Określanie dopuszczalnego obciążenia rury profilowej na różne sposoby
Budowa niemal każdego obiektu rozpoczyna się od przygotowania projektu i obliczeń inżynierskich. W przypadku walcówki jednym z ważnych poszukiwanych parametrów jest maksymalne ciśnienie. Zastanów się, jak określa się dopuszczalne obciążenie rury profilowej: tabela, formuła, kalkulator. Zapoznajmy się z warunkami, które należy wziąć pod uwagę przy budowie praktycznej konstrukcji.
Jakie jest obciążenie konstrukcji?
Obciążenie rury profilowej pochodzi ze zjawisk naturalnych, materiałów budowlanych, różnych przedmiotów, ludzi i zwierząt. Rzadziej brane są pod uwagę zagrożenia, np. uderzenie samochodu lub pobliskiego słupa, ogrodzenie. Technicznie rzecz biorąc, na etapie projektowania inżynierowie rejestrują trzy rodzaje możliwego ciśnienia, które w rzeczywistości są zawsze obecne:
- Stały. Rozważamy tutaj takie obiekty i zjawiska, które niezmiennie wpływają na profil. Należą do nich grunt z wodami gruntowymi, masa budynku lub jego poszczególne elementy.
- Długoterminowe, ale tymczasowe. Takimi czynnikami wpływającymi są elementy architektoniczne budynku lub sprzęt AGD, które są ciężkie i w razie potrzeby można je zdemontować lub zastąpić innymi przedmiotami.
- Krótkoterminowe. Mogą to być samochody, meble, poruszający się ludzie. Spośród zjawisk naturalnych wiatr i zaspy śnieżne oraz pokrywa lodowa w większym stopniu obciążają.
Studiując punkty w SP 20.13330 z 2011 roku warto zwrócić uwagę na inną, tzw. grupę specjalną. Lista możliwych naprężeń obejmuje takie przewidywalne, ale rzadkie zdarzenia, jak ulewne deszcze, tornada czy trzęsienia ziemi. Podobny w poszczególnych regionach jest zawsze brany pod uwagę. Ale ryzyko sytuacji awaryjnych, takich jak zawalenie się gleby z tego czy innego powodu, zderzenie samochodu z obiektem, eksplozja, nie zawsze są obliczane. Powinni to jednak zapewnić również projektanci.
Krótko o ostatecznej wytrzymałości produktów
Należy zauważyć, że nośność rury profilowej ma swoje ograniczenia. Maksymalne wskaźniki wskazane przez producenta nie wykluczają ugięcia próbki, ale gwarantują zachowanie jej integralności. To samo dotyczy przywrócenia pierwotnego kształtu po zmianie obciążenia na mniejszą stronę. Tabele zawierają informacje o wartościach granicznych ciśnienia w kg dla danego profilu stalowego w zależności od jego przekroju i długości.
| Przekrój (w mm) | Długość przęsła roboczego / odległość między podporami (w m) | |||||
| jeden | 2 | 3 | cztery | 5 | 6 | |
| Kwadratowa rura | ||||||
| 40*40*2 | 709 | 173 | 72 | 35 | 16 | 5 |
| 40*40*3 | 949 | 231 | 96 | 46 | 21 | 6 |
| 50*50*2 | 1165 | 286 | 120 | 61 | 31 | czternaście |
| 50*50*3 | 1615 | 396 | 167 | 84 | 43 | 19 |
| 60*60*2 | 1714 | 422 | 180 | 93 | pięćdziesiąt | 26 |
| 60*60*3 | 2393 | 589 | 250 | 129 | 69 | 35 |
| 80*80*3 | 4492 | 1110 | 478 | 252 | 144 | 82 |
| 100*100*3 | 7473 | 1851 | 803 | 430 | 253 | 152 |
| 100*100*4 | 9217 | 2283 | 990 | 529 | 310 | 185 |
| 1020*120*4 | 13726 | 3339 | 1484 | 801 | 478 | 296 |
| 140*140*4 | 19062 | 4736 | 2069 | 1125 | 679 | 429 |
| Rura prostokątna | ||||||
| 50*25*2 | 684 | 167 | 69 | 34 | 16 | 6 |
| 60*40*3 | 1255 | 308 | 130 | 66 | 35 | 17 |
| 80*40*2 | 1911 | 471 | 202 | 105 | 58 | 31 |
| 80*40*3 | 2672 | 658 | 281 | 146 | 81 | 43 |
| 80*60*3 | 3583 | 884 | 380 | 199 | 211 | 62 |
| 100*50*4 | 5489 | 1357 | 585 | 309 | 176 | 101 |
| 120*80*3 | 7854 | 1947 | 846 | 455 | 269 | 164 |
Ważne jest, aby wziąć pod uwagę, że przekroczenie określonego limitu powoduje nieodwracalne odkształcenia produktów, pojawienie się pęknięć i niszczące konsekwencje konstrukcji jako całości. Dlatego eksperci zalecają preferowanie rur profilowych z dwukrotnym lub trzykrotnym marginesem bezpieczeństwa w stosunku do obliczonego. Wyjątkiem są małe obiekty, takie jak szklarnie, kompaktowe, nieobciążone ogrodzenia.
Maksymalny promień gięcia
Jeżeli dopuszczalne ciśnienie jest wskazane z wartością maksymalną, granica gięcia dla stali profilowanej jest ustawiona na minimum przez normy. Wskaźniki zależą głównie od wielkości rury i sposobu gięcia przedmiotu obrabianego. Obejmują one:
- ogrzewanie lub za pomocą urządzeń do piaskowania - minimalna wartość promienia przekracza 3,5 DN;
- za pomocą giętarki - ponad 4 DN;
- przy użyciu piekarników - dopuszczalna granica 2,5 DN.
Tutaj DN oznacza obszar zewnętrznej części profilu przed uderzeniem mechanicznym. Pomiary przez technologów przeprowadzane są z uwzględnieniem elastyczności i gęstości materiału źródłowego, grubości ścianek przedmiotu obrabianego. Należy zauważyć, że ważnym warunkiem jest pocienienie walcowanego metalu o nie więcej niż 15%.
Podstawowe metody obliczeń inżynierskich
W przypadku odpowiedzialnej budowy, na przykład pełnowartościowego budynku mieszkalnego, lepiej powierzyć obliczenia specjalistom i projektantom. Biorąc pod uwagę inne obiekty, możesz skorzystać z gotowych programów w Internecie, takich jak kalkulator gięcia rur profilowych. Dostępne są również gotowe tabele referencyjne oraz szereg wzorów do obliczania profilu do gięcia. Przyjrzyjmy się bliżej każdej z trzech metod.
Podejście tabelaryczne
Informatory techniczne są opracowywane z uwzględnieniem różnorodności systemu podpór, metod mocowania próbek na tych podporach. Uwzględniany jest również charakter przyłożonego obciążenia. Aby poprawnie obliczyć obciążenie rury profilowej, koncentrując się na tabelach, należy wziąć pod uwagę 4 parametry:
- I - moment bezwładności rury (wartości można pobrać z informacji tabelarycznych w dokumentach GOST 8639-82 dla przekroju kwadratowego i GOST 8645-68 - dla prostokątnego);
- L to długość rozpiętości roboczej;
- Q jest obciążeniem mechanicznym rury;
- moduł sprężystości (wskaźniki pochodzą z istniejącego SNiP).
Wszystkie te wartości przydadzą się później do obliczeń za pomocą wzoru. Tutaj uwzględniony zostanie rozkład nacisków oraz sposób mocowania profilu do systemu nośnego. Należy zauważyć, że wzory do obliczania rury na ugięcie, w zależności od schematu przyłożonego obciążenia, mogą się zmieniać.
Wzór do określania naprężeń ostatecznych
Do budowy wysokiej jakości i trwałego obiektu ważne jest określenie dopuszczalnej wartości nośności rury profilowej do gięcia. Tutaj obliczenia oparte są na prawie Hooke'a. Pokazuje proporcjonalność siły sprężystej do odkształceń. Oznacza to, że pożądana wartość prawdopodobnego naprężenia będzie wynikiem podzielenia momentu zginającego siły przez wytrzymałość mechaniczną: Q=M/W.
Jeśli konieczne jest określenie przekroju profilu dla pionu, możesz odwołać się do innej formuły: F u003d N / R. Tutaj wynik powierzchni jest mierzony w cm2. Parametrami odniesienia są masa działająca (kg) oraz wytrzymałość mechaniczna materiału podczas procesu deformacji (kg/cm2). Wymienione wskaźniki można znaleźć w gotowych tabelach technicznych.
Oprogramowanie
Kalkulator pozwala uprościć obliczanie obciążenia rury profilowej. Nie ma potrzeby studiowania tabelarycznych podręczników, informacji w dokumentach regulacyjnych. Nie wymaga również kwalifikacji w zakresie umiejętności inżynierskich. Tutaj wystarczy wprowadzić wymagane wartości w odniesieniu do cech i wymiarów produktów, niektóre parametry dotyczące wznoszonej konstrukcji. Program zawierał już wszystkie niezbędne dane techniczne, na podstawie których wynik jest wydawany szybko iz maksymalną dokładnością.
Przydatne wideo
Podsumowanie
Konstrukcje z metalu walcowanego konstrukcyjnego znajdują się pod presją materiałów budowlanych, zjawisk naturalnych, czynnika ludzkiego i nieprzewidzianych sytuacji awaryjnych.
Na etapie projektowania zgodnie z SP 20.13330 z 2011 roku brane są pod uwagę 4 rodzaje obciążeń: stałe, długoterminowe, krótkoterminowe i specjalne.
Określenie maksymalnego dopuszczalnego obciążenia jest ważne, aby wykluczyć deformację rury profilowej i uszkodzenie konstrukcji.
Nie ma konieczności wykonywania obliczeń inżynierskich dla zwartych konstrukcji nieobciążonych, takich jak ogrodzenia i szklarnie.
Obliczenia przeprowadzane są dla obiektów niekrytycznych przy użyciu tabel referencyjnych, gotowych formuł i oprogramowania do określenia maksymalnego dopuszczalnego obciążenia produktów.
W przypadku obiektów krytycznych obliczenia powinny być powierzone inżynierom i projektantom z doświadczeniem w swojej dziedzinie.
