-
Magaziile sunt clasificate ca fiind cele mai simple structuri care sunt ridicate pe un suburban sau căsuță de vară. Sunt folosite într-o varietate de scopuri: ca parcare, zonă de depozitare și multe alte opțiuni.
Din punct de vedere structural, baldachinul este extrem de simplu. Acest
- cadru, al cărui element principal este fermele pentru copertine, care sunt responsabile pentru stabilitatea și rezistența structurii;
- strat. Este realizat din ardezie, policarbonat, sticla sau tabla ondulata;
- elemente suplimentare. De regulă, acestea sunt elemente de decor care se află în interiorul structurii.
Designul este destul de simplu și, de asemenea, cântărește puțin, așa că îl puteți asambla cu propriile mâini chiar pe site.
Cu toate acestea, pentru a obține un baldachin practic, corect, trebuie mai întâi să vă asigurați rezistența și funcționarea pe termen lung. Pentru a face acest lucru, ar trebui să știți cum să calculați o ferme pentru un baldachin, să o faceți singur și să o sudați sau să cumpărați altele gata făcute.
Ferpi metalice pentru copertine
Acest design este format din două curele. Coardele superioare și inferioare sunt conectate prin bretele și stâlpi verticali. Este capabil să reziste la sarcini semnificative. Un astfel de produs, cu o greutate de la 50 la 100 kg, poate înlocui grinzile metalice de trei ori mai mari ca greutate. Cu un calcul adecvat, sarpanta metalică se canalizează sau nu se deformează sau se îndoaie atunci când este expusă la sarcini.
Un cadru metalic suferă mai multe încărcări în același timp, motiv pentru care este atât de important să știi cum să calculezi o ferme metalică pentru a găsi cu precizie punctele de echilibru. Acesta este singurul mod în care structura poate rezista chiar și la impacturi foarte mari.
Cum să alegi materialul și să le gătești corect
Creația și autoinstalare sunt posibile copertine cu dimensiuni reduse ale structurii. Fermele pentru copertine, in functie de configuratia curelelor, pot fi realizate din profile sau unghiuri de otel. Pentru structuri relativ mici, se recomandă alegerea țevilor de profil.
O astfel de soluție are o serie de avantaje:
- Capacitate portantă țeavă de profil direct legat de grosimea acestuia. Cel mai adesea, pentru a asambla cadrul, folosesc material cu un pătrat de 30-50x30-50 mm în secțiune transversală și pentru structuri mărime mică Conductele cu o secțiune transversală mai mică sunt, de asemenea, potrivite.
- Țevile metalice se caracterizează printr-o rezistență mai mare și totuși cântăresc mult mai puțin decât o bară metalică solidă.
- Țevile sunt îndoite - o calitate necesară atunci când se creează structuri curbe, de exemplu, arcuite sau bombate.
- Prețul fermelor pentru șoprone este relativ mic, așa că cumpărarea lor nu va fi dificilă.
Pe o notă
Rama metalica va rezista mult mai mult daca este protejata de coroziune: tratata cu grund si vopsita.
- Pe un astfel de cadru metalic puteți așeza în mod convenabil și simplu aproape orice înveliș și acoperiș.
Metode de conectare a profilurilor
Cum se sudează un baldachin
Printre principalele avantaje ale țevilor profilate, trebuie remarcată îmbinarea neformă. Datorită acestei tehnologii, o ferme pentru deschideri care nu depășesc 30 de metri este simplă din punct de vedere structural și relativ ieftină. Dacă centura sa superioară este suficient de rigidă, atunci materialul de acoperiș poate fi susținut direct pe ea.
Imbinarea sudata fara forma are o serie de avantaje:
- Greutatea produsului este semnificativ redusă. Pentru comparație, observăm că structurile nituite cântăresc cu 20%, iar structurile cu șuruburi cântăresc cu 25% mai mult.
- Reduce costurile de muncă și de producție.
- costul de sudare este mic. Mai mult, procesul poate fi automatizat dacă utilizați dispozitive care permit alimentarea neîntreruptă a sârmei sudate.
- cusătura rezultată și părțile atașate sunt la fel de puternice.
Unul dintre dezavantaje este necesitatea de a avea experienta in sudare.
Montare prin bolt
Conexiunile cu șuruburi ale țevilor profilate nu sunt folosite foarte rar. Este folosit în principal pentru structuri pliabile.
Principalele avantaje ale acestui tip de conexiune includ:
- Asamblare simplă;
- Nu este nevoie de echipament adițional;
- Posibila dezmembrare.
Dar in acelasi timp:
- Greutatea produsului crește.
- Vor fi necesare elemente de fixare suplimentare.
- Conexiuni cu șuruburi mai puțin durabile și fiabile decât cele sudate.
Cum se calculează o ferme de metal pentru un baldachin realizat dintr-o țeavă de profil
Structurile care se ridică trebuie să fie suficient de rigide și rezistente pentru a rezista diverse sarcini, prin urmare, înainte de a le instala, este necesar să se calculeze o ferme dintr-o țeavă de profil pentru un baldachin și să se întocmească un desen.
Atunci când calculează, de regulă, se recurge la ajutorul unor programe specializate, ținând cont de cerințele SNiP („Încărcări, impacturi”, „Structuri de oțel”). Puteți calcula o ferme de metal online folosind calculatorul pentru copertina cu profil metalic. Dacă aveți cunoștințele de inginerie adecvate, puteți efectua singur calculul.
Pe o notă
Dacă sunt cunoscuți principalii parametri de proiectare, puteți căuta un proiect gata făcut potrivit dintre cei postați pe Internet.
Lucrările de proiectare se realizează pe baza următoarelor inițiale:
- Desen. Configurația curelelor de cadru depinde de tipul de acoperiș: simplu sau fronton, șold sau arcuit. Cel mai solutie simpla poate fi considerată o ferme cu un singur pas realizat dintr-o țeavă de profil.
- Dimensiuni de proiectare. Cu cât sunt instalate fermele mai mari, cu atât sarcina pe care o pot suporta este mai mare. Unghiul de înclinare este, de asemenea, important: cu cât este mai mare, cu atât va fi mai ușor să îndepărtați zăpada de pe acoperiș. Pentru calcul, veți avea nevoie de date despre punctele extreme ale pantei și distanța lor unul de celălalt.
- Dimensiunile elementelor materiale de acoperiș. Ei se joaca rol decisivîn determinarea pasului fermelor pentru un baldachin, să spunem, . Apropo, acesta este cel mai popular strat de acoperire pentru structurile pe care se construiesc propriile parcele. Se îndoaie ușor, deci sunt potrivite pentru construirea de acoperiri curbate, de exemplu, arcuite. Tot ce contează este cum să o faci corect calculați un baldachin de policarbonat.
Calculul unei ferme metalice dintr-o țeavă de profil pentru un baldachin se realizează într-o anumită secvență:
- determinați intervalul corespunzător specificațiilor tehnice;
- pentru a calcula înălțimea structurii, înlocuiți dimensiunile deschiderii conform desenului prezentat;
- stabiliți panta. Respectiv forma optima Acoperișurile structurii sunt determinate de contururile curelelor.
Pe o notă
Pasul maxim posibil al fermelor pentru un baldachin atunci când se utilizează o țeavă de profil este de 175 cm.
Cum se face o sarpă din policarbonat
Prima etapă de realizare a propriilor ferme dintr-o țeavă de profil pentru un baldachin este să întocmești un plan detaliat, care ar trebui să indice dimensiunile exacte ale fiecărui element. În plus, este recomandabil să pregătiți un desen suplimentar al pieselor complexe structural.
După cum puteți vedea, înainte de a face singur grinzi, trebuie să fiți bine pregătit. Să remarcăm încă o dată că, deși atunci când alegeți forma unui produs, acestea sunt ghidate de considerente estetice, pentru a determina tip structuralși numărul de elemente constitutive, este necesară o cale de proiectare. Când testați puterea structura metalica De asemenea, este necesar să se țină seama de datele privind încărcările atmosferice dintr-o anumită regiune.
Arcul este considerat o variație extrem de simplificată a fermei. Aceasta este o țeavă profilată cu o secțiune transversală rotundă sau pătrată.
Evident, aceasta nu este doar cea mai simplă soluție, este și mai ieftină. Cu toate acestea, stâlpii din policarbonat au anumite dezavantaje. În special, aceasta se referă la fiabilitatea lor.
fotografii cu baldachin arcuite
Să analizăm modul în care este distribuită sarcina în fiecare dintre aceste opțiuni. Proiectarea fermei asigură o distribuție uniformă a sarcinii, adică forța care acționează asupra suporturilor va fi direcționată, s-ar putea spune, strict în jos. Înseamnă că stâlpi de sprijin rezistență excelentă la forțele de compresie, adică pot rezista presiune suplimentară strat de zăpadă.
Arcurile nu au o astfel de rigiditate și nu sunt capabile să distribuie sarcina. Pentru a compensa acest tip de impact, ei încep să se îndoiască. Rezultatul este o forță plasată pe suporturile de sus. Dacă ținem cont de faptul că este aplicat la centru și îndreptat orizontal, atunci cea mai mică eroare în calcularea bazei stâlpilor va provoca, cel puțin, deformarea ireversibilă a acestora.
Un exemplu de calcul al unei ferme metalice dintr-o țeavă de profil
Calculul unui astfel de produs presupune:
- determinarea exactă a înălțimii (H) și a lungimii (L) a structurii metalice. Această din urmă valoare trebuie să corespundă exact cu lungimea travei, adică distanța care se suprapune structurii. În ceea ce privește înălțimea, aceasta depinde de unghiul proiectat și de caracteristicile de contur.
În structurile metalice triunghiulare, înălțimea este de 1/5 sau ¼ din lungime, pentru alte tipuri cu curele drepte, de exemplu, paralele sau poligonale - 1/8.
- Unghiul bretelor grilei variază între 35-50°. În medie, este de 45°.
- Este important să se determine distanta optima de la un nod la altul. De obicei, golul necesar coincide cu lățimea panoului. Pentru structurile cu o lungime a deschiderii de peste 30 m, este necesar să se calculeze suplimentar liftul de construcție. În procesul de rezolvare a problemei, puteți obține sarcina exactă pe structura metalică și puteți selecta parametrii corecti conducte de profil.
Ca exemplu, luați în considerare calculul fermelor pentru o structură standard de 4x6 m.
Designul folosește un profil de 3 pe 3 cm, ai cărui pereți au o grosime de 1,2 mm.
Cureaua inferioară a produsului are o lungime de 3,1 m, iar cea superioară – 3,90 m. Între ei se instalează stâlpi verticali din aceeași țeavă de profil. Cea mai mare dintre ele are o înălțime de 0,60 m. Restul sunt decupate în ordine descrescătoare. Te poți limita la trei rafturi, așezându-le de la începutul pantei mari.
Zonele care se formează în acest caz sunt întărite prin instalarea de buiandrugi diagonale. Acestea din urmă sunt realizate dintr-un profil mai subțire. De exemplu, o țeavă cu o secțiune transversală de 20 pe 20 mm este potrivită pentru aceste scopuri. În punctul în care curelele se întâlnesc, nu sunt necesare suporturi. La un singur produs, vă puteți limita la șapte aparate dentate.
Cinci structuri similare sunt utilizate pe 6 m lungime a copertinei. Ele sunt așezate în trepte de 1,5 m, conectate prin jumperi transversali suplimentari realizati dintr-un profil cu o secțiune de 20 pe 20 mm. Acestea sunt fixate pe coarda superioară, dispuse în trepte de 0,5 m. Panourile din policarbonat sunt atașate direct la aceste jumperi.
Calculul unei ferme arcuite
Fabricarea fermelor arcuite necesită și calcule precise. Acest lucru se datorează faptului că sarcina plasată asupra lor va fi distribuită uniform numai dacă elementele în formă de arc create au geometria ideală, adică forma corectă.
Să aruncăm o privire mai atentă asupra modului de a crea un cadru arcuit pentru un baldachin cu o deschidere de 6 m (L). Vom considera ca distanta dintre arcade sa fie de 1,05 m. Cu o inaltime a produsului de 1,5 metri, structura arhitecturala va arata placut din punct de vedere estetic si va putea rezista la sarcini mari.
Când calculați lungimea profilului (mн) în centura inferioară, utilizați următoarea formulă pentru lungimea sectorului: π R α:180, unde valorile parametrilor pentru acest exemplu conform desenului sunt egale, respectiv: R= 410 cm, α÷160°.
După înlocuire avem:
3,14 410 160:180 = 758 (cm).
Unitățile structurale ar trebui să fie amplasate pe coarda inferioară la o distanță de 0,55 m (rotunjită) una de cealaltă. Poziția extremelor este calculată individual.
În cazurile în care lungimea deschiderii este mai mică de 6 m, sudarea structurilor metalice complexe este adesea înlocuită cu o grindă simplă sau dublă, îndoind profilul metalic la o rază dată. Deși nu este nevoie să se calculeze cadrul arcuit, totuși selecție corectățeava profilată rămâne încă relevantă. La urma urmei, rezistența structurii finite depinde de secțiunea sa transversală.
Calculul online al unei ferme arcuite dintr-o țeavă de profil
Cum se calculează lungimea arcului pentru un baldachin din policarbonat
Lungimea arcului unui arc poate fi determinată folosind formula lui Huygens. Mijlocul este marcat pe arc, desemnat de punctul M, care se află pe perpendiculara CM trasată pe coarda AB, prin mijlocul său C. Apoi trebuie să măsurați acordurile AB și AM.Lungimea arcului este determinată de formula Huygens: p = 2l x 1/3 x (2l – L), unde l este coarda AM, L este coarda AB)
Eroarea relativă a formulei este de 0,5% dacă arcul AB conține 60 de grade, iar pe măsură ce măsura unghiulară scade, eroarea scade semnificativ. Pentru un arc de 45 de grade. este doar 0,02%.
Determinarea forțelor interioare de ferme
Adesea nu avem posibilitatea de a folosi o grindă convențională pentru o anumită structură și suntem forțați să folosim mai multe design complex care se numește fermă.
deși diferă de calculul unui fascicul, nu ne va fi greu să îl calculăm. Tot ceea ce ți se va cere este atenție, cunostinte de baza algebră și geometrie și o oră sau două de timp liber.
Deci, să începem. Înainte de a calcula ferma, să luăm în considerare o situație reală pe care o puteți întâlni. De exemplu, trebuie să acoperiți un garaj care are 6 metri lățime și 9 metri lungime, dar nu ai nici plăci, nici grinzi. Numai colțuri metalice diverse profiluri. Acestea sunt cele pe care le vom folosi pentru a ne asambla ferma!
Ulterior, panele și foile ondulate se vor sprijini pe ferme. Suportul fermei de pe pereții garajului este articulat.
Mai întâi va trebui să știi totul dimensiuni geometriceși colțurile fermei tale. Aici avem nevoie de matematica noastră, și anume de geometrie. Găsim unghiurile folosind teorema cosinusului.
Apoi, trebuie să colectați toate încărcăturile din ferma dvs. (o puteți vedea în articol). Fie ca tu să reușești următoarea opțiune Se încarcă:
În continuare, trebuie să numerotăm toate elementele și nodurile fermei și să setăm reacțiile de sprijin (elementele sunt etichetate cu verde, iar nodurile cu albastru).
Pentru a găsi reacțiile noastre, scriem ecuațiile de echilibru pentru forțele pe axa y și ecuația de echilibru pentru momentele din jurul nodului 2.
Ra+Rb-100-200-200-200-100=0;
200*1,5 +200*3+200*4,5+100*6-Rb*6=0;
Din a doua ecuație găsim reacția de suport Rb:
Rb=(200*1,5 +200*3+200*4,5+100*6) / 6;
Rb=400 kg
Știind că Rb = 400 kg, din prima ecuație găsim Ra:
Ra=100+200+200+200+100-Rb;
Ra=800-400=400 kg;
Odată cunoscute reacțiile suport, trebuie să găsim nodul unde există cele mai puține mărimi necunoscute (fiecare element numerotat este o cantitate necunoscută). Din acest moment, începem să împărțim ferme în noduri individuale și să găsim forțele interne ale tijelor ferme la fiecare dintre aceste noduri. Pe baza acestor eforturi interne vom selecta secțiunile lansetelor noastre.
Dacă se dovedește că forțele din tijă sunt direcționate din centru, atunci tija noastră tinde să se întindă (revenire la poziția inițială), ceea ce înseamnă că ea însăși este comprimată. Și dacă forțele tijei sunt îndreptate spre centru, atunci tija tinde să se comprime, adică este întinsă.
Deci, să trecem la calcul. În nodul 1 există doar 2 cantități necunoscute, așa că să luăm în considerare acest nod (setăm direcțiile eforturilor S1 și S2 din motivele noastre, în orice caz, vom înțelege corect în final).
Luați în considerare ecuațiile de echilibru pe axele x și y.
S2 * sin82,41 = 0; - pe axa x
-100 + S1 = 0; - pe axa y
Din ecuația 1 este clar că S2=0, adică a 2-a tijă nu este încărcată!
Din ecuația a 2-a este clar că S1=100 kg.
Deoarece valoarea lui S1 s-a dovedit a fi pozitivă, înseamnă că am ales corect direcția efortului! Dacă s-a dovedit a fi negativ, atunci direcția ar trebui schimbată și semnul schimbat în „+”.
Cunoscând direcția forței S1, ne putem imagina cum este prima tijă.
Deoarece o forță a fost direcționată către nod (nodul 1), a doua forță va fi direcționată către nod (nodul 2). Aceasta înseamnă că tija noastră încearcă să se întindă, ceea ce înseamnă că este comprimată.
Apoi, luați în considerare nodul 2. Au existat 3 mărimi necunoscute în el, dar din moment ce am găsit deja valoarea și direcția lui S1, rămân doar 2 mărimi necunoscute.
Încă o dată
100 + 400 – sin33.69 * S3 = 0 - pe axa y
- S3 * cos33,69 + S4 = 0 - pe axa x
Din prima ecuație S3 = 540,83 kg (tija nr. 3 este comprimată).
Din a 2-a ecuație S4 = 450 kg (tija #4 este întinsă).
Luați în considerare al 8-lea nod:
Să creăm ecuații pe axele x și y:
100 + S13 = 0 - pe axa y
-S11 * cos7.59 = 0 - pe axa x
De aici:
S13 = 100 kg (tija #13 comprimată)
S11 = 0 (tija zero, nicio forță în ea)
Luați în considerare al 7-lea nod:
Să creăm ecuații pe axele x și y:
100 + 400 – S12 * sin21.8 = 0 - pe axa y
S12 * cos21.8 - S10 = 0 - pe axa x
Din prima ecuație găsim S12:
S12 = 807,82 kg (tija #12 comprimată)
Din a 2-a ecuație găsim S10:
S10 = 750,05 kg (tija #10 întinsă)
În continuare, să ne uităm la nodul nr. 3. Din câte ne amintim, a doua tijă este zero, ceea ce înseamnă că nu o vom desena.
Ecuații pe axa x și y:
200 + 540,83 * sin33,69 – S5 * cos56,31 + S6 * sin7,59 = 0 - pe axa y
540,83 * cos33,69 – S6 * cos7,59 + S5 * sin56,31 = 0 - pe axa x
Și aici vom avea nevoie de algebră. Nu voi descrie în detaliu metoda de găsire a cantităților necunoscute, dar esenta este aceasta: exprimăm S5 din prima ecuație și îl înlocuim în a doua ecuație.
Ca rezultat obținem:
S5 = 360,56 kg (tija #5 întinsă)
S6 = 756,64 kg (tija #6 comprimată)
Să luăm în considerare nodul nr. 6:
Să creăm ecuații pe axele x și y:
200 – S8 * sin7.59 + S9 * sin21.8 + 807.82 * sin21.8 = 0 - pe axa y
S8 * cos7.59 + S9 * cos21.8 – 807.82 * cos21.8 = 0 - pe axa x
La fel ca în al 3-lea nod, ne vom găsi necunoscutele.
S8 = 756,64 kg (tija #8 comprimată)
S9 = 0 kg (tija nr. 9 zero)
Să luăm în considerare nodul nr. 5:
Să alcătuim ecuațiile:
200 + S7 – 756,64 * sin7,59 + 756,64 * sin7,59 = 0 - pe axa y
756,64 * cos7,59 – 756,64 * cos7,59 = 0 - pe axa x
Din prima ecuație găsim S7:
S7 = 200 kg (tija #7 comprimată)
Pentru a verifica calculele noastre, să luăm în considerare al 4-lea nod (nu există forțe în tija nr. 9):
Să creăm ecuații pe axele x și y:
200 + 360,56 * sin33,69 = 0 - pe axa y
-360,56 * cos33,69 – 450 + 750,05 = 0 - pe axa x
În prima ecuație rezultă:
În a 2-a ecuație:
Această eroare este acceptabilă și este cel mai probabil legată de unghiuri (2 zecimale în loc de 3).
Ca rezultat, obținem următoarele valori:
Am decis să verific din nou toate calculele noastre din program și am obținut exact aceleași valori:
Selectarea secțiunii transversale a elementelor de ferme
La calculul unei ferme metalice după ce toate forțele interne din tijele au fost găsite, putem începe să selectăm secțiunea transversală a tijelor noastre.
Pentru comoditate, rezumăm toate valorile într-un tabel.
Copertine pentru cadru metalic fa viata mai usoara. Ele vor proteja mașina de vreme rea, vor acoperi veranda de vară și foișorul. Acestea vor înlocui acoperișul atelierului sau baldachinul de deasupra intrării. Apelând la profesioniști, veți obține orice baldachin doriți. Dar mulți se pot ocupa singuri de lucrările de instalare. Adevărat, veți avea nevoie de un calcul precis al fermei realizate dintr-o țeavă de profil. Nu te poți descurca fără echipamentul și materialele adecvate. Desigur, sunt necesare și abilități de sudare și tăiere.
Material cadru
Baza copertinelor este oțelul, polimerii, lemnul, aluminiul, betonul armat. Dar, mai des, cadrul este alcătuit din ferme metalice dintr-o țeavă de profil. Acest material este gol, relativ ușor, dar durabil. În secțiune transversală arată astfel:
- dreptunghi;
- pătrat;
- ovale (precum și figuri semi- și plat-ovale);
- poliedru.
Atunci când sudează fermele dintr-o țeavă de profil, adesea aleg pătrat sau secțiune dreptunghiulară. Aceste profiluri sunt mai ușor de procesat.
Varietate de profile de conducte
Sarcini admisibile depinde de grosimea peretelui, calitatea metalului, metoda de fabricație. Materialul este adesea oțel structural de înaltă calitate (1-3ps/sp, 1-2ps(sp)). Pentru nevoi speciale se folosesc aliaje slab aliate și galvanizare.
Lungimea conductelor de profil variază de obicei de la 6 m pentru secțiuni mici la 12 m pentru secțiuni mari. Parametrii minimi sunt de la 10×10×1 mm și 15×15×1,5 mm. Odată cu creșterea grosimii peretelui, rezistența profilelor crește. De exemplu, pe secțiuni de 50×50×1,5 mm, 100×100×3 mm și mai sus. Produse dimensiuni maxime(300×300×12 mm și mai mult) sunt mai potrivite pentru clădirile industriale.
În ceea ce privește parametrii elementelor cadrului, există următoarele recomandări:
- pentru copertine de dimensiuni mici (până la 4,5 m lățime), se utilizează material de țeavă cu o secțiune transversală de 40×20×2 mm;
- dacă lățimea este de până la 5,5 m, parametrii recomandați sunt 40x40x2 mm;
- pentru magazii de dimensiuni mai mari se recomanda sa se preia tevi de 40×40×3 mm, 60×30×2 mm.
Ce este o fermă
O ferme este un sistem de tije, o bază structura clădirii. Este format din elemente drepte conectate la noduri. De exemplu, luăm în considerare proiectarea unei ferme realizate dintr-o țeavă de profil, în care nu există nicio aliniere greșită a tijelor și nicio sarcină extra-nodală. Apoi în ea componente vor apărea doar forţe de tracţiune şi compresiune. Mecanica acestui sistem îi permite să mențină invarianța geometrică la înlocuirea unităților montate rigid cu altele articulate.
Ferma este formată din următoarele elemente:
- centura de sus;
- centura inferioară;
- stați perpendicular pe axă;
- strut (sau brace) înclinat față de ax;
- bretele auxiliare de sprijin (sprengel).
Sistemul de zăbrele poate fi triunghiular, diagonal, semidiagonal, cruce. Pentru conexiuni se folosesc eșarfe, materiale pereche, nituri și suduri.
Opțiuni de montare în noduri
Realizarea fermelor dintr-o țeavă de profil implică asamblarea unei curele cu un anumit contur. După tip ele sunt:
- segmentar;
- poligonal;
- fronton (sau trapezoidal);
- cu curele paralele;
- triunghiular (d-i);
- cu o centură inferioară ruptă ridicată;
- cu o singură pasă;
- consolă.
Unele sisteme sunt mai ușor de instalat, altele sunt mai economice din punct de vedere al consumului de material, iar altele sunt mai ușor de construit unități de susținere.
Bazele calculului truss
Influența unghiului de înclinare
Alegerea designului pentru fermele de copertina realizate din țevi profilate este legată de panta structurii proiectate. Se află trei opțiuni posibile:
- de la 6° la 15°;
- de la 15° la 22°;
- de la 22° la 35°.
La unghi minim(6°-15°) se recomandă formele curelei trapezoidale. Pentru a reduce greutatea, este permisă o înălțime de 1/7 sau 1/9 din lungimea totală a deschiderii. Proiectarea unui baldachin complex formă geometrică, trebuie să-l ridicați în partea de mijloc deasupra suporturilor. Profită de fermele Polonso, recomandate de mulți experți. Sunt un sistem de două triunghiuri legate prin strângere. Daca este nevoie Cladire inalta, este mai bine să alegeți un design poligonal cu o centură de jos ridicată.
Când unghiul de pantă depășește 20°, înălțimea trebuie să fie 1/7 din lungimea totală a deschiderii. Acesta din urmă ajunge la 20 m. Pentru a mări structura, centura inferioară se face ruptă. Apoi, creșterea va fi de până la 0,23 lungimi de deschidere. A calcula parametrii necesari utilizați date tabelare.
Tabel de determinare a pantei sistem de căpriori
Pentru pante mai mari de 22°, calculele sunt efectuate folosind programe speciale. Copertinele de acest fel sunt mai des folosite pentru acoperișurile din ardezie, metal și materiale similare. Aici se folosesc ferme triunghiulare dintr-o țeavă de profil cu o înălțime de 1/5 din întreaga lungime a travei.
Cu cât unghiul de înclinare este mai mare, cu atât se vor acumula mai puține precipitații și zăpadă abundentă pe baldachin. Capacitatea portantă a sistemului crește odată cu creșterea înălțimii acestuia. Pentru o rezistență suplimentară, sunt prevăzute nervuri suplimentare de rigidizare.
Opțiuni de unghi de bază
Pentru a înțelege cum să calculați o ferme dintr-o țeavă de profil, este necesar să aflați parametrii unităților de bază. De exemplu, dimensiunile deschiderii ar trebui de obicei specificate în specificațiile tehnice. Numărul de panouri și dimensiunile acestora sunt prealocate. Să calculăm inaltime optima(H) la mijlocul travei.
- Dacă coardele sunt paralele, poligonale, trapezoidale, Н=1/8×L, unde L este lungimea fermei. Coarda de sus ar trebui să aibă o pantă de aproximativ 1/8×L sau 1/12×L.
- Pentru tipul triunghiular, în medie, H=1/4×L sau H=1/5×L.
Bretele grilei trebuie să aibă o înclinare de aproximativ 45° (în intervalul 35°-50°).
Profită de cele gata făcute proiect standard, atunci nu va trebui să faceți calculul
Pentru ca baldachinul să fie fiabil și să reziste mult timp, designul său necesită calcule precise. După calcul, materialele sunt achiziționate și apoi se instalează cadrul. Există o modalitate mai costisitoare - de a cumpăra module gata făcute și de a asambla structura la fața locului. O altă opțiune mai dificilă este să faci singur calculele. Apoi veți avea nevoie de date din cărți speciale de referință despre SNiP 2.01.07-85 (impacturi, încărcări), precum și SNiP P-23-81 (date despre structuri de otel). Trebuie să faceți următoarele.
- Decideți schema bloc în conformitate cu funcțiile baldachinului, unghiul de înclinare și materialul tijelor.
- Selectati optiunile. Luați în considerare relația dintre înălțimea și greutatea minimă a acoperișului, materialul și tipul acestuia, panta.
- Calculați dimensiunile panoului structurii în funcție de distanța părților individuale responsabile de transferul sarcinilor. Se determină distanța dintre nodurile adiacente, de obicei egală cu lățimea panoului. Dacă deschiderea este mai mare de 36 m, se calculează ridicarea construcției - îndoirea amortizată inversă care acționează din cauza sarcinilor asupra structurii.
Dintre metodele de calcul al fermelor determinate static, una dintre cele mai simple este considerată a fi tăierea nodurilor (zonele în care tijele sunt conectate prin balamale). Alte opțiuni sunt metoda Ritter, metoda de înlocuire a tijei Henneberg. Precum și o soluție grafică prin întocmirea unei diagrame Maxwell-Cremona. În modern programe de calculator Metoda de tăiere a nodurilor este mai des folosită.
Pentru o persoană care are cunoștințe despre mecanică și rezistența materialelor, calcularea tuturor acestor lucruri nu este atât de dificilă. Restul ar trebui să ia în considerare faptul că durata de viață și siguranța copertinei depind de precizia calculelor și de amploarea erorilor. Poate ar fi mai bine să apelați la specialiști. Sau alegeți dintre opțiunile gata făcute solutii de proiectare, unde vă puteți înlocui pur și simplu valorile. Când este clar ce tip de ferme de acoperiș realizat dintr-o țeavă de profil este necesar, un desen pentru acesta va fi probabil găsit pe Internet.
Factori importanți pentru selecția site-ului
Dacă baldachinul aparține unei case sau altei clădiri, va necesita permis oficial, de care va trebui și el îngrijit.
În primul rând, este selectat locul unde va fi amplasată structura. Ce ia în considerare acest lucru?
- Sarcini constante (greutate fixă a învelișului, a acoperișului și a altor materiale).
- Sarcini variabile (impacte ale factorilor climatici: vânt, precipitații, inclusiv zăpadă).
- Un tip special de sarcină (există activitate seismică în regiune, furtuni, uragane etc.).
Importante sunt și caracteristicile solului, influența stând în apropiere cladiri. Proiectantul trebuie să ia în considerare toți factorii importanți și coeficienții de clarificare care sunt incluși în algoritmul de calcul. Dacă intenționați să efectuați calcule pe cont propriu, utilizați 3D Max, Arkon, AutoCAD sau programe similare. Există o opțiune de calcul în versiunile online ale calculatoarelor de construcție. Asigurați-vă că aflați pentru proiectul vizat distanța recomandată între suporturile portante și înveliș. Precum și parametrii materialelor și cantitatea acestora.
Exemplu calcul software pentru copertina acoperita cu policarbonat
Secvența de lucru
Asamblarea cadrului din profile metalice trebuie efectuată numai de un specialist lucrari de sudare. Această sarcină importantă necesită cunoștințe și manipulare pricepută a instrumentului. Nu trebuie doar să înțelegeți cum să sudați o ferme dintr-o țeavă de profil. Este important ce unități sunt cel mai bine asamblate pe sol și abia apoi ridicate pe suporturi. Dacă structura este grea, va fi necesar un echipament pentru instalare.
De obicei, procesul de instalare are loc în următoarea secvență:
- Site-ul este marcat. Sunt instalate părți încorporate și suporturi verticale. Adesea sunt plasate imediat în gropi tevi metalice si apoi betonat. Verticalitatea instalației se verifică cu plumb. Pentru a controla paralelismul, un cablu sau un fir este tras între stâlpii exteriori, restul sunt aliniați de-a lungul liniei rezultate.
- Conductele longitudinale sunt fixate de suporturi prin sudare.
- Componentele și elementele fermelor sunt sudate pe sol. Folosind bretele și jumperii, curelele structurii sunt conectate. Apoi blocurile ar trebui ridicate la înălțimea dorită. Ele sunt sudate pe țevi longitudinale de-a lungul zonelor în care sunt amplasate suporturile verticale. Juperii longitudinale sunt sudați între ferme de-a lungul pantei pentru fixarea în continuare a materialului de acoperiș. În ele se fac găuri pentru elemente de fixare.
- Toate zonele de legătură sunt curățate temeinic. Mai ales marginile superioare ale cadrului, unde mai târziu va sta acoperișul. Suprafața profilelor este curățată, degresată, amorsată și vopsită.
A profita proiect finalizat, veți începe rapid asamblarea baldachinului
Experții recomandă efectuarea unei astfel de lucrări responsabile numai dacă aveți experiența corespunzătoare. Nu este suficient să știi în teorie cum să sudezi corect o ferme dintr-o țeavă de profil. Făcând ceva greșit, ignorând nuanțele, Stăpânul casei isi asuma riscuri. Baldachinul se va plia și se va prăbuși. Tot ce este dedesubt va avea de suferit - mașini sau oameni. Așa că luați la inimă această cunoaștere!
Video: cum se sudează o ferme dintr-o țeavă de profil
Elemente structurale construcția cadrului nu atât de mult: fundația, suporturile și acoperișul - dar fiecare dintre ele trebuie să fie puternic și durabil. Stabilitatea suporturilor este asigurată nu numai de fundație, ci și de structuri speciale de armare - ferme de curele. Fermele sunt, de asemenea, responsabile pentru fiabilitatea acoperișului, dar acestea sunt căpriori.
Pentru consolidarea cadrului caselor, dependintelor si formelor arhitecturale mici din teava ondulata se folosesc elemente speciale numite ferme. Sunt folosite pentru conexiunile superioare și laterale ale suporturilor de baldachin, foișoare, pavilioane de stații de autobuz și cafenele de vară. Elementele de armare sunt, de asemenea, folosite la instalarea copertinelor deasupra grupuri de intrare, dacă distanța dintre pereți sau suporturi este mare.
Prin urmare, o ferme este o structură de armare formată din două curele conectate prin jumperi. Acest dispozitiv oferă rigiditate structurii și îi permite să-și mențină forma sub orice sarcină.
Notă! Cu exceptia scop functional sarpantele pot fi și decorative dacă structura care se ridică nu are pereți sau frontoane sau este învelită cu material transparent.
Tipuri de curele
Curelele determină forma piesei: segment, arc dublu, triunghi, dreptunghi sau poligon. În acest caz, pentru segment, dreptunghi și arc, țevile solide - drepte sau curbate - acționează ca coarde inferioare și superioare.
La ferme sunt mai multe formă complexă: poligoane triunghiulare, convexe și concave - una sau ambele curele sunt asamblate din mai multe țevi.
Forma coardelor armatei este aleasă în funcție de scopul structurii. Pentru îmbinarea laterală a stâlpilor de construcție, se folosesc de obicei fermele de chingi cu două coarde drepte sau arcuite paralele sau o coardă dreaptă superioară și una arcuită inferioară.
Forma curelelor de acoperiș depinde de tipul de acoperiș:
| Tipul acoperișului | Forma posibilă a curelelor | Numele fermei |
| un singur pas, șold | linii drepte care formează un triunghi dreptunghic | cu o singură pantă |
| fronton | linii drepte care formează un triunghi isoscel: 2 linii drepte formează centura superioară, una - cea inferioară; | triunghiular |
| două perechi de linii care formează unghiuri paralele | poligonal | |
| două perechi de linii drepte formând o pereche de unghiuri inegale | foarfece | |
| 5 linii drepte: două formează centura superioară, 3 – cea inferioară | ferma Polonso | |
| pod | linii drepte care formează un pentagon isoscel cu o bază largă; | pod |
| arcuit | două arce paralele | arcuit |
| două linii întrerupte paralele | poligonal | |
| arc și linie dreaptă formând un segment sau semicerc | segmentare | |
| arc superior, linie întreruptă inferioară | consolă |
Tipuri de săritori
Jumperele sunt bucăți scurte de țeavă, de obicei cu o secțiune transversală mai mică decât cele utilizate pentru coarde, atașate direct sau în unghi de elementele structurale principale. Complexul de poduri se numește rețea internă.
Jumperele verticale se numesc suporturi sau rafturi. De obicei, o fermă are unul sau două posturi principale și mai multe posturi suplimentare.
Buiandrugurile înclinate se numesc lupte sau pante; numărul lor poate fi oricare. Dacă curelele de fermă sunt conectate prin suporturi, atunci suporturile sunt întărite de pante. În plus, grila interioară poate consta doar din buiandrugi verticale sau doar înclinate.
Notă! Ferme pentru cladiri cu cadru Sunt făcute nu numai din țevi, ci și din colțuri. Pentru a asigura rezistența necesară, fiecare element al unui astfel de design este asamblat dintr-o pereche de colțuri, ceea ce complică calculele și instalarea și crește costurile de timp.
Avantajele țevilor de profil pentru realizarea cadrelor
Construcția cadrului din țeavă de oțel ondulată a câștigat popularitate și nu pierde teren. Țevile profilate vă permit să creați structuri frumoase și puternice pentru o mare varietate de scopuri - de la o umbrelă peste o cutie de nisip până la o clădire rezidențială, industrială sau comercială.
Exista o zona deschisa de 10x5 m langa casa si as dori sa fac aceasta zona inchisa, pentru ca vara sa bei ceai pe strada, indiferent de vreme, sau mai degrabă uitându-se la el, dar de sub un baldachin de încredere și, de asemenea, pentru a putea pune mașina sub baldachin, economisind garaj și, în general, astfel încât să existe protecție împotriva căldurii soarelui într-o zi de vară . Are doar 10 metri - deschiderea este mare și este dificil să selectați un fascicul pentru o astfel de deschidere, iar același fascicul va fi prea masiv - este plictisitor și, în general, seamănă cu un atelier de fabrică. În astfel de cazuri cea mai buna varianta- faceți ferme în loc de grinzi, apoi aruncați înveliș peste ferme și faceți un acoperiș. Desigur, forma fermeiului poate fi orice, dar în continuare vom lua în considerare calculul unei ferme triunghiulare ca fiind cea mai simplă opțiune. Problemele calculării stâlpilor pentru un astfel de baldachin sunt luate în considerare separat; calculul a două sau traverse pe care se vor sprijini fermele nu este, de asemenea, prezentat aici.
Deocamdată, se presupune că fermeturile vor fi amplasate în trepte de 1 metru, iar sarcina pe ferme de la manta va fi transferată numai la nodurile fermeiului. Material de acoperiș Tabloul ondulat va servi. Înălțimea fermei poate fi teoretic orice, dar numai dacă este un baldachin adiacent clădirii principale, atunci limitatorul principal va fi forma acoperișului dacă clădirea este cu un etaj sau ferestrele de la etajul al doilea dacă există mai multe etaje, dar, în orice caz, este puțin probabil ca înălțimea fermei să fie mai mare de 1 m, aceasta va funcționa, dar ținând cont de faptul că este necesar să se facă și o bară transversală între coloane, apoi 0,8 m. nu va funcționa întotdeauna (cu toate acestea, vom accepta această cifră pentru calcule). Pe baza acestor ipoteze, este deja posibilă proiectarea unei ferme:
Figura 272.1. Schema generală preliminară a copertinei pentru ferme.
În figura 272.1 albastru grinzile de înveliș sunt afișate, în albastru - ferme care trebuie calculată, Violet- grinzi sau ferme pe care se sprijină stâlpii, schimbându-se culoarea de la albastru deschis la violet închis în interior în acest caz, arată o creștere a sarcinii de proiectare, ceea ce înseamnă că structurile mai întunecate vor necesita profile mai puternice. Sunt prezentate fermele din figura 272.1 verde inchis datorită naturii complet diferite a încărcăturii. Astfel, calculul tuturor elementelor structurale separat, cum ar fi:
Grinzi de înveliș (grinzile de înveliș pot fi considerate grinzi cu mai multe trave, dacă lungimea grinzilor este de aproximativ 5 m, dacă grinzile sunt realizate de aproximativ 1 m lungime, adică între ferme, atunci acestea sunt grinzi obișnuite cu o singură travă pe suporturi cu balamale )
Ferpile de acoperiș (este suficient să se determine tensiunile normale în secțiunile transversale ale tijelor, așa cum se discută mai jos)
Grinzi sau ferme de sub ferme de acoperiș (calculate ca grinzi sau ferme cu o singură travă)
nu pune probleme deosebite. Cu toate acestea, scopul acestui articol este de a arăta un exemplu de calcul al unei ferme triunghiulare și aceasta este ceea ce vom face. În Figura 272.1, puteți lua în considerare 6 ferme triunghiulare, în timp ce sarcina pe fermele cele mai exterioare (față și spate) va fi de 2 ori mai mică decât pe fermele rămase. Aceasta înseamnă că aceste două ferme, dacă există o dorință puternică de a economisi materiale, ar trebui calculate separat. Cu toate acestea, din motive estetice și tehnologice, este mai bine să faceți toate fermeturile la fel, ceea ce înseamnă că este suficient să calculați o singură ferme (prezentată în Fig. 272.1 cu albastru). În acest caz, ferma va fi în consolă, adică. suporturile ferme nu vor fi amplasate la capetele fermeiului, ci la nodurile prezentate în figura 272.2. Această schemă de proiectare face posibilă distribuirea mai uniformă a încărcăturilor și, prin urmare, utilizarea profilelor cu o secțiune transversală mai mică pentru fabricarea fermelor. Pentru fabricarea fermelor, se plănuiește utilizarea țevilor cu profil pătrat de același tip, iar calculele suplimentare vor ajuta la selectarea secțiunii necesare a țevii de profil.
Dacă grinzile de înveliș se sprijină deasupra nodurilor ferme, atunci sarcina din copertina din foi ondulate și zăpada care se află pe această tablă ondulată poate fi considerată concentrată, aplicată la nodurile fermei. Tijele truss vor fi sudate între ele, în timp ce tijele coardei superioare vor fi, cel mai probabil, continue, cu o lungime de aproximativ 5,06 m. Cu toate acestea, vom presupune că toate nodurile de ferme sunt articulate. Aceste precizări pot părea un detaliu nesemnificativ, dar vă permit să grăbiți și să simplificați cât mai mult calculul, din motive expuse într-un alt articol. Singurul lucru care ne rămâne de determinat pentru calcule ulterioare este sarcina concentrată, dar acest lucru nu este dificil de făcut dacă foile ondulate sau grinzile de înveliș au fost deja calculate. La calculul tablelor ondulate, am aflat că foile de table ondulate cu lungimea de 5,1-5,3 m reprezintă o grindă continuă cu mai multe trave cu cantilever. Aceasta înseamnă că reacțiile de susținere pentru o astfel de grindă și, în consecință, încărcările pentru fermă noastră nu vor fi aceleași, cu toate acestea, modificările reacțiilor de sprijin pentru o grindă cu 5 trave nu vor fi atât de semnificative și, pentru a simplifica calculele, putem presupune că sarcina de la zăpadă, foile ondulate și învelișul va fi transferată uniform, așa cum este cazul grinzilor cu o singură travă. Această ipoteză va duce doar la o mică marjă de siguranță. Ca rezultat, obținem următoarea schemă de calcul pentru ferma noastră:
Figura 272.2. Diagrama de proiectare pentru o ferme triunghiulară.
Figura 272.2 a) prezintă diagrama generală de proiectare a fermei noastre; sarcina de proiectare este Q = 190 kg, care rezultă din încărcarea de zăpadă calculată de 180 kg/m2, greutatea tablei ondulate și greutatea posibilă a grinzii de înveliș. Figura 272.2 b) prezintă secțiuni datorită cărora este posibil să se calculeze forțele în toate tijele de ferme, ținând cont de faptul că sarcina și sarcina pe ferme sunt simetrice și, prin urmare, este suficient să se calculeze nu toate tijele de ferme. , dar puțin mai mult de jumătate. Și pentru a nu se încurca în numeroasele tije în timpul calculelor, se obișnuiește să se marcheze tijele și nodurile fermelor. Marcajul prezentat în Fig. 272.2 c) înseamnă că ferma are:
Tije ale centurii inferioare: 1-a, 1-c, 1-d, 1-g, 1-i;
Tijele coardei superioare: 2-a, 3-b, 4-d, 5-e, 6-z;
Bretele: a-b, b-c, c-d, d-d, e-f, f-g, g-h, g-i.
Dacă se calculează fiecare tijă a fermei, atunci este recomandabil să se întocmească un tabel în care să fie introduse toate tijele. Apoi, va fi convenabil să introduceți valoarea obținută a tensiunilor de compresiune sau de tracțiune în acest tabel.
Ei bine, calculul în sine nu prezintă dificultăți deosebite în cazul în care armatura este sudată din 1-2 tipuri de profile cu secțiune închisă. De exemplu, întregul calcul al unei ferme poate fi redus la calcularea forțelor din tijele 1, 6 și 3. Pentru a face acest lucru, este suficient să luați în considerare forțe longitudinale, care apare la tăierea unei părți din ferme de-a lungul liniei IX-IX (Fig. 272.2 d).
Dar să lăsăm dulciurile pentru al treilea și să vedem cum se face mai târziu. exemple simple, pentru aceasta considerăm
secțiunea I-I (Fig. 272.2.1 d)
Dacă tăiați partea în exces a fermei în acest fel, trebuie să determinați forțele în doar două tije ale fermei. În acest scop, se folosesc ecuații de echilibru static. Deoarece nodurile de ferme au balamale, valoarea momentelor de încovoiere în nodurile de ferme este zero și, în plus, pe baza acelorași condiții de echilibru static, suma tuturor forțelor în raport cu axa X sau topoare la este, de asemenea, zero. Acest lucru vă permite să creați cel puțin trei ecuații de echilibru static (două ecuații pentru forțe și una pentru momente), dar, în principiu, pot exista atâtea ecuații de moment câte noduri există în ferme și chiar mai multe dacă utilizați puncte Ritter. Și acestea sunt punctele în care două dintre forțele luate în considerare se intersectează și, odată cu geometria complexă a fermei, punctele Ritter nu coincid întotdeauna cu nodurile fermei. Cu toate acestea, în acest caz, geometria noastră este destul de simplă (vom avea încă timp să ajungem la geometrie complexă) și, prin urmare, nodurile de ferme existente sunt suficiente pentru a determina forțele în tije. Dar, în același timp, din nou, din motive de simplitate a calculului, de obicei sunt selectate astfel de puncte, ecuația momentelor despre care permite să se determine imediat forța necunoscută, fără a aduce materia la soluția unui sistem de 3 ecuații.
Arata cam asa. Dacă întocmești o ecuație de momente despre punctul 3 (Fig. 272.2.2 d), atunci vor fi doar doi termeni în ea, iar unul dintre ei este deja cunoscut:
M3 = -Q l/2 + N2-a h = 0;
N2-a h = Ql/2;
Unde l - distanta de la punctul 3 pana la punctul de aplicare a fortei Q/2, care in acest caz este bratul fortei, conform schemei de calcul pe care am adoptat-o l = 1,5 m; h - brațul de acțiune al forței N 2-a(umărul este prezentat în Fig. 272.2.2 d) cu albastru).
În acest caz, al treilea termen posibil al ecuației este egal cu zero, deoarece este prezentată forța N 1-a (în Fig. 272.2.2 d) gri) este îndreptată de-a lungul axei care trece prin punctul 3 și, prin urmare, brațul de acțiune este egal cu zero. Singurul lucru pe care nu îl cunoaștem în această ecuație este brațul forței N 2-a, cu toate acestea, este ușor să îl determinați dacă aveți cunoștințele adecvate despre geometrie.
Armatura noastră are o înălțime de proiectare de 0,8 m și o lungime totală de proiectare de 10 m. Atunci tangenta unghiului α va fi tgα = 0,8/5 = 0,16, respectiv, valoarea unghiului α = arctgα = 9,09 o. Și apoi
h = l păcatα
Acum nimic nu ne împiedică să determinăm valoarea forței N 2-a:
N 2-a = Q l/(2lsinα ) = 190/(2·0,158) = 601,32 kg
Valoarea este determinată în același mod N 1-a. Pentru a face acest lucru, se întocmește o ecuație a momentelor în jurul punctului 2:
M2 = -Q l/2 + N1-a h = 0;
N 1-a h = Q l/2
N 1-a = Q/(2tgα ) = 190/(2·0,16) = 593,77 kg
Putem verifica corectitudinea calculelor compunând ecuațiile de forță:
ΣQ y = Q/2 - N 2-a sinα = 0; Q/2 = 95= 601,32·0,158 = 95 kg
ΣQ x = N 2-a cosα - N1-a = 0; N 1-a = 593,77 = 601,32 0,987 = 593,77 kg
Condițiile de echilibru static sunt îndeplinite și oricare dintre ecuațiile de forță utilizate pentru testare ar putea fi utilizată pentru a determina forțele din bare. Asta e tot, calculul ulterioar al fermei este mecanică pură, dar pentru orice eventualitate, să luăm în considerare
secțiunea II-II (Fig. 272.2.e)
La prima vedere, se pare că ecuația momentelor relativ la punctul 1 pentru a determina forța ar fi mai simplă N a-b, cu toate acestea, în acest caz, pentru a determina brațul forței, va trebui mai întâi să găsiți valoarea unghiului β. Dar dacă luăm în considerare echilibrul sistemului relativ la punctul 3, atunci:
M3 = -Q l/2 - Q l/3 + N3-b h = 0;
N3-bh = 5Q l/6 ;
N3-b = 5Q/(6sinα ) = 5·190/(6·0,158) = 1002,2 kg(funcționează la tensiune)
Ei bine, acum să determinăm valoarea unghiului β. Pe baza faptului că toate laturile unui anumit triunghi dreptunghic sunt cunoscute (partea inferioară sau lungimea triunghiului este de 1 m, cateta laterală sau înălțimea triunghiului este de 0,16 m, ipotenuza este de 1,012 m și chiar unghiul). α), atunci triunghiul dreptunghic adiacent cu o înălțime de 0,16 m și o lungime de 0,5 m va avea tgβ = 0,32 și, în consecință, unghiul dintre lungime și ipotenuza β = 17,744 o, obținut din arctangente. Și acum este mai ușor să creezi o ecuație a forțelor în raport cu axa X :
ΣQ x = N 3-b cosα + N a-b cosβ - N 1-а = 0;
Na-b = (N 1-a - N 3-b cosα )/cosβ = (593,77 - 1002,2 0,987)/ 0,952 = - 415,61 kg
În acest caz, semnul „-” arată că forța este îndreptată în direcția opusă celei pe care am acceptat-o la întocmirea diagramei de calcul. Și atunci a sosit momentul să vorbim despre direcția forțelor, sau mai exact, despre sensul care este atașat acestei direcții. Când înlocuim forțele interne în secțiunea transversală a tijelor de împrejmuire luate în considerare, atunci prin forța direcționată din secțiune transversală înțelegem tensiuni de tracțiune; dacă forța este îndreptată spre secțiunea transversală, atunci ne referim la tensiuni de compresiune. Din punctul de vedere al echilibrului static, nu contează ce direcție a forței este luată în calcule; dacă forța este îndreptată în direcția opusă, atunci această forță va avea semnul minus. Cu toate acestea, atunci când faceți calcule, este important să știți exact pentru ce forță este proiectată o anumită tijă. Pentru tijele de tracțiune, principiul determinării secțiunii transversale necesare este cel mai simplu:
Când se calculează tijele care lucrează în compresie, ar trebui să se țină cont de multe diverși factori si in vedere generala Formula de calcul a tijelor comprimate poate fi exprimată după cum urmează:
σ = N/φF ≤ R
Notă: schema de proiectare poate fi întocmită astfel încât toate forțele longitudinale să fie îndreptate departe de secțiuni transversale. În acest caz, semnul „-” în fața valorii forței obținute în calcule va indica faptul că această tijă lucrează în compresie.
Astfel, rezultatele calculului anterior arată că în tijele 2-a și 3-b apar tensiuni de tracțiune, iar forțele de compresiune apar la tijele 1-a și a-b. Ei bine, acum să revenim la scopul calculului nostru - stabilirea maximului stres normalîn tije. Ca într-un fascicul convențional simetric, în care tensiuni maxime cu o sarcină simetrică, ele apar în secțiunea cea mai îndepărtată de suporturi; într-o ferme, tensiunile maxime apar în tijele cele mai îndepărtate de suporturi, adică. în tije tăiate de secţiunea IX-IX.
secțiunea IX-IX (Fig. 272.2. d)
M9 = -4,5Q/2 - 3,5Q - 2,5Q - 1,5Q -0,5Q + 3V A - 4,5N 6-з sinα = 0 ;
N 6-з = (15Q - 10,25Q)/(4,5sinα ) = 4,75 190/(4,5 0,158) = 1269,34 kg(funcționează la compresie)
Unde V A = 5Q, reacțiile de susținere ale fermelor se determină folosind aceleași ecuații de echilibru a sistemului, deoarece fermele și sarcinile sunt simetrice, atunci
V A = ΣQ y /2 = 5Q;
întrucât încă nu am prevăzut încărcări orizontale, apoi orizontale forța de reacție a solului pe un suport A va fi egal cu zero, deci H A este prezentat în figura 272.2 b) în violet deschis.
Umerii tuturor forțelor în acest caz sunt diferiți și, prin urmare, valorile numerice ale umerilor sunt imediat înlocuite în formulă.
Pentru a determina forța în tijă, trebuie mai întâi să determinați valoarea unghiului γ (neprezentat în figură). Pe baza faptului că se cunosc două laturi ale unui anumit triunghi dreptunghic (partea inferioară sau lungimea triunghiului este de 0,5 m, latura sau înălțimea triunghiului este de 0,8 m, apoi tgγ = 0,8/0,5 = 1,6 și valoarea unghiului γ = arctgγ = 57,99 o. Și apoi pentru punctul 3
h = 3sinγ = 2,544 m. Atunci:
M3 = - 1,5Q/2 - 0,5Q + 0,5Q + 1,5Q + 2,5Q - 1,5N 6-з sinα + 2,544N z-i = 0 ;
Nz-i = (1,25Q - 4,5Q +1.5N 6-з sinα ) /2.544 = (332,5 - 617,5)/2,544 = -112 kg
Și acum este mai ușor să creezi o ecuație a forțelor în raport cu axa X :
ΣQ x = - N 6-з cosα -N z-i cos γ + N1-i = 0;
N 1-i = N 6-3 cosα + N g-i cosγ = 1269,34·0,987 - 112·0,53 = 1193,46 kg(funcționează la tensiune)
Deoarece coardele superioare și inferioare ale fermeiului vor fi de același tip de profil, nu este nevoie să depuneți timp și efort pentru a calcula tijele coardei inferioare 1-v, 1-d și 1-g, precum și tijele coardei superioare 4-g si 5-e . Forțele din aceste tije vor fi în mod clar mai mici decât cele deja determinate de noi. Dacă ferma ar fi fără console, de exemplu. suporturile au fost amplasate la capetele barei, atunci fortele din bretele ar fi si ele mai mici decat cele deja determinate de noi, cu toate acestea, avem o sarpenta cu console si de aceea vom folosi mai multe sectiuni pentru a determina fortele din acolade folosind algoritmul de mai sus (detaliile de calcul nu sunt date):
N b-v = -1527,34 kg - lucrează în compresiune (secțiunea III-III, Fig. 272,2 g), determinată de ecuația momentelor relativ la punctul 1)
N v-g = 634,43 kg - lucrări în tensiune (secțiunea IV-IV, Fig. 272,2 h), determinate de ecuația momentelor relativ la punctul 1)
N g-d = - 493,84 kg - lucrează în compresiune (secțiunea V-V, determinată de ecuația momentelor relativ la punctul 1)
Astfel, cele mai încărcate tije pe care le avem sunt două tije N 6-з = 1269,34 kg și N b-v = - 1527,34 kg. Ambele tije lucrează la compresiune, iar dacă întreaga ferme este realizată dintr-un singur tip de profil, atunci este suficient să calculați una dintre aceste tije pe baza tensiunilor limitatoare și, pe baza acestor calcule, să selectați secțiunea de profil necesară. Cu toate acestea, totul nu este atât de simplu aici; la prima vedere se pare că este suficient să calculați tija N b-v, dar atunci când calculați elemente comprimate mare importanță are lungimea de proiectare a tijei. Deci lungimea tijei N 6-h este de 101,2 cm, în timp ce lungimea tijei N b-v este de 59,3 cm. Prin urmare, pentru a nu ghici, este mai bine să calculați ambele tije.
tija N b-w
Calculul tijelor comprimate nu este diferit de calculul coloanelor comprimate central; prin urmare, doar etapele principale ale calculului sunt prezentate mai jos fără explicații detaliate.
conform tabelului 1 (vezi linkul de mai sus) determinam valoarea μ = 1 (în ciuda faptului că coarda superioară a fermei va fi realizată dintr-un profil solid, diagrama de proiectare a fermei implică fixarea cu balamale a tijelor în nodurile fermei, deci ar fi mai corect să luăm cele de mai sus valoarea coeficientului).
Acceptăm valoarea preliminară λ = 90, apoi conform tabelului 2 coeficientul de încovoiere φ = 0,625 (pentru oțel C235 cu rezistență R y = 2350 kgf/cm 2, determinată prin interpolarea valorilor 2050 și 2450)
Atunci raza de rotație necesară va fi:
