะเป็น:

5kgf ซึ่งเท่ากับแรงดันไฟฟ้าที่อนุญาตโดยประมาณ และมากกว่า 0.97% ซึ่งเป็นที่ยอมรับในการคำนวณทางวิศวกรรม
ส่วนตัดขวางของแท่งที่ทำงานด้วยแรงอัดจะสมเหตุผลด้วยรัศมีความเฉื่อยที่ใหญ่ที่สุด เมื่อคำนวณรัศมีการหมุนจำเพาะ
ที่เหมาะสมที่สุดคือส่วนท่อผนังบาง ซึ่งค่า ξ=1÷2.25 และสำหรับโปรไฟล์ที่เป็นของแข็งหรือแบบม้วน ξ=0.204÷0.5

ข้อสรุป
เมื่อคำนวณความแข็งแรงและความเสถียรของชั้นวาง คอลัมน์ จำเป็นต้องคำนึงถึงวิธีการแก้ไขปลายของชั้นวาง ให้ใช้ขอบด้านความปลอดภัยที่แนะนำ
ค่าของแรงวิกฤตได้มาจากสมการเชิงอนุพันธ์ของเส้นกึ่งกลางโค้งของชั้นวาง (L. Euler)
ในการพิจารณาปัจจัยทั้งหมดที่อธิบายลักษณะของชั้นวางที่โหลด แนวคิดของความยืดหยุ่นของชั้นวาง - λ ตัวประกอบความยาวที่ให้มา - μ ปัจจัยลดความเครียด - ϕ ปัจจัยโหลดที่สำคัญ - ϑ ค่าของพวกเขานำมาจากตารางอ้างอิง (G.S. Pisarentko และ S.P. Fesik)
การคำนวณโดยประมาณของสตรัทใช้สำหรับกำหนดแรงวิกฤต - Рcr, ความเค้นวิกฤต - σcr, เส้นผ่านศูนย์กลางสตรัท - d, ความยืดหยุ่นของสตรัท - λ และคุณสมบัติอื่นๆ
ส่วนที่เหมาะสมที่สุดสำหรับชั้นวางและเสาคือโปรไฟล์ผนังบางแบบท่อที่มีโมเมนต์ความเฉื่อยเท่ากัน

หนังสือมือสอง:
G.S Pisarenko "คู่มือความแข็งแรงของวัสดุ"
S.P. Fesik "คู่มือความแข็งแกร่งของวัสดุ"
ในและ. Anuryev "คู่มือของนักออกแบบและผู้สร้างเครื่องจักร"
SNiP II-6-74 "น้ำหนักบรรทุกและผลกระทบ มาตรฐานการออกแบบ"

การคำนวณเสา B

ชั้นวางเรียกว่าองค์ประกอบโครงสร้างที่ทำงานส่วนใหญ่ในการบีบอัดและการดัดตามยาว

เมื่อคำนวณชั้นวาง จำเป็นต้องตรวจสอบความแข็งแรงและความมั่นคงของชั้นวาง การรักษาเสถียรภาพทำได้โดยการเลือกส่วนของชั้นวางที่ถูกต้อง

รูปแบบการคำนวณของเสากลางถูกนำมาใช้เมื่อคำนวณภาระในแนวตั้งตามที่บานพับที่ปลายเนื่องจากเชื่อมที่ด้านล่างและด้านบน (ดูรูปที่ 3)

เสา B รับน้ำหนัก 33% ของน้ำหนักพื้นทั้งหมด

น้ำหนักรวมของพื้น N, กก. ถูกกำหนดโดย: รวมถึงน้ำหนักของหิมะ, ภาระลม, โหลดจากฉนวนกันความร้อน, โหลดจากน้ำหนักของโครงฝาครอบ, โหลดจากสุญญากาศ

N \u003d R 2 ก. (3.9)

โดยที่ g คือโหลดที่กระจายสม่ำเสมอทั้งหมด kg / m 2;

R คือรัศมีภายในของถัง m

น้ำหนักรวมของพื้นประกอบด้วยโหลดประเภทต่อไปนี้:

• 1. ปริมาณหิมะ ก. 1 . ยอมรับ ก. 1 \u003d 100 กก. / ม. 2.;
• 2. โหลดจากฉนวนกันความร้อน g 2 ยอมรับ ก. 2 \u003d 45 กก. / ม. 2;
• 3. แรงลม ก. 3 . ยอมรับ ก. 3 \u003d 40 กก. / ม. 2;
• 4. โหลดจากน้ำหนักของโครงฝาครอบ g 4 . รับ ก. 4 \u003d 100 กก. / ม. 2
• 5. คำนึงถึงอุปกรณ์ที่ติดตั้ง ก. 5 . รับ ก. 5 \u003d 25 กก. / ม. 2
• 6. โหลดสูญญากาศ ก. 6 . รับ ก. 6 \u003d 45 กก. / ม. 2

และน้ำหนักรวมของการทับซ้อน N, kg:

คำนวณแรงที่ชั้นวางรับรู้:

พื้นที่หน้าตัดที่ต้องการของชั้นวางถูกกำหนดโดยสูตรต่อไปนี้:

ดู 2 , (3.12)

โดยที่: N คือน้ำหนักรวมของพื้น kg;

1600 kgf / cm 2 สำหรับเหล็ก Vst3sp;

ค่าสัมประสิทธิ์การดัดตามยาวเป็นที่ยอมรับในโครงสร้าง = 0.45

ตาม GOST 8732-75 ท่อที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก D ชั่วโมง \u003d 21 ซม. เลือกเส้นผ่านศูนย์กลางภายใน db \u003d 18 ซม. และความหนาของผนัง 1.5 ซม. ซึ่งเป็นที่ยอมรับได้เนื่องจากช่องท่อจะเต็มไปด้วยคอนกรีต .

พื้นที่หน้าตัดท่อ F:

โมเมนต์ความเฉื่อยของโปรไฟล์ (J) จะกำหนดรัศมีของความเฉื่อย (r) ตามลำดับ:

เจ = cm4, (3.14)

ลักษณะทางเรขาคณิตของส่วนอยู่ที่ไหน

รัศมีความเฉื่อย:

r=, ซม., (3.15)

โดยที่ J คือโมเมนต์ความเฉื่อยของโปรไฟล์

F คือพื้นที่ของส่วนที่ต้องการ

ความยืดหยุ่น:

แรงดันไฟฟ้าในชั้นวางถูกกำหนดโดยสูตร:

กก./ซม. (3.17)

ในเวลาเดียวกันตามตารางภาคผนวก 17 (A.N. Serenko) = 0.34

การคำนวณความแข็งแรงของฐานแร็ค

แรงกดในการออกแบบ P บนรากฐานถูกกำหนดโดย:

P \u003d P "+ R st + R bs, kg, (3.18)

R st \u003d F L g, kg, (3.19)

R bs \u003d L g b, kg, (3.20)

โดยที่: P "-แรงของชั้นวางแนวตั้ง P" \u003d 5885.6 กก.

R st - ชั้นวางน้ำหนักกก.

ก. - ความถ่วงจำเพาะของเหล็ก ก. \u003d 7.85 * 10 -3 กก. /.

R bs - เทคอนกรีตน้ำหนักลงในชั้นวางกก.

g b - ความถ่วงจำเพาะของเกรดคอนกรีต g b \u003d 2.4 * 10 -3 กก. /.

พื้นที่ที่ต้องการของแผ่นรองเท้าที่แรงกดที่อนุญาตบนฐานทราย [y] f \u003d 2 กก. / ซม. 2:

ยอมรับแผ่นพื้นที่มีด้านข้าง: aChb \u003d 0.65×0.65 ม. โหลดแบบกระจาย q ต่อ 1 ซม. ของแผ่นคอนกรีตถูกกำหนด:

โมเมนต์ดัดโดยประมาณ M:

โมเมนต์ต้านทานโดยประมาณ W:

ความหนาของแผ่น d:

ความหนาของแผ่น d = 20 มม.

คอลัมน์เป็นองค์ประกอบแนวตั้งของโครงสร้างรับน้ำหนักของอาคารที่รับน้ำหนักจากโครงสร้างที่สูงขึ้นไปยังฐานราก

เมื่อทำการคำนวณเสาเหล็กจำเป็นต้องได้รับคำแนะนำจาก SP 16.13330 "โครงสร้างเหล็ก"

สำหรับคอลัมน์เหล็กมักจะใช้คานไอ, ท่อ, โปรไฟล์สี่เหลี่ยม, ส่วนของช่อง, มุม, แผ่น

สำหรับเสาที่ถูกบีบอัดจากส่วนกลาง เป็นการดีที่สุดที่จะใช้ท่อหรือโปรไฟล์สี่เหลี่ยม - ประหยัดในแง่ของมวลโลหะและมีลักษณะที่สวยงามสวยงาม อย่างไรก็ตาม ไม่สามารถทาสีฟันผุภายในได้ ดังนั้นโปรไฟล์นี้จึงต้องเป็นแบบสุญญากาศ

การใช้คานกว้าง I-beam สำหรับเสาเป็นที่แพร่หลาย - เมื่อคอลัมน์ถูกบีบในระนาบเดียว โปรไฟล์ประเภทนี้จะเหมาะสมที่สุด

สิ่งที่สำคัญอย่างยิ่งคือวิธีการแก้ไขเสาในฐานราก คอลัมน์สามารถบานพับ แข็งในระนาบหนึ่งและอีกอันหนึ่ง หรือแข็งใน 2 ระนาบ ทางเลือกของการยึดขึ้นอยู่กับโครงสร้างของอาคารและมีความสำคัญมากกว่าในการคำนวณเพราะ ความยาวโดยประมาณของคอลัมน์ขึ้นอยู่กับวิธีการยึด

นอกจากนี้ยังจำเป็นต้องคำนึงถึงวิธีการติดแป, แผ่นผนัง, คานหรือโครงถักกับคอลัมน์, ถ้าโหลดถูกถ่ายโอนจากด้านข้างของคอลัมน์, จะต้องคำนึงถึงความเยื้องศูนย์.

เมื่อยึดเสาเข้ากับฐานรากและยึดคานเข้ากับเสาอย่างแน่นหนา ความยาวที่คำนวณได้คือ 0.5 ลิตร แต่โดยปกติแล้วจะมีการพิจารณา 0.7 ลิตรในการคำนวณ ลำแสงจะโค้งงอภายใต้การกระทำของโหลดและไม่มีการหนีบที่สมบูรณ์

ในทางปฏิบัติคอลัมน์จะไม่ถูกพิจารณาแยกจากกัน แต่มีการสร้างแบบจำลองเฟรมหรือแบบจำลองอาคาร 3 มิติในโปรแกรมโหลดและคำนวณคอลัมน์ในชุดประกอบและเลือกโปรไฟล์ที่ต้องการ แต่ในโปรแกรมสามารถ ยากที่จะคำนึงถึงการอ่อนตัวของส่วนด้วยรูสลัก ดังนั้นจึงอาจจำเป็นต้องตรวจสอบส่วนด้วยตนเอง .

ในการคำนวณคอลัมน์ เราจำเป็นต้องทราบค่าความเค้นอัด/แรงดึงสูงสุดและโมเมนต์ที่เกิดขึ้นในส่วนสำคัญ สำหรับสิ่งนี้ เราสร้างไดอะแกรมความเค้น ในการตรวจสอบนี้ เราจะพิจารณาเฉพาะการคำนวณกำลังของคอลัมน์โดยไม่ต้องลงจุด

เราคำนวณคอลัมน์ตามพารามิเตอร์ต่อไปนี้:

1. แรงดึง/แรงอัด

2. เสถียรภาพภายใต้แรงกดกลาง (ใน 2 ระนาบ)

3. ความแข็งแกร่งภายใต้แรงรวมของแรงตามยาวและโมเมนต์ดัด

4.ตรวจสอบความยืดหยุ่นสูงสุดของคันเบ็ด (ใน 2 ระนาบ)

1. แรงดึง/แรงอัด

ตาม SP 16.13330 หน้า 7.1.1 การคำนวณความแข็งแรงขององค์ประกอบเหล็กที่มีความต้านทานมาตรฐาน R yn ≤ 440 N/mm2 ในกรณีของแรงตึงจากศูนย์กลางหรือแรงกด N ควรทำตามสูตร

อา n คือพื้นที่หน้าตัดของโครงตาข่าย คือ โดยคำนึงถึงการอ่อนตัวของรู

R y คือความต้านทานการออกแบบของเหล็กแผ่นรีด (ขึ้นอยู่กับเกรดเหล็ก ดูตาราง B.5 ของ SP 16.13330)

γ c คือสัมประสิทธิ์สภาพการทำงาน (ดูตารางที่ 1 ของ SP 16.13330)

เมื่อใช้สูตรนี้ คุณสามารถคำนวณพื้นที่หน้าตัดขั้นต่ำที่ต้องการของโปรไฟล์และตั้งค่าโปรไฟล์ ในอนาคต ในการคำนวณการตรวจสอบ การเลือกส่วนของคอลัมน์สามารถทำได้โดยวิธีการเลือกส่วนเท่านั้น ดังนั้นที่นี่เราสามารถกำหนดจุดเริ่มต้น ซึ่งส่วนต้องไม่น้อยกว่า

2. เสถียรภาพภายใต้แรงกดจากส่วนกลาง

การคำนวณความเสถียรดำเนินการตาม SP 16.13330 ข้อ 7.1.3 ตามสูตร

อา- พื้นที่หน้าตัดของโปรไฟล์รวมคือ โดยไม่คำนึงถึงการอ่อนตัวของรู

R

γ

φ คือ สัมประสิทธิ์ความคงตัวภายใต้แรงอัดจากส่วนกลาง

อย่างที่คุณเห็น สูตรนี้คล้ายกับสูตรก่อนหน้ามาก แต่ค่าสัมประสิทธิ์ปรากฏขึ้นที่นี่ φ ในการคำนวณเราต้องคำนวณความยืดหยุ่นตามเงื่อนไขของแกนก่อน λ (แสดงด้วยขีดกลางด้านบน)

ที่ไหน R y คือความต้านทานการออกแบบของเหล็ก

อี- โมดูลัสยืดหยุ่น

λ - ความยืดหยุ่นของก้านคำนวณโดยสูตร:

ที่ไหน l ef คือความยาวที่คำนวณได้ของแท่ง;

ฉันคือรัศมีความเฉื่อยของส่วน

ความยาวที่มีประสิทธิภาพ l ef คอลัมน์ (เสา) ของหน้าตัดคงที่หรือแต่ละส่วนของเสาขั้นตาม SP 16.13330 ข้อ 10.3.1 ควรกำหนดโดยสูตร

ที่ไหน lคือความยาวของคอลัมน์

μ - ค่าสัมประสิทธิ์ความยาวที่มีประสิทธิภาพ

ปัจจัยความยาวที่มีประสิทธิภาพ μ คอลัมน์ (เสา) ของหน้าตัดคงที่ควรถูกกำหนดขึ้นอยู่กับเงื่อนไขสำหรับการยึดปลายและประเภทของโหลด สำหรับบางกรณีของการยึดปลายและประเภทของโหลด ค่า μ แสดงในตารางต่อไปนี้:

รัศมีการหมุนของส่วนสามารถพบได้ใน GOST ที่สอดคล้องกันสำหรับโปรไฟล์เช่น โปรไฟล์ต้องได้รับการกำหนดไว้ล่วงหน้าและการคำนวณจะลดลงเพื่อระบุส่วนต่างๆ

เพราะ รัศมีการหมุนใน 2 ระนาบสำหรับโปรไฟล์ส่วนใหญ่มีค่าต่างกันใน 2 ระนาบ (เฉพาะท่อและโปรไฟล์สี่เหลี่ยมที่มีค่าเท่ากัน) และการยึดอาจแตกต่างกัน ดังนั้นความยาวที่คำนวณได้อาจแตกต่างกัน จึงต้องคำนวณหาความมั่นคงเป็น 2 ระนาบ

ตอนนี้เรามีข้อมูลทั้งหมดในการคำนวณความยืดหยุ่นตามเงื่อนไขแล้ว

หากความยืดหยุ่นสูงสุดมากกว่าหรือเท่ากับ 0.4 แสดงว่าค่าสัมประสิทธิ์ความเสถียร φ คำนวณโดยสูตร:

ค่าสัมประสิทธิ์ δ ควรคำนวณโดยใช้สูตร:

อัตราต่อรอง α และ β ดูตาราง

ค่าสัมประสิทธิ์ φ คำนวณโดยสูตรนี้ ไม่ควรเกิน (7.6 / λ 2) ที่ค่าความยืดหยุ่นตามเงื่อนไขมากกว่า 3.8; 4.4 และ 5.8 สำหรับประเภทส่วน a, b และ c ตามลำดับ

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

ค่าสัมประสิทธิ์ φ ให้ไว้ในภาคผนวก D ถึง SP 16.13330

เมื่อทราบข้อมูลเริ่มต้นทั้งหมดแล้ว เราคำนวณตามสูตรที่แสดงในตอนต้น:

ดังที่ได้กล่าวไว้ข้างต้น จำเป็นต้องทำการคำนวณ 2 ครั้งสำหรับเครื่องบิน 2 ลำ หากการคำนวณไม่เป็นไปตามเงื่อนไข เราจะเลือกโปรไฟล์ใหม่ที่มีค่ารัศมีการหมุนของส่วนมากขึ้น นอกจากนี้ยังสามารถเปลี่ยนรูปแบบการออกแบบได้ ตัวอย่างเช่น โดยการเปลี่ยนสิ่งที่แนบแบบบานพับเป็นแบบแข็ง หรือโดยการยึดคอลัมน์ในช่วงที่มีสายรัด ความยาวโดยประมาณของแกนจะลดลง

แนะนำให้ใช้องค์ประกอบบีบอัดที่มีผนังทึบของส่วนรูปตัวยูแบบเปิดเพื่อเสริมด้วยแผ่นไม้หรือตะแกรง หากไม่มีสายรัด ควรตรวจสอบความมั่นคงในการโก่งงอแบบบิดงอตามข้อ 7.1.5 ของ SP 16.13330

3. ความแข็งแกร่งภายใต้แรงรวมของแรงตามยาวและโมเมนต์ดัด

ตามกฎแล้วคอลัมน์จะโหลดไม่เพียง แต่กับแรงอัดในแนวแกนเท่านั้น แต่ยังมีโมเมนต์ดัดเช่นจากลม ช่วงเวลาจะเกิดขึ้นเช่นกันหากโหลดแนวตั้งไม่ได้อยู่ที่กึ่งกลางของคอลัมน์ แต่จากด้านข้าง ในกรณีนี้ จำเป็นต้องทำการคำนวณการตรวจสอบตามข้อ 9.1.1 ของ SP 16.13330 โดยใช้สูตร

ที่ไหน นู๋- แรงอัดตามยาว

อา n คือพื้นที่หน้าตัดสุทธิ (คำนึงถึงการอ่อนตัวของรู)

R y คือความต้านทานการออกแบบของเหล็ก

γ c คือสัมประสิทธิ์สภาพการทำงาน (ดูตารางที่ 1 ของ SP 16.13330)

n, Сxและ ไซ- ค่าสัมประสิทธิ์ตามตาราง E.1 ของ SP 16.13330

Mxและ ของฉัน- ช่วงเวลาเกี่ยวกับแกน X-X และ Y-Y;

W xn, min และ W yn,min - โมดูลัสส่วนที่สัมพันธ์กับแกน X-X และ Y-Y (สามารถพบได้ใน GOST บนโปรไฟล์หรือในหนังสืออ้างอิง);

บี- bimoment ใน SNiP II-23-81 * พารามิเตอร์นี้ไม่รวมอยู่ในการคำนวณ พารามิเตอร์นี้ถูกนำมาใช้เพื่อพิจารณาการแปรปรวน

Wω,นาที – โมดูลัสส่วนเซกเตอร์

หากไม่มีคำถามเกี่ยวกับ 3 องค์ประกอบแรก การบัญชีสำหรับ bimoment จะทำให้เกิดปัญหาบางอย่าง

bimoment แสดงถึงการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นในเขตเชิงเส้นของการกระจายความเค้นของการเสียรูปของส่วนและอันที่จริงเป็นช่วงเวลาคู่หนึ่งในทิศทางตรงกันข้าม

เป็นที่น่าสังเกตว่าหลายโปรแกรมไม่สามารถคำนวณ bimoment รวมถึง SCAD ที่ไม่คำนึงถึง

4. ตรวจสอบความยืดหยุ่นสูงสุดของคันเบ็ด

ความยืดหยุ่นขององค์ประกอบบีบอัด λ = lef / i ตามกฎแล้วไม่ควรเกินค่าขีด จำกัด λ คุณให้ไว้ในตาราง

ค่าสัมประสิทธิ์ α ในสูตรนี้เป็นปัจจัยการใช้ประโยชน์ของโปรไฟล์ ตามการคำนวณความเสถียรภายใต้การบีบอัดจากส่วนกลาง

เช่นเดียวกับการคำนวณความเสถียร การคำนวณนี้ต้องทำสำหรับ 2 ระนาบ

หากโปรไฟล์ไม่พอดี จำเป็นต้องเปลี่ยนส่วนโดยเพิ่มรัศมีการหมุนของส่วนหรือเปลี่ยนรูปแบบการออกแบบ (เปลี่ยนการยึดหรือยึดด้วยสายรัดเพื่อลดความยาวโดยประมาณ)

หากปัจจัยสำคัญคือความยืดหยุ่นสูงสุด เกรดเหล็กก็สามารถใช้เป็นเกรดที่เล็กที่สุดได้ เกรดเหล็กไม่มีผลต่อความยืดหยุ่นสูงสุด ตัวแปรที่เหมาะสมที่สุดสามารถคำนวณได้โดยวิธีการเลือก

โพสต์ในแท็ก ,