Расчет стойки на изгиб онлайн: пошаговая инструкция онлайн – калькулятора

Содержание

пошаговая инструкция онлайн – калькулятора

Расчет стойки на прочность и устойчивость: онлайн – калькулятор.

С помощью онлайн – калькулятора можно рассчитать параметры стойки из металла, по — другому колонны с центрально – нагруженным типом, которая имеет форму круга, прямоугольника, квадрата либо шестигранника.

Расчет стойки на прочность и устойчивость, также гибкость можно выполнить легко, введя необходимые параметры, программа выдаст через несколько минут верные цифры. Таким образом, можно рассчитать значение прочности, также гибкости или устойчивости колонн из Двутавра, либо Тавра, либо Швеллера, либо Уголка.

Общие сведения

Во время проведения проектировочных действий всех конструкций строительства разрабатывают схемы, которые дают гарантию на устойчивость, прочность, также имеют высокий показатель неизменяемости в пространстве всего строения и индивидуальных частей во время монтажа с эксплуатацией.

Важно! Стойки должны обеспечивать устойчивость и прочность всей строительной конструкции, поэтому ее подвергают тщательной проверке, когда она находится под сжимающим воздействием нагрузки.

Колонны подвергаются проверке на:

1.уровень прочности.

2.на уровень устойчивости.

3.на уровень гибкости, которая может быть допустима.

Для проведения расчетов свойств стойки можно воспользоваться онлайн – калькулятором.

Программа рассчитана на вычисление стоек, выполненных из трех материалов:

1.из дерева трех сортов.

2.из стали десяти классов.

3.из бетона девяти классов.

Программа различает такие виды сечения, как:

1.труба,

2.круг.

3.двутавр.

4.швеллер.

5.уголка.

6.сечение в виде квадрата.

7.сечение в виде прямоугольника.

8.труба с квадратным профилем.

Чтобы рассчитать стойку, необходимо ввести в специальные поля размеры диаметров фигур по их геометрии, они показаны на рисунке, также нужно знать значение длины изделия, показатель расчетной крепежной схемы, задают нагрузочный параметр для колонны.

После того, как пустые поля заполнены, нажимают «считать», программой выводится на экран показатели на прочностные свойства колонны и ее устойчивость. Если надо получить расширенную информацию, нажимают «подробнее», тогда на экране появляются значения площади внутри стойки, показатель расчетного сопротивления материла, значение напряжения, значение инерционного радиуса по Х-У оси, значение гибкости по оси, показатель расчетного значения длины изделия, параметры изгибов продольного типа.

Пошаговая инструкция проведения расчета

1.Вводят тип проката: круглый, квадратный, в форме полосы, шестигранника и т.д.

2.Указывают разновидность схемы, по которой крепится стойка: в виде заделки консоли, в виде заделки заделки, в виде заделка шарнир, либо шарнир шарнир.

3.Выбирают материал проката, к примеру: из Стали С235 — Ст3кп2, из Стали С245 — Ст3пс5 либо Ст3сп5.

4.Устанавливают разновидность стойки, ее назначение, к примеру: стойки передающие, служащие для опоры, основные либо второстепенные.

Важно! При отсутствии типа материала в таблице, а показатель его расчетного сопротивления (кг /см 2) известен, значит, следует ввести значение в специальное поле.

Чтобы произвести расчет вводят:

1.Длину стойки — L, выражают в метрах.

2.Размер D либо Dv, либо A, выражают в миллиметрах.

3.Размер B, выражают в миллиметрах.

4.Нагрузку на колонну — P, выражают в килограммах.

По последней версии СНиПа II – 23 – 81 проводя расчет прочности стальных деталей, оснащенных центральным растяжением либо сжатием посредством силы Р вычисляют при помощи следующей формулы:

P : Fp Х Ry Х Yc<=1

Формула состоит из:

1.P – показатель актуальной нагрузки.

2.Fp – значение диаметральной площади, рассчитанный поперек стержня.

3.Ry – параметр подсчетного сопротивления стоечного материла, определяется согласно таблице В5, в приложении СНиП.

4.Yc – значение коэффициента условий функционирования, согласно данным таблицы No1 по СНиПу. Согласно примечаниям, данной таблица калькулятора в пункте No5 имеет показатель Yc равный 1.

Расчет на устойчивость детали, имеющей сплошное сечение с центральным сжатием силой Р вычисляют согласно формуле:

P : Fi х Fp х Ry х Yс<=1

В формуле:

1.Fi – значение коэффициента, указывающий на продольный изгиб, элементов центрально – сжатого типа.

Данный коэффициент компенсирует небольшую не прямолинейность стойки, нехватку крепежной жесткости, также неточность определения нагрузки вдоль двух осей колонны.

Параметр Fi отличается в зависимости от марки стального материла его гибкости, как правило, значение определяют по таблице No 72 из СНиПа II-23-81 за 1990 год, зависит также от показателя сопротивления материала, сжатию при расчете, изгиба и растяжения.

Данное условие делает расчет более простым, но более грубым, потому что в СНиП указаны инженерные формулы, по которым рассчитывают Fi.

Физическая величина – гибкость стойки, по-другому Lambda, определяющая параметры стойки, которые значение длины, поперечное сечение, в том числе значение инерционного радиуса.

LAMBDA = Lr : i

В формуле:

Lr – значение расчётной стержневой длины.

i – значение инерционного радиуса стержневого диаметра поперечного типа.

Данная величина, обозначаемая i вычисляется, как корень квадратный из значения I : Fp, в котором I равен моменту инерции, а Fp равно площади сечения.

Lr=Mu * L,

В формуле:

Mu – коэффициент, определяемый крепежной схемой колонны.

L – значение длины стойки.

Различают следующие виды схем для крепления колонны, у каждой схемы свой коэффициент:

1.тип заделка — консоль со свободным концом, Mu = 2.

2.тип заделка — заделка, Mu = 0.5.

3.тип заделки – шарнир, Mu = 0.7.

4.тип шарнир – шарнир, Mu = 1.

Важно! Если у прямоугольника, имеющего два радиуса инерции сечения, вычисляют Lambda, использовать следует наименьший из них.

Гибкость стойки, которую рассчитывают по вышеуказанной схеме, не может быть выше значения 220 согласно таблице No 19 по СНиПу II – 23 – 81, в нем указаны максимальные показатели предельной гибкости стоек центрально-сжатого типа.

Чтобы их правильно применять, следует в калькуляторе выбрать таблицу с названием Вид и назначение стоек, далее определить подвид.

Значение предельной гибкости определяется параметрами геометрических фигур, на величину влияет изгиб продольный, нагрузка, расчетное сопротивление материала изделия, рабочие условия.

Перед тем, как начать работать в калькуляторе онлайн, следует тщательно изучить инструкцию.

Изменения, внесенные в работу калькулятора

Исправления, внесенные от 20 июня 2018 года, стали:

1.включили проверку стоек по значению гибкости.

2.включили возможность расчета уголков спаренного и крестообразного типа.

3.включили функцию расчета швеллера, который имеет форму короба или двутавра.

4.включили проверку уголка согласно главным осям.

Исправления, внесенные от 8 сентября 2018 года включают:

1.добавление проверки локальной устойчивости стенок либо полок в двутавре, или швеллере, или уголке, также металлического профиля.

Исправления, внесенные от 2 декабря 2018 года, включают:

1.исправление расчетного параметра сопротивления деревянного материала на сжатие в разделе СП под названием ”Деревянные конструкции».

2.исправление коэффициентов расчетного значения по длине, применяемые для материала из дерева.

3.исправление замечаний, отображающих итоговые расчеты.

Расчет стойки на прочность и устойчивость

На чтение 4 мин. Просмотров 10.5k. Обновлено

Расположенный ниже онлайн калькулятор предназначен для расчёта центрально-нагруженной стойки (колонны) из стального проката круглого, квадратного, прямоугольного и шестигранного сечения на прочность, устойчивость и изгиб. Если Вам нужно рассчитать онлайн прочность, изгиб и устойчивость стойки из СТАЛЬНЫХ ТРУБ, смотрите ТУТ . Или расчет стойки из ШВЕЛЛЕРА, ДВУТАВРА, ТАВРА и УГОЛКА на прочность, устойчивость и гибкость.

При проектировании строительных конструкций, необходимо принимать схемы, обеспечивающие прочность, устойчивость и пространственную неизменяемость сооружения в целом, а также его отдельных элементов при монтаже и эксплуатации.

Поэтому стойку, находящуюся под действием сжимающей её нагрузки необходимо проверять:

  1. На прочность;
  2. Устойчивость;
  3. Допустимую гибкость.

Для расчета предлагаем вам воспользоваться онлайн калькулятором, специально разработанным для нашего сайта!

Онлайн калькулятор для расчёта стойки (колонны) из стального проката

Материал проката Вид и назначение стоек (колонн)
Сталь С235 (Ст3кп2)Сталь С245 (Ст3пс5,Ст3сп5)Сталь С255 (СтГпс,Ст3Гсп)Сталь С285 (Ст3сп,Ст3Гпс,Ст3Гсп)Сталь С345 (12Г2С,09Г2С)Сталь С345К (10ХНДП)Сталь С375 (12Г2С)Сталь С390 (14Г2АФ)Сталь С390Д (14Г2АФД)Сталь С440 (16ГАФ)Сталь С590 (12Г2СМФ) Стойки и раскосы передаюшие опорные реакции Основные колонныВторостепенные колонны
                                         


Если Вашего материала нет в таблице, но Вам известно рассчётное
сопротивление этого материала, ведите его значение в это поле (кг/см2):

Введите параметры для расчёта

Логика онлайн расчета на прочность и устойчивость стойки из стального проката

Согласно Актуализированной редакция СНиП II-23-81 (CП16.13330, 2011) рассчитывая на прочность элементов из стали при центральном растяжении или сжатии силой P следует выполнять по формуле:

P / Fp * Ry * Yc <= 1

  • где P – действующая нагрузка.
  • Fp – площадь поперечного сечения колонны.
  • Ry – подсчетное сопротивление материала (стали колонны), выбирается по таблице В5 Приложения “В” того же СНиПа.
  • Yc – коэффициент условий работы по таблице 1 СНиПа (0.9-1.1). В соответствии с примечанием к этой таблице (пункт 5) в калькуляторе принято Yc=1.

Проверку на устойчивость элементов сплошного сечения при центральном сжатии силой P следует выполнять по формуле:

P / Fi * Fp * Ry * Yc <= 1

где Fi – коэффициент продольного изгиба центрально – сжатых элементов.

Коэффициент Fi введён в качестве компенсации возможности некоторой не прямолинейности колонны, недостаточной жесткости её крепления и неточности в приложении нагрузки относительно оси стойки.

Значение Fi зависит от марки стали и гибкости колонны и часто берётся из таблицы 72 СНиП II-23-81 1990г., исходя из гибкости колонны и расчётного сопротивления выбранной стали сжатию, растяжению и изгибу.

Это несколько упрощает и огрубляет вычисления, так как СНиП II-23-81* предусматривает специальные формулы для определения Fi. Гибкость (Lambda) – некоторая величина, характеризующая свойства рассматриваемого стержня в зависимости от его длины и параметров поперечн. сечения, в частности радиуса инерции:

Lambda = Lr / i

  • здесь Lr – расчётная длина стержня,
  • i – радиус инерции поперечного сечения стержня (колонны).

Радиус инерции сечения i равен корню квадратному из выражения I / Fp, где I – момент инерции, Fp – его площадь.

Lr (расчётная длина) определяется как Mu*L; здесь L – длина стойки, а Mu – коэфф., зависящий от схемы её крепления:

  • “заделка-консоль”(свободный конец) – Mu=2;
  • “заделка-заделка” – Mu = 0.5;
  • заделка – шарнир” – Mu = 0.7;
  • “шарнир – шарнир” – Mu = 1.

Следует иметь ввиду,что при наличии у формы поперечн. сечения 2-ух радиусов инерции (например, у прямоугольника), при вычислении Lambda используется меньший.

Кроме того, сама Lambda (гибкость колонны), рассчитанная по формуле Lambda = Lr / i не должна превышать 220-ти в соответствии с таблицей 19. СНиП II-23-81*; там же содержатся ограничения на предельную гибкость центрально – сжатых стержней.

Для их использования необходимо сделать выбор в таблице онлайн калькулятора “Вид, назначение стоек”. Предельная гибкость стоек, кроме их геометрических параметров, зависит также от коэффициента продольного изгиба (Fi), действующей нагрузки (P), расчётного сопротивления материала стоики (Ry) и условий её работы (Yc).

Предельная гибкость, устойчивость и прочность стоек, кроме их геометрических параметров, зависит также от коэффициента продольного изгиба (Fi), действующей нагрузки (P), расчётного сопротивления материала стойки (Ry) и условий её работы (Yc).

Если возникнут трудности при расчетах онлайн калькулятором прочности и устойчивости, рекомендуем предварительно ознакомиться с инструкцией.

Расчет сечения колонны под действием осевой силы и изгиба

Система, нагружение и внутренние силы

Pисунок 01 - Система, нагружение и внутренние силы

Характеристики сечения

h = 300 мм, b = 360 мм, ts = 12,5 мм, tg = 22,5 мм, r = 27 мм
A = 180,60 см², Iy = 43 190 см4, Wy = 2400 см³
$\begin{array}{l}{\mathrm A}_{\mathrm v}\;=\;\mathrm A\;-\;2\;⋅\;\mathrm b\;⋅\;{\mathrm t}_{\mathrm g}\;+\;({\mathrm t}_{\mathrm s}\;+\;2\;⋅\;\mathrm r)\;⋅\;{\mathrm t}_{\mathrm g}\\{\mathrm A}_{\mathrm v}\;=\;180,60\;-\;2\;⋅\;30\;⋅\;2,25\;+\;(1,25\;+\;2\;⋅\;2,70)\;⋅\;2,25\;=\;60,56\;\mathrm{см}²\end{array}$

Pисунок 02 - Сечение балки HEB 360, S235

Расчет класса сечения

[1] Таблица 5.2, элементы сечения, опираемые с обеих сторон
Стенка балки: c = 261 мм, t = 12,5 мм
$\mathrm{prov}\;\left(\frac{\mathrm c}{\mathrm t}\right)\;=\;\left(\frac{261}{12,5}\right)\;=\;20,88\;<\;\mathrm{limit}\;\left(\frac{\mathrm c}{\mathrm t}\right)\;\;=\;33\;\cdot\;\mathrm\varepsilon\;=\;33\;\cdot\;1\;=\;33$

Стенка соответствует требованиям к сечению класса 1.

[1] Таблица 5.2, элементы сечения, опираемые с одной стороны
Полка балки: c = 116,8 мм, t = 22,5 мм
$\mathrm{prov}\;\left(\frac{\mathrm c}{\mathrm t}\right)\;=\;\left(\frac{116,8}{22,5}\right)\;=\;5,19\;<\;\mathrm{limit}\;\left(\frac{\mathrm c}{\mathrm t}\right)\;\;=\;9\;\cdot\;\mathrm\varepsilon\;=\;9\;\cdot\;1\;=\;9$

Полка соответствует требованиям к сечению класса 1.

Следовательно, полное сечение может быть классифицировано как сечение класса 1.

Расчет сечения под давлением по 6.2.4

$\begin{array}{l}\frac{{\mathrm N}_{\mathrm{Ed}}}{{\mathrm N}_{\mathrm c,\mathrm{Rd}}}\;\leq\;1,0\\{\mathrm N}_{\mathrm c,\mathrm{Rd}}\;=\;\frac{\mathrm A\;\cdot\;{\mathrm f}_{\mathrm y}}{{\mathrm\gamma}_{\mathrm M0}}\;=\;\frac{180,60\;\cdot\;23,5}{1,0}\;=\;4244,10\;\mathrm{кН}\\\frac{2000,00}{4244,10}\;=\;0,47\;\leq\;1\;\rightarrow\mathrm{расчет}\;\mathrm{is}\;\mathrm{выполнен}.\end{array}$

Расчет сечения на силу сдвига по оси z по 6.2.6

$\begin{array}{l}{\mathrm V}_{\mathrm c,\mathrm{Rd}}\;=\;{\mathrm V}_{\mathrm{pl},\mathrm{Rd}}\;=\;\frac{{\mathrm A}_{\mathrm v}\;\cdot\;{\displaystyle\frac{{\mathrm f}_{\mathrm y}}{\sqrt3}}}{{\mathrm\gamma}_{\mathrm M0}}\;=\;\frac{60,56\;\cdot\;{\displaystyle\frac{23,5}{\sqrt3}}}{1,0}\;=\;821,66\;\mathrm{кН}\\\frac{\max\;{\mathrm V}_{\mathrm z,\mathrm{Ed}}}{{\mathrm V}_{\mathrm{pl},\mathrm{Rd}}}\;=\;\frac{48,75}{821,66}\;=\;0,06\;\leq\;1\;\rightarrow\;\mathrm{Design}\;\mathrm{is}\;\mathrm{fulfilled}.\\\frac{{\mathrm h}_{\mathrm w}}{{\mathrm t}_{\mathrm w}}=\;\frac{315}{12,5}\;=\;25,2\;\leq\;72\;\cdot\;\frac{\mathrm\varepsilon}{\mathrm\eta}\;=\;72\;\cdot\;\frac{1,0}{1,2}\;=\;60,00\;\rightarrow\;\mathrm{Не требуется}\;\mathrm{расчет}\;\mathrm{на потерю устойчивости}\;\mathrm{при}\;\mathrm{сдвиге}.\end{array}$

Расчет сечения на изгиб, сдвиговую и осевую силу по 6.2.9.1

Осевую силу необходимо учитывать, если:
$\begin{array}{l}{\mathrm N}_{\mathrm{Ed}}\;\geq\;0,25\;\cdot\;{\mathrm N}_{\mathrm{pl},\mathrm{Rd}}\\{\mathrm N}_{\mathrm{Ed}}\;=\;2000\;\mathrm{кН}\;>\;0,25\;\cdot\;4244,10\;=\;1061,03\;\mathrm{кН}\end{array}$
и
$\begin{array}{l}{\mathrm N}_{\mathrm{Ed}\;}\;\geq\;\frac{0,5\;\cdot{\mathrm h}_{\mathrm w}\;\cdot\;{\mathrm t}_{\mathrm w}\;\cdot\;{\mathrm f}_{\mathrm y}}{{\mathrm\gamma}_{\mathrm M0}}\\{\mathrm N}_{\mathrm{Ed}}\;=\;2000\;\mathrm{кН}\;>\;\frac{0,5\;\cdot\;31,50\;\cdot\;1,25\;\cdot\;23,5}{1,0}\;=\;462,66\;\mathrm{кН}\end{array}$

→ Необходимо принять во внимание осевую силу.

$\begin{array}{l}{\mathrm M}_{\mathrm N,\mathrm y,\mathrm{Rd}}\;=\;630,51\;\cdot\;\frac{\left(1\;-\;0,471\right)}{\left(1\;-\;0,5\;\cdot\;0,252\right)}\;=\;381,62\;\mathrm{кНм}\\\frac{\max\;{\mathrm M}_{\mathrm y,\mathrm{Ed}}}{{{\mathrm M}_{\mathrm N}}_{,\mathrm y,\mathrm{Rd}}}\;=\;\frac{79,22}{381,62}\;=\;0,21\;<\;1,0\;\rightarrow\;\mathrm{расчет}\;\mathrm{is}\;\mathrm{выполнен}.\end{array}$

Pисунок 03 - Расчеты сечения

Расчет конструкций

вернуться на главную страницу

ПРИСТУПАЯ К РАСЧЕТАМ

Обратите внимание, что при расчете сооружений, которые находятся на открытом воздухе (Эстакады, мачты, навесы и т.п.),

необходимо учитывать температурные воздействия. Смотрите температурные нагрузки.

РАСЧЕТЫ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

РАСЧЕТЫ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ — ОКОНЧАНИЕ

Для облегчения этого этапа разработаны следующие разделы:Выполнение различных расчетов конструктивных элементов зданий и сооружений является не только одним из самых ответственных этапов проектирования, но и требует высокого уровня подготовки специалиста, больших знаний, опыта и даже инженерной интуиции.Расчеты строительных конструкций.

1. КЛИМАТОЛОГИЯ

Первое с чего начинается расчет строительных конструкций это определение места положения объекта. Раздел климатология содержит справочную информацию о районировании территории РФ по различным климатическим характеристикам. Удобные карты и таблицы позволяют быстро получить необходимую информацию.

2. СБОР НАГРУЗОК

После определения места нахождения объекта, можно приступить к сбору нагрузок. В этом разделе будут собраны справочные данные и примеры сбора нагрузок на различные типы несущих конструкций.

3. РАСЧЕТ ОСНОВАНИЙ И ФУНДАМЕНТОВ

Расчет фундаментов, а также оснований обычно рассчитывают в последнюю очередь, т.к. нагрузки на эти конструкции передаются от расположенных выше конструкций и без их расчета, нельзя получить точных нагрузок на основания и фундаменты. Этот раздел содержит справочные данные для расчета оснований и грунтов.

4. РАСЧЕТ КМ И КЖ

(Расчет металлических конструкций и железобетонных конструкций)

Выполнение расчетов металлических и железобетонных конструкций временно объединим в один раздел, а по мере накопления материала, эти разделы будут разделены.

5. РАСЧЕТ КК И ДК

(Расчет каменных конструкций  и деревянных конструкций)

Выполнение расчетов каменных и деревянных конструкций временно объединим в один раздел, а по мере накопления материала, эти разделы будут разделены

Расчет общей устойчивости внецентренно и центрально сжатых и при изгибе метал. колонн, определение коэффициента фи, фи_е, фи_b, Сmax, C, гибкости коло

Аналога данного расчета изначально нигде не нашел, в том числе на данном сайте в Download. Ни в одном расчете не определяется весь спектр коэффициентов (см. ниже) с проверкой процента использования! А тем более нет расчётов с возможностью просто выбирать нужный профиль, а не забивать отдельно каждую характеристику (лямбда;, mef, A, Ix, Iy, ix,iy и т.д.). Также все файлы, проверенные мною в Download по расчету коэффициента фи_b либо не считали, либо считали не верно (правда таких файлов всего два в Download)! К тому же все имеют на компьютере Excel, но не всегда под рукой спецпрограмма (Lira 9, СКАД). Поэтому считаю что такой расчет должен быть.
Данный расчет оформлен в Excel (для 2010 сохранен в формате .xlsx, для 2003 - в форматах .xls и .xlm - если надо другой говорите, а то я не в теме).

В файле выполняется полный расчет колонн на общую устойчивость согласно СП16.1330.2011 при трёх видах состояний:
1. Расчет на общую устойчивость внецентренно сжатых колонн.
2. Расчет на общую устойчивость при центральном сжатии.
3. Расчет на общую устойчивость при изгибе.
Расчет каждого из них производится одновременно на одном листе сразу относительно оси Х и относительно оси Y, а также и их комбинации, позволяя сразу делать проверку по всем трем состояниям.

Автоматически вычисляются следующие коэффициенты и характеристики:

1. e - эксцентриситет приложения силы.
2. р - ядровое расстояние сечения.
3. m - относительный эксцентриситет.
4. лямда_u - предельная гибкость колонны по СП16.13330.2011 по табл.0.5- условная гибкость колонны по осям.
8. Аf/Aw - отношение площадей полки и стенки.
9. n - коэффициент влияния формы сечения.
10. mef- приведенный относительный эксцентриситет.
11. фи_е - коэффициент устойчивости колонны при внецентренном сжатии в одной плоскости относительно осей Х или Y.
12. альфа, бета;, С - коэффициенты при расчете устойчивости колонны из плоскости действия момента.
13. Сmax - коэффициент при непрерывном подкреплении полок и без.
14. фи_еху - коэффициент устойчивости колонны при внецентренном сжатии в двух плоскостях.
15. фи - коэффициент при центральном сжатии (по формулам (8) и (9) из СП16.13330.2011).
16. фи_b - коэффициент устойчивости из плоскости действия момента при изгибе.
17. сигма/Ry - процент использования сечения колонны при центральном и внецентренном сжатии в плоскости и из плоскости действия момента, и при изгибе.
18. альфа_х - центр изгиба.
19. Iw, It, омега; - секториальный момент инерции Iw, секториальная координата омега, момент инерции при свободном кручении It.
20. фи_b, альфа;, кси;, фи_1 -полная таблица расчета коэффициента устойчивости при изгибе фи_b и всех его промежуточных коэффициентов альфа, кси;, фи_1 у консольной и балочной схем для любого варианта комбинаций вида нагружения, места приложения нагрузки, пояса, к которому приложена нагрузка, и расположения раскреплений, что позволяет визуально оценить наиболее невыгодный вариант (наименьший коэффициент). С помощью списков выбирается нужный.
21. Сх и Су - коэффициенты учета пластической стадии работы материала для коробчатых и трубчатых сечений.
22. дельта_х и дельта_у - коэффициенты для коробчатых и трубчатых сечений.
23. лямда_uw и лямбда_uf. Для коробчатых сечений также выполняется проверка местной устойчивости стенок и полок при центральном сжатии: вычисляются предельная гибкость стенки и полки лямбда_uw и лямбда_uf.0.5. В случае если гибкость стенки или полки превышают допустимую, вычисляются уменьшенные размеры сечения hd, bd, и уменьшанная площадь сечения Ad с последующей проверкой коэффициента использования сечения сигма/Ry.
24. Вычисление геометрических характеристик для сварных двутавров с двумя и одной осью симметрии, для сварной коробки и тавра.
25. Возможно выбирать - учитывать пластическую стадию работы материала или нет.
26. Можно задавать случайный или дополнительный эксцентриситет по осям X и Y.

Расчет выполняется для следующих видов профилей:

1. СТО АСЧМ 20-93. Двутавры с параллельными гранями полок (Б), (Ш), (К).
2. ГОСТ 26020-83. Двутавры с параллельными гранями полок (Б), (Ш), (К), (ДБ) и (ДШ).
3. ГОСТ 8239-89. Двутавры с уклоном полок.
4. ГОСТ 19425-75* Двутавры специальные (С) и (М).
5. ГОСТ 8240-97 Швеллеры с уклоном полок (У) и (С).
6. ГОСТ 8240-97 Швеллер с параллельными гранями полок (П), (Э) и (Л).
7. ГОСТ 30245-2003. Труба квадратная
8. ГОСТ 30245-2003. Труба прямоугольная
9. Труба СВАРНАЯ. Расчет коробчатого сечения по задаваемым параметрам ширины и толщины составляющих листов.
10. ГОСТ 10704-91. Трубы (круглые) электросварные. Прямошовные.
11. Круглая труба, задаваемая через диаметр сечения и толщину стенки.
12. ТУ 14-2-685-86. Тавры колонные (КТ) и широкополочные (ТШ).
13. СВАРНОЙ равнополочный двутавр с отгибами и без отгибов на поясных листах.
14. СВАРНОЙ неравнополочный двутавр с отгибами и без отгибов на поясном листе.
15. СВАРНОЙ ТАВР.

Приведена детальная справка по вычислениям на пункты СП 16.13330.2011, узнать необходимое можно наведя курсор на нужный элемент и информация появится в виде примечания.
В левом верхнем углу выбирается допустимая гибкость колонны как основной (гибкость 120-150), второстепенной (150-180) и прочая (гибкостью 200).
Если какая то позиция не выполняется, например, процент использования сечения сигма/Ry выше 100% или гибкость элемента лямбда превышает предельную лямбда_u, то ячейка высвечивается красным (розовым) цветом, при этом предельно допустимые значения (например, предельная гибкость лямюда_u) указываются желтым цветом.
Просто задав значения продольной силы N и моментов Мх и Му, на которые будет производится расчет, нужно перебирать желаемый профиль из выпадающего списка, пока не будет красных ячеек. Быстрый перебор любого профиля позволяет быстро подобрать оптимальное решение, обеспечивающее надёжность по устойчивости, и дает возможность экспериментировать.
Коэффициенты вычисляются посредством отдельных таблиц со своими исходными данными (ячейками), на которые она ссылается (эти ячейки в свою очередь берут данные из общих исходных ячеек), поэтому можно любую таблицу легко использовать как отдельный элемент, даже вырвав ее из общего файла. Например, сделав копию файла, можно удалить всё, кроме таблицы коэффициента устойчивости при изгибе фи_b, и получится файл расчета фи_b по заданному профилю и другим параметрам. Или также оставить только таблицы коэффициента влияния формы сечения n;, или коэффициентов альфа, бета, С, Сmax.
Можно добавить любой профиль (например, гнутый швеллер, двутавры, трубы и швеллера по другим ГОСТам), заменив таблицы сортамента (находятся внизу каждого листа) и, если надо, подправив верхнюю таблицу ( с параметрами выбранного профиля), где нужен только выпадающий список и в каждой ячейке функция ВПР( ) от Excel.
В архиве файл расчета в Excel 2010(сохранен в формате .xlsx - если надо другой говорите)и аналогичное описание файла в Word (2003), отдельно папка для расчета в Excel 2003 в форматах .xls и .xlm (смотрите в папке примечание в Word).

Обновление 30.05.2013:
1. Убрал опечатку в примечании, которую пропустил, и все таки сделал коэффициент альфа главы 10 СП16.13330.2011 в зависимости от только коэффициента фи или фи_е (до это было в зависимости от общих сжимающих напряжений, т.е от процента использования сечения, потому что показалось странным что не учитываются в СП напряжения при вычисление альфа при расчете из плоскости или при mef>20), чтобы формально не нарушать СП. Но могу вернуть прежний вариант, если надо.
Обновление 30.05.2013:
1. Добавил по просьбе СТО АСЧМ 20-93. Двутавры с параллельными гранями полок (Б), (Ш), (К).
2. А также сделал то что хотел, но забыл, чтобы для неравнополочных двутавров если толщина отгибов равна d=0, то размеры отгибов а1 и а2 принимались в расчетах равными 0, и наоборот , а1 и а2 равны 0, то d=0 (чтобы постоянно все три параметра вручную не обнулять, а только толщину d).
3. Добавил в архив файл расчета в Excel 2003 в форматах .xls и .xlm и примечание в Word (обязательно посмотрите в папке примечание в Word; и нужна проверка открываемости в Excel 2003).
4. Подправил для квадратных труб значение Сх, не интерпалировало для значения Af/Aw=1
Обновление 01.06.2013.
1. Исправил опечатку в примечаниях к гибкости лямбда (почему-то напечатал радиус инерции в квадрате), (к расчетам не имеет никакого отношения, там все нормально было).
Обновление 10.06.2013:
1. Поправил неверное примечание к расчету коэффициента фи_b для тавров и неравнополочных двутавров - забыл удалить часть примечания, которая относилась к определению коэффициента n=I1/(I1+I2), и для тавров равняющегося n=1, и написанная еще до того как СП16.13330.2011 была обнаружена опечатка (она была исправлена еще до выкладывания в Download, а вот примечание забыл удалить), где в числителе стояло не I1, а It, в результате чего получалась полная несуразица с определением фи_b. Из-за этого и была написана часть примечания, где говорилось что тавры будут рассчитываться из предположения что n=1.
После исправления опечатки необходимость в этом примечании для тавров и неравнополочных двутавров отпала.
(к расчетам никакого отношения не имеет, там все отлично было и есть).
Обновление 07.07.2013:
1. Перенес расчет прокатных труб и сварных труб на разные листы по отдельности, чтоб не загромождали.
2. Добавил пояснений к неравнополочным двутаврам для большей ясности.
3. Поправил коэффициент фи для задаваемой круглой трубы - было как для сечения типа b, а надо для типа а. (получалось немного в запас).
Обновление 25.08.2013:
1. Подправил коэффициент сх и су для круглой задаваемой трубы (лист 11) - они считались как для квадратной трубы, где они получали значения в пределах от 1.04 до 1.26, а должны были быть постоянными и равняться всегда 1.26, из-за этого немного в запас получалось.

Буду очень рад комментариям, критике и пожеланиям!

Расчет несущей способности железобетонной колонны

Представленный ниже расчет производился в рамках предпроектного экспертно-диагностического обследования несущих конструкций реконструируемого жилого здания с полным железобетонным каркасом. Цель расчета состояла в проверке несущей способности наиболее нагруженной колонны цокольного этажа на действие проектных нагрузок (ожидаемых после реконструкции здания).

Результаты обследования:

В ходе обследования установлено, что колонны подвала, первого и второго этажей выполнены сборными железобетонными сечением 400х400 мм. Колонны подвала заделаны в сборные ж.б. подколонники типа КН-3 и башмаки БК6-12-9.
По результатам вскрытий установлено, что колонны крайних рядов (по осям «Г», «К») армированы горячекатаными арматурными стержнями ∅22 класса А-III, а колонны среднего ряда (по оси «И») — стержнями ∅40 класса А-III. Фактическая прочность бетона колонн на сжатие по результатам испытаний соответствует классу В25-В55 с расчетным сопротивлением в диапазоне от 148 кгс/см2 до 306 кгс/см2.
Коррозии арматуры, признаков выщелачивания бетона и других дефектов, свидетельствующих о снижении прочности конструкций — в ходе обследования не обнаружено. Общее техническое состояние колонн подвала по внешним признаком оценено, как «работоспособное».

Исходные данные:
Рассчитываемая колонна расположена в осях 15/И.
Длина колонны: l=2,42 м.
Бетон тяжелый кл. В45: Rb=255 кг/см2.
Арматура min кл. A-III: Rs=Rsc=3650 кг/см2.
Площадь сечения рабочей арматуры: As=25,12 см2 (2Ø40).
Расчетные усилия в колонне от действия проектных нагрузок:
—  N=210800 кг — продольная сила;
—  M=180800 кг·см — изгибающий момент.

Рис.1. Расчетная схема колонны и схема армирования

Расчет несущей способности ж.б. колонны в/о 15/И

Расчётная длина колонны: l0 = μ·l = 0,7·2,42 = 1,7 м.
Гибкость колонны квадратного сечения: l0/h = 1,7/0,4 = 4,25.
Т.к. 4<[l0/h]<10, то условная критическую силу определим по формуле:
Окончательно принимаем e0=13,3 мм.
Определяем высоту сжатой зоны бетона:

Т.к. [x=20,67 см] > [ξR·h0=17,69 см], то для элементов из бетона кл.В30 и выше:
Тогда, для бетона кл.В45 и арматуры кл.А-III Ø10-40:
Фактическая прочность сечения колонны составит:

т.е. прочность сечения колонны в/о 15/И на действие проектных нагрузок — обеспечена!

Примеры расчетов стеллажей - НТЦ «АПМ»

Типы стеллажей

В зависимости от назначения стеллажи подразделяются на несколько типов:

  • Палетные стеллажи – это удобная и функциональная конструкция для размещения грузов на поддонах. Палетные стеллажные конструкции могут подразделяться на фронтальные и глубинные. Фронтальные считаются более универсальными и более удобными при работе с быстрооборачиваемой продукцией. Кроме того, фронтальные стеллажи для склада позволяют существенно повысить эффективность использования складских площадей. Глубинные стеллажи рассчитаны на оборот однородных грузов и позволяют максимально загрузить склад.
  • Полочные стеллажи – тип стеллажей, используемый для хранения штучного и ручной обработки на многономенклатурном складе штучной продукции: контейнеров, коробок и пр.
  • Передвижные стеллажи – конструкции, рассчитанные на помещения с ограниченным объемом, требующие организации системы с возможностью классификации ее содержимого. Такие стеллажные системы идеальны для различных архивов и библиотек.
  • Консольные стеллажи применяются для хранения негабаритных длинномерных грузов. Размещаются подобные грузы при помощи специальной техники.
  • Гравитационные стеллажи - специальный тип палетных стеллажей, снабжённый специальными роликовыми дорожками, наклонёнными под небольшим углом к горизонту (3 — 5 градусов) для того, чтобы паллеты под действием силы тяжести скатывались из зоны загрузки в зону разгрузки.
  • Мезонины— оборудование, которое благодаря многоярусной структуре помогает максимально использовать всю площадь склада.

 

Критерии расчета стеллажей

Актуальность расчетов на прочность сейчас ни у кого не вызывает сомнений и этот факт обусловлен потребностями современного рынка. Экономичный подход в использовании материалов при проектировании стеллажных конструкций с одной стороны и обеспечение безопасности и сохранности груза с другой стороны делают необходимыми проведения подобных расчетов.

Расчет стеллажей проводится cучетом следующих критериев:

а) Критерий прочности. При заданных расчетных нагрузках, эквивалентные напряжения, возникающие в элементах конструкции не должны превосходить расчетное сопротивление используемого материала:

σmax≤ [σ];

[σ] = σт /1.05,

где 1,05 – коэффициент надежности по материалу (СП 16.13330.2011, Таблица 3).

б) Критерий жесткости. Максимальные суммарные перемещения в конструкции не должны превосходить допускаемый предел. В п.3.5 ГОСТ 28766-90 сказано, что упругий прогиб ригеля полки от сил тяжести грузов в их нормативном значении не должен превышать 1/200 пролета этого ригеля:

fmax≤ [f].

в) Критерий устойчивости. Устойчивость идеализированной линейно упругой модели каркаса должна быть обеспечена (Куст ≥ 1.3 согласно СП 16.13330.2011, п. 4.3.2 с учетом п. 4.2.5, 4.2.6).

Также при расчете стеллажей необходимо учитывать влияние локальных эффектов, таких как местная потеря устойчивости или локальное смятие элемента конструкции.

 

Методики и подходы к расчету стеллажей

Европейская Федерация Технического Обслуживания (European Maintenance Federation, FEM) в сентябре 1995 г. завершила подготовку нормативного документа, описывающего расчет, испытания и конструкцию металлических складских стеллажей. В нем систематизированы методики расчета стеллажных конструкций и изложены требования к технологическим процессам, касающимся контроля материалов, производства, сборки и установки складских стеллажных систем, конкретизированы условия безопасности и качества, которые в обязательном порядке должны соблюдаться производителями и установщиками. Этот документ – норматив FEM 10.2.02 – все еще имеет характер предварительных рекомендаций, однако большинство европейских стран его уже одобрили и приняли в качестве действующего стандарта, который служит достижению максимального уровня безопасности работы складов.

В свою очередь в России в 1992 г. был принят ГОСТ 28766-90, устанавливающий основы расчета стальных конструкций стационарных стеллажей. Проверку прочности, устойчивости и жесткости элементов стеллажа выполняют по методике СНиП II-23-81 «Нормы проектирования. Стальные конструкции». Нормативные и расчетные нагрузки принимаются в соответствии с СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия».

Расчет по этим нормам должен включать в себя расчет НДС конструкции стеллажа. С одной стороны конструкцию стеллажа можно представить в виде упрощенной стержневой модели и провести расчет средствами «сопротивления материалов». Но для комплексного анализа конструкции, который включает в себя также расчет общей устойчивости, локальных эффектов смятия, потери устойчивости стенки или полки элемента, не обойтись без средств автоматизированного расчета с помощью программного продукта.

APMStructure3D - модуль расчета напряженно-деформированного состояния, устойчивости, собственных и вынужденных колебаний деталей и конструкций с использованием метода конечных элементов. Данный модуль входит в состав системы автоматизированного расчета и проектирования конструкций для промышленного и гражданского строительства APM Civil Engineering. Система позволяет проводить как проверочные расчеты стеллажных конструкций и оценку максимальной несущей способности, так и экспертизы обрушений стеллажей любых типов.

Расчет стеллажей может проводиться в соответствии с российскими нормами (ГОСТ 28766-90, СНиП II-23-81) и в соответствии с европейскими нормами (FEM10.2.02). Но между ними существуют несколько принципиальных отличий, заключающихся в подходах к расчету стеллажей на прочность. Эти отличия описаны ниже.

 

а) Задание нагрузок

Что касается нагрузок, отличия между нормами заключаются в коэффициентах надежности


Как видно из таблицы значения коэффициентов надежности по нагрузкам в евронормах выше, чем значения тех же коэффициентов в российских нормах. Следовательно, расчет по европейским нормам дает меньшие значения коэффициентов запаса прочности и устойчивости конструкции.

 

б)
Эффективная площадь поперечного сечения. Учет локальной потери устойчивости

Существенный интерес представляют собой изгибаемые тонкостенные перфорированные профили, в которых потеря местной устойчивости в полке или в стенке наступает до общей потери устойчивости в наиболее нагруженных элементах. Проверка прочности и устойчивости стоек и балок с подобным сечением производится с использованием геометрических характеристик эффективной площади поперечного сечения (Aeff, Ieff, Weff) рассчитанных без учета сжатых участков пластин, для которых местная устойчивость не обеспечена. При определении эффективных площадей сечения сжатой и растянутой полок балки необходимо также учитывать эффект сдвигового запаздывания.

Учет эффективной площади сечения в российских нормах не предусмотрен. Учесть эффективную площадь сечения можно по еврокоду, однако данная методика представляет собой весьма трудоемкий ручной расчет и для некоторых типов сечений даже невозможна. Одной из альтернатив, позволяющей учесть явление локальной потери устойчивости, является моделирование элементов стоек с помощью пластин и дальнейший анализ устойчивости. Согласно п. 9.2.4 EN15512 открытые тонкостенные профили под действием сжимающей нагрузки подвержены локальной (местной) потери устойчивости, а также потери устойчивости формы поперечного сечения.


в) Расчет прогибов палетной балки

Расчет согласно СНиП II-23-81 проводится для балки с шарнирным опиранием. Коэффициент надежности по нагрузке равен 1,2.

Согласно EN15512/ FEM10.2.02 расчет проводится с учетом полушарнирного опирания (в этом случае задается жесткость соединения балки).

Коэффициент надежности по нагрузке в этом случае равен 1,4.

Расчет палетных балок в соответствии с евронормами показывает более высокие значения коэффициентов запаса прочности и меньшие суммарные перемещения.

 

Экспертиза обрушения - возможные причины

Обрушение стеллажей – явление нередкое. Обычно владельцы складов такие ЧП стараются не афишировать. Причиной обрушения, как правило, является несоблюдение требований по безопасной эксплуатации стеллажного оборудования.

В большинстве случаев обрушения складских стеллажей причиной является неправильная работа операторов напольной техники.

Менее распространенной причиной обрушения является перегруз стеллажа. Здесь существует два варианта, либо перегруз произошел случайно (неправильно указан вес груза, ошибка оператора или диспетчера и т.д.), либо заявленная несущая способность не соответствует фактической. В таких случаях требуется квалифицированная независимая экспертиза, которая позволит выявить причину произошедшего.

Выполняя требования по своевременной идентификации поврежденных элементов стеллажного оборудования и их замены,а такжетребования по контрольной затяжке болтовых соединений, можно уменьшить риск возникновения обрушений. Также особое внимание следует уделять проверке наличия аттестаций стеллажного оборудования во время эксплуатации и наличия протоколов испытаний стеллажной системы (протоколов проверки несущей способности в соответствии с документацией поставщика стеллажной системы).

В последнее время случаи обрушения стеллажей значительно участились. Это связано как просто с существенным увеличением складских мощностей и, как следствие, объемов стеллажного оборудования, так и с устареванием оборудования (в России эксплуатация стеллажей происходит в среднем 3 – 8 лет, как правило, даже без минимального технического обслуживания).

 

Определение причины обрушения стеллажей осуществляется путем проведения экспертизы. Система APM Civil Engineering – инструмент, позволяющий проводить экспертизы подобных обрушений и устанавливать их причины.

Калькулятор для производства стоек для велосипедов

| yojimg.net

Голы

  • Введите радиус изгиба и диаметр трубок стойки (предположим, что все трубки одинаковые)
  • Введите желаемые размеры настила стеллажа (DxW) (TODO: и количество поперечных направляющих)
  • Рассчитайте общее количество необходимых трубок
  • TODO: Если пользователь вводит указанное выше как дробное значение, преобразовать в десятичные значения при размытии поля
  • Ссылка на запись в блоге Алекса о расчетах изгиба труб

Результаты

Общее количество необходимых трубок стойки: 0 дюймов

Инструкции

Примечание: Всегда наклоняйте вправо! Это означает, что длинный конец трубки должен свисать с гибочного станка.Приведенные ниже значения округлены для упрощения измерения.
  1. Колено 1:
    1. Проведите линию 0 дюймов от начала трубки.
    2. Совместите эту отметку с отметкой 0 на гибочном станке.
    3. Согните под углом 90 градусов и отметьте точку 90 на трубе.
    4. Проверьте квадратом, чтобы убедиться, что оно действительно 90, при необходимости подправьте.
  2. Колено 2:
    1. Отметить линию 0 дюймов от последней отметки (начала следующего прямого участка)
    2. Совместите это с отметкой 0 на вашем трубогибе
    3. Убедитесь, что изгибы находятся в одной плоскости (направьте вниз на изгибе, чтобы совместить трубу с изгибаемой формой).
    4. Согните на 90 градусов и отметьте 90
    5. Отметьте 90 с квадратом. Убедитесь, что изгибы находятся в одной плоскости, используя ровную поверхность. При необходимости настройте.
  3. Колено 3:
    1. Отметить линию 0 дюймов от последней отметки (начала следующего прямого участка)
    2. Совместите это с отметкой 0 на вашем трубогибе
    3. Убедитесь, что изгибы находятся в одной плоскости.
    4. Согните на 90 градусов и отметьте 90
    5. Отметьте 90 с квадратом.Убедитесь, что изгибы находятся в одной плоскости. При необходимости настройте.
  4. Колено 4:
    1. Отметить линию 0 дюймов от последней отметки (начала следующего прямого участка)
    2. Совместите это с отметкой 0 на вашем трубогибе
    3. Убедитесь, что изгибы находятся в одной плоскости.
    4. Согните на 90 градусов и отметьте 90
    5. Отметьте 90 с квадратом. Убедитесь, что изгибы находятся в одной плоскости. При необходимости настройте.
  5. Замыкание цикла:
    1. После сгиба 4 отметьте линию 0 дюймов от начала последнего прямого участка.Это должно совпадать с началом вашей стойки.
    2. Отрежьте лишнюю трубку и соедините ее.

Бесплатный калькулятор луча | Калькулятор изгибающего момента, поперечной силы и прогиба

Добро пожаловать в наш бесплатный онлайн-калькулятор диаграмм изгибающего момента и поперечной силы, который может генерировать диаграммы реакций, поперечных сил (SFD) и изгибающих моментов (BMD) консольной балки или просто поддерживаемой балки. Используйте этот калькулятор пролета балки, чтобы определить реакции на опоры, построить диаграмму сдвига и момента для балки и рассчитать прогиб стальной или деревянной балки.Бесплатный онлайн-калькулятор балки для создания реакций, расчета прогиба стальной или деревянной балки, построения диаграмм сдвига и момента балки. Это бесплатная версия нашего полного программного обеспечения SkyCiv Beam. Доступ к нему можно получить из любой из наших Платных учетных записей, которая также включает в себя полное программное обеспечение для структурного анализа.

Используйте интерактивное окно выше, чтобы просмотреть и удалить длину балки, опоры и добавленные нагрузки. Любые внесенные изменения автоматически перерисовывают диаграмму свободного тела для любой балки с опорой или консольной балкой.Калькулятор реакции балки и расчет изгибающего момента будут запущены после нажатия кнопки «Решить» и автоматически сгенерируют диаграммы сдвига и изгибающего момента. Вы также можете щелкнуть отдельные элементы этого калькулятора балки LVL, чтобы редактировать модель.

Калькулятор пролета балки легко рассчитает реакции на опорах. Он может рассчитывать реакции на опорах консольных или простых балок. Это включает в себя расчет реакций для консольной балки, которая имеет реакцию изгибающего момента, а также силы реакции x, y.

Вышеупомянутый калькулятор пролета стальной балки - это универсальный инструмент для проектирования конструкций, используемый для расчета изгибающего момента в алюминиевой, деревянной или стальной балке. Его также можно использовать в качестве калькулятора несущей способности балки, используя его в качестве калькулятора напряжения изгиба или напряжения сдвига. Он способен выдерживать до 2 различных сосредоточенных точечных нагрузок, 2 распределенных нагрузки и 2 момента. Распределенные нагрузки могут быть расположены так, чтобы они были равномерно распределенными нагрузками (UDL), треугольными распределенными нагрузками или трапециевидными распределенными нагрузками.Все нагрузки и моменты могут быть направленными как вверх, так и вниз по величине, что должно учитывать наиболее распространенные ситуации анализа балок. Расчет изгибающего момента и поперечной силы может занять до 10 секунд, и обратите внимание, что вы будете перенаправлены на новую страницу с реакциями, диаграммой поперечной силы и диаграммой изгибающего момента балки.

Одна из самых мощных функций - использование его в качестве калькулятора отклонения балки (или калькулятора смещения балки). Это можно использовать для наблюдения расчетного прогиба балки с опорой или консольной балки.Возможность добавлять формы сечения и материалы делает его полезным в качестве калькулятора деревянных балок или в качестве калькулятора стальных балок для проектирования балок lvl или i. На данный момент эта функция доступна в SkyCiv Beam, который имеет гораздо больше функций для проектирования деревянных, бетонных и стальных балок.

SkyCiv предлагает инженерам широкий спектр программного обеспечения для структурного анализа и проектирования облачных вычислений. Как постоянно развивающаяся технологическая компания, мы стремимся внедрять инновации и улучшать существующие рабочие процессы, чтобы сэкономить время инженеров в их рабочих процессах и проектах.

The Sagulator - WoodBin

Характеристики полки
Материал полки ---- Выберите ---- AfrormosiaAlbarcoAlder, RedAndirobaAngelinAngeliqueAsh, BlackAsh, BlueAsh, GreenAsh, OregonAsh, WhiteAspen, BigtoothAspen, QuakingAvodireAzobeBaldcypressBalsaBanakBasswoodBeech, AmericanBengeBirch, PaperBirch, SweetBirch, YellowBubingaBulletwoodButternutCativoCedar, AlaskaCedar, Atlantic WhiteCedar, Восточная RedcedarCedar, IncenseCedar, Северная WhiteCedar, Порт -OrfordCedar, Western RedcedarCeibaCherry, BlackChatnut, AmericanCottonwood, Balsam PoplarCottonwood, BlackCourbarilCuangareCypress, MexicanDark red merantiDegameDetermaDouglas-fir, CoastDouglas-fir, Interior North, Douglas-firl, Elfi, Evel, NorthD, Внутренний север, Douglas-firl, EEl-rus , Гранд-пихта, благородная пихта, тихоокеанская пихта, субальпийская пихта, белый гонкалоЗеленое сердце, хемлок, шемох восточный, горный хемлок, западный гикори, горький орех, гикори, мокернат, гикори, мускатный орех, гикори, пекан, гикори, колючий гикори, шагбарник, гикори, ракушечник rHoneylocustHuraIpeIrokoJarrahJelutongKaneelhartKapurKarriKempasKeruingLarch, westernLight красный merantiLimbaLocust, BlackMacawoodMagnolia, SouthernMagnolia, CucumbertreeMahogany, AfricanMahogany, trueManbarklakManniMaple, BigleafMaple, BlackMaple, RedMaple, SilverMaple, SugarMarishballiMerbauMersawaMoraOak, BlackOak, BurOak, CherrybarkOak, ChestnutOak, LaurelOak, LiveOak, Северный RedOak, OvercupOak, PinOak, PostOak, ScarletOak, Южный Красный дуб, болотный каштан, дуб, болотный белый, дуб, водяной, дуб, белый, дуб, ива, Obeche, Okoume, opepe, апельсин, овангкол, пара-ангелим, парана-сосна, Peroba de campos, пероба роза, пилон, сосна карибская, сосна восточная, сосна, сосна, сосна, сосна, сосна, сосна, сосна , ЕльСосна, Сахарная сосна, ВирджинияСосна, Западная белая сосна, ОкотСосна, лучистая ПикияПримавераПурпурное сердцеРаминРедвуд, Старовозрастная красное дерево, Молодняк РОБПИЛЛИНА, Палина бразильская, ИндийскаяСандСанта-МарияСапелеСассафра sSepetirShorea, bullau groupSpanish-cedarSpruce, BlackSpruce, EngelmannSpruce, RedSpruce, SitkaSpruce, WhiteSucupiraSweetgumSycamore, AmericanTamarackTeakTupelo, BlackTupelo, WaterWallabaWalnut, BlackWhite merantiWillow, BlackYellow merantiYellow-poplarllombaD-2 ParticleboardD-3 ParticleboardH-1 ParticleboardH-2 ParticleboardH-3 ParticleboardM-1 ParticleboardM-2 ДСП М – 3 ДСП ЛД-1 ДСП ДСП Л Д-2 Меламин (см. Примечание 8) МДФ - ЛДМДФ - МДМДФ - HDOSB (мин.) OSB (макс. Жесткость) Фанера, пихта, плита (мин. Жесткость), вафельная плита (макс. Жесткость) Стекло
Приставка для полки Фиксированный (прикреплен по бокам) Плавающий (не прикреплен)
Нагрузка на полку на фут (305 мм) всего
Единицы нагрузки фунтов кг
Распределение нагрузки Равномерная нагрузка Центральная нагрузка
Пролет полки дюйм см мм
Глубина (спереди назад)
Толщина
[Дополнительно] Кромочная планка (см. Примечание № 10)
Материал NoneSame в shelfAfrormosiaAlbarcoAlder, RedAndirobaAngelinAngeliqueAsh, BlackAsh, BlueAsh, GreenAsh, OregonAsh, WhiteAspen, BigtoothAspen, QuakingAvodireAzobeBaldcypressBalsaBanakBasswoodBeech, AmericanBengeBirch, PaperBirch, SweetBirch, YellowBubingaBulletwoodButternutCativoCedar, AlaskaCedar, Атлантик WhiteCedar, Восточной RedcedarCedar, IncenseCedar, Северная WhiteCedar, Порт-OrfordCedar, Западная RedcedarCeibaCherry, BlackChestnut , Американский хлопок, тополь бальзамический , Субальпийская пихта, белыйГонкалоЗеленое сердцеHackberryHemlock, EasternHemlock, MountainHemlock, WesternHickory, BitternutHickory, MockernutHickory, NutmegHickory, PecanHickory, PignutHickory, ShagbarkHickory, ShellbarkHickory, Wat erHoneylocustHuraIpeIrokoJarrahJelutongKaneelhartKapurKarriKempasKeruingLarch, westernLight красный merantiLimbaLocust, BlackMacawoodMagnolia, SouthernMagnolia, CucumbertreeMahogany, AfricanMahogany, trueManbarklakManniMaple, BigleafMaple, BlackMaple, RedMaple, SilverMaple, SugarMarishballiMerbauMersawaMoraOak, BlackOak, BurOak, CherrybarkOak, ChestnutOak, LaurelOak, LiveOak, Северный RedOak, OvercupOak, PinOak, PostOak, ScarletOak, Южный Красный дуб, болотный каштан, дуб болотный, дуб водяной, дуб белый, дуб ивы, дуб ObecheOkoumeOpepeOvangkolPara-angelimParana-pinePeroba de camposPeroba rosaPilonсосна, карибская сосна, восточная белая сосна, красная сосна, голубая сосна, голубая сосна, сосна длиннополая, сосна Сахарососна, ВирджинияСосна, Западная белаяСосна, Окотососна, Лучистая ПикияПримавераПурпурное СердцеРамин Редвуд, Старовозрастная Красина, Молодняк, Ризвуд, Бразильская палина, ИндийскийСандСанта-МарияСапелеСассафрасСепетирШорея, бул. Lau groupSpanish-cedarSpruce, BlackSpruce, EngelmannSpruce, RedSpruce, SitkaSpruce, WhiteSucupiraSweetgumSycamore, AmericanTamarackTeakTupelo, BlackTupelo, WaterWallabaWalnut, BlackWhite merantiWillow, BlackYellow merantiYellow-poplarllombaD-2 ParticleboardD-3 ParticleboardH-1 ParticleboardH-2 ParticleboardH-3 ParticleboardM-1 ParticleboardM-2 ParticleboardM- 3 ДСП Меламин (см. Примечание 8) МДФ - ЛДМДФ - МДМДФ - HDOSB (мин. Жесткость.) OSB (макс. Жесткость) Фанера, пихта, плита (мин. Жесткость), вафельная плита (макс. Жесткость) Стекло
Ширина (вертикальная плоскость)
Толщина
Целевой прогиб: 0,02 дюйма на фут (1,7 мм на м) или менее

Стальные расширительные петли для труб

Расширительные петли - это распространенный способ компенсации температурного расширения и сжатия в стальных трубах.Расширительные петли могут быть изготовлены из стандартных труб и колен.

150
Приблизительная способность расширения (мм)
Номинальный размер трубы
(мм)
Ширина расширительной петли - w - 1,0 1,5 2,0 2,5
25 35 130
321
321
321
40 20 70 150
50 65 125 200 200 200 200
220
80 40 75 125 190
100 35 65 115 150
Калькулятор
Метрические единицы

Этот калькулятор можно использовать для расчета необходимой ширины и высоты компенсатора расширения U-образных изгибов.

S - Длина расширяющейся трубы (м)

Коэффициент расширения (10 -6 м / м o C)

Начальная температура ( o C)

Конечная температура ( o C)

Наружный диаметр трубы (мм)

Британские единицы

S - Длина расширяющейся трубы (футы)

Коэффициент расширения (10 -6 дюймов / дюйм o F)

Начальная температура ( o F)

Конечная температура ( o F)

Внешний диаметр трубы (дюймы)

  • Сделайте ярлык для этого калькулятора на своем Домашний экран?

Калькулятор компенсатора расширения Z-образных изгибов

Метрические единицы

Этот калькулятор можно использовать для расчета необходимого смещения в компенсаторе расширения Z-образных изгибов.

S - Длина расширяющейся трубы (м)

Коэффициент расширения (10 -6 м / м o C)

Начальная температура ( o C)

Конечная температура ( o C)

Наружный диаметр трубы (мм)

Британские единицы

S - Длина расширяющейся трубы (футы)

Коэффициент расширения (10 -6 дюймов / дюйм o F)

Начальная температура ( o F)

Конечная температура ( o F)

Внешний диаметр трубы (дюймы)

Калькулятор компенсации расширения L-образных изгибов

Метрические единицы

Этот калькулятор можно использовать для расчета необходимого смещения в компенсаторе расширения Z-образных изгибов.

S max - Длина самой длинной расширяющейся стойки (м)

Коэффициент расширения (10 -6 м / м o C)

Начальная температура ( o C)

Конечная температура ( o C)

Наружный диаметр трубы (мм)

Имперские единицы

Этот калькулятор можно использовать для расчета требуемого смещения в компенсаторе расширения Z-образных изгибов.

S max - Длина самой длинной расширяющейся стойки (футы)

Коэффициент расширения (10 -6 дюймов / дюйм o F)

Начальная температура ( o F)

Конечная температура ( o F)

Наружный диаметр трубы (дюйм)

»Расчет предела текучести и предела прочности

В большинстве случаев прочность данного материала, используемого для изготовления крепежной детали, имеет требования к прочности или параметры, описываемые в фунтах на квадратный дюйм (psi) или в тысячах фунтов на квадратный дюйм (ksi).Это полезно при анализе того, какой сорт материала следует использовать для конкретного применения, но это не говорит нам о фактической прочности материала этого диаметра. Чтобы рассчитать фактические значения прочности для заданного диаметра, вы должны использовать следующие формулы:

Примечание: приведенные ниже формулы не зависят от отделки застежки.

Предел текучести

Возьмите минимальный предел текучести в фунтах на квадратный дюйм для класса ASTM (см. Нашу таблицу требований к прочности для этого значения), умноженный на площадь напряжения определенного диаметра (см. Нашу таблицу шага резьбы).Эта формула даст вам максимальный предел текучести для данного размера и марки болта.

Пример: Каков предел текучести стержня F1554 Grade 36 диаметром 3/4 дюйма?


Это минимальное требование для F1554 класса 36. Другими словами, анкерный стержень F1554 класса 36 диаметром 3/4 дюйма будет способен выдерживать силу в 12 024 фунта-силы (фунт-сила) без деформации.

Предел прочности на разрыв

Возьмите минимальную прочность на разрыв в фунтах на квадратный дюйм для класса ASTM, умноженную на площадь напряжения диаметра.Эта формула даст вам предельную прочность на разрыв для данного размера и марки болта.

Пример: Каков предел прочности на разрыв у стержня F1554 Grade 36 диаметром 3/4 дюйма?


Это минимальное требование для класса 36 F1554. Другими словами, анкерный стержень F1554 класса 36 диаметром 3/4 дюйма сможет выдерживать силу 19 372 фунта-силы (фунт-сила) без разрушения.

Прочность на сдвиг

Сначала найдите предел прочности при растяжении, используя формулу выше.Возьмите это значение и умножьте на 60% (0,60). Важно понимать, что это приблизительное значение. В отличие от пределов прочности и текучести, не существует опубликованных значений прочности на сдвиг или требований к спецификациям ASTM. Институт промышленных креплений (Дюймовые стандарты крепежа, 7-е изд. 2003 г. B-8) утверждает, что прочность на сдвиг составляет примерно 60% от минимальной прочности на растяжение. Для получения дополнительной информации, пожалуйста, ознакомьтесь с нашими часто задаваемыми вопросами по вопросам прочности болтов на сдвиг.

Написано , г.

01.12.2017

Программное обеспечение Bend-Tech | Воплотите в жизнь свою конструкцию трубок и труб

Будет ли Bend-Tech работать на моем компьютере?

Системные требования можно найти на странице каждого программного обеспечения.

Содержит ли SE и Dragon CAD функции сборки PRO?

Да. 100% функций PRO включено в SE и Dragon CAD.

Трудно ли пользоваться продуктами Bend-Tech?

Нет, мы очень много работали, чтобы продукты Bend-Tech были простыми в использовании. В большинстве случаев 30 минут дадут вам хорошее представление о программном обеспечении и пару дополнительных часов на проектирование сборки.Очень большой процент наших клиентов никогда раньше не использовал системы CAD, и мы очень много работаем, чтобы каждый чувствовал себя комфортно и уверенно с нашими продуктами.

Bend-Tech работает с миллиметрами?

Да. Все продукты Bend-Tech работают с миллиметрами и дюймами. SE и Dragon CAD - единственные продукты в линейке, которые позволяют конвертировать единицы измерения.

Сколько стоят обновления?

Есть 2 различных типа улучшений.

1. Выполните обновление до другого продукта, т. Е. С PRO до SE. Стоимость снижена от их прейскурантной цены плюс номинальная стоимость доставки.

2. Выпуск обновления, то есть ... PRO 3x на PRO 7x. Релизы происходят примерно каждые 18 месяцев. Стоимость обновления будет вычтена из их прейскурантной цены.

Работает ли Bend-Tech на компьютере MAC?

Он не работает изначально, однако в большинстве случаев он отлично работает с параллельными компьютерами Windows или эмуляторами на MAC.

Работает ли Bend-Tech с трубками квадратной или другой формы?

Да. Bend-Tech PRO, SE и IND могут работать с круглыми, квадратными и прямоугольными трубками. Однако калибровочные расчеты и формулы будут работать для материалов любой формы, включая листы и пластины.

Подойдет ли Bend-Tech для моего гибочного станка?

Да. Независимо от того, какой у вас стиль гибочного станка, включая руководство для полностью ЧПУ, Bend-Tech сможет справиться со всем, что вам нужно.

Могу ли я загрузить Bend-Tech, чтобы начать пользоваться?

После того, как вы разместите у нас заказ, мы отправим вам ссылку для загрузки на вашу электронную почту (может потребоваться до 1–3 рабочих часов, прежде чем появится электронное письмо для загрузки). Мы по-прежнему отправим вам компакт-диск в качестве вашей будущей резервной копии, поскольку срок действия ссылки для скачивания истечет через 48 часов.

Кто поддерживает Bend-Tech?

Мы делаем. Мы являемся разработчиками и службами поддержки продуктов Bend-Tech.

Нужна ли мне система CAD для использования Bend-Tech?

Нет. Bend-Tech - это отдельная программа.

Может ли Bend-Tech преобразовать данные LRA в XYZ?

Да. SE и Dragon CAD имеют преобразование LRA в XYZ. На самом деле любая деталь, созданная в программном обеспечении, может быть выведена как данные XYZ.

У вас есть к нам еще вопросы? У нас есть полный штат преданных своему делу сотрудников по продажам, которые помогут ответить на любые ваши вопросы:
  • Телефон: 651-257-8715
  • Электронная почта: sales @ bend-tech.com

Определение наиболее важных факторов и сравнение методов расчета жесткости

Abstract

Стальные стеллажи для поддонов (SPR) соединения балок с колоннами (BCC) в значительной степени ответственны за предотвращение раскачивания рам в направлении вниз по проходу. Общая геометрия концевых соединителей балок, коммерчески используемых в SPR BCC, отличается и не позволяет применять обобщенный аналитический подход для всех типов концевых соединителей балок; однако определение влияния конфигурации, профиля и размеров компонентов соединения может быть подходящим подходом для инженеров-практиков, чтобы предсказать обобщенное поведение любого SPR BCC.В этой статье описывается экспериментальное поведение SPR BCC, испытанных с использованием испытательной установки с двойным кантилевером. Восемь наборов образцов были определены на основе изменения толщины колонны, глубины балки и количества выступов в концевом соединителе балки, чтобы исследовать наиболее влиятельные факторы, влияющие на характеристики соединения. Для каждого набора повторно выполнялись четыре теста, чтобы добиться единообразия результатов, в результате чего общее количество тестов достигло тридцати двух. Были исследованы поведение момента-вращения (M-θ), зависимость нагрузки от деформации, основные виды отказов и влияние выбранных параметров на характеристики соединения.Сравнительное исследование для расчета жесткости соединения было проведено с использованием метода начальной жесткости, метода наклона к моменту на половину конечного момента и метода равных площадей. Чтобы найти более подходящий метод, была рассчитана средняя жесткость всех испытанных соединений и разброс значений средней жесткости по всем трем методам. Расчет жесткости соединения с помощью метода начальной жесткости считается завышенным по сравнению с двумя другими методами.Метод равных площадей обеспечил более согласованные значения жесткости и наименьшую дисперсию в наборе данных по сравнению с двумя другими методами.

Образец цитирования: Shah SNR, Sulong NHR, Shariati M, Jumaat MZ (2015) Соединения стальных стоек: определение наиболее важных факторов и сравнение методов расчета жесткости. PLoS ONE 10 (10): e0139422. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0139422

Редактор: Чжи-Синь Тан, Китайский медицинский университет, ТАЙВАНЬ

Поступила: 19 июня 2015 г .; Одобрена: 14 сентября 2015 г .; Опубликован: 9 октября 2015 г.

Авторские права: © 2015 Shah et al.Это статья в открытом доступе, распространяемая в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution License, которая разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии указания автора и источника.

Доступность данных: Все соответствующие данные находятся в пределах бумага.

Финансирование: Это исследование было поддержано Исследовательским центром более высокого воздействия Малайского университета (UM.C / HIR / MOHE / ENG / 57) и грантом ГЧП (проект № PG055 / 2013B). Финансирующие организации не играли никакой роли в дизайне исследования, сборе и анализе данных, принятии решения о публикации или подготовке рукописи.

Конкурирующие интересы: Авторы заявили об отсутствии конкурирующих интересов.

Введение

В течение последних нескольких десятилетий рост числа промышленных складов и супермаркетов по всему миру значительно повысил важность конструкций, которые могли бы решить проблемы с вместимостью и транспортировкой товаров в складских зданиях. Стеллажи для поддонов (SPR) считаются идеальным решением для хранения и обеспечивают достаточное и легкодоступное хранилище, когда доступно меньше места по сравнению с большим объемом предметов для хранения.Эти трехмерные конструкции обеспечивают прямой и легкий доступ ко всем хранящимся предметам, они легко разбираются и могут быть снова собраны.

Эффективное использование SPR требует гибкости материала, из которого изготовлены эти стойки. Таким образом, холоднокатаная сталь предпочтительна для изготовления этих специфических конструкций, чтобы позволить удобную регулировку и повторную сборку элементов стойки по требованию и из-за ее хорошего отношения прочности к весу [1]. Однако AS4084 [2] разрешает использование горячекатаной стали для производства, когда стеллаж должен выдерживать большие нагрузки.

Типичный SPR состоит из нескольких конструктивных элементов. Обычно колонны, используемые в стеллажных конструкциях, изготавливаются из стали холодной штамповки; однако в некоторых случаях используются более традиционные горячекатаные профили, а также полые трубчатые профили. Толщина этих колонн обычно составляет от 1,5 мм до 3 мм, что сравнительно незначительно по сравнению с достаточно большой высотой колонны. Из-за высокой гибкости и перфорации, предусмотренных в колонне, критические упругие изгибные и изгибно-крутильные (общие) нагрузки продольного изгиба меньше, чем у той же колонны без отверстий [3, 4].Кроме того, может возникать местное продольное изгибание, когда в этом сечении происходит только изгиб пластины без поперечной деформации всей колонны, или деформационный изгиб, когда форма поперечного сечения изменяется по длине элемента без поперечной деформации.

Балки, используемые в этих стеллажах, обычно представляют собой коробчатые, шляпные или швеллерные секции с достаточной способностью к изгибу. В поперечном направлении предусмотрены диагональные связи. Болтовые соединения между поперечными распорками и колоннами обычно используются в Австралии и Европе, тогда как производители в США обычно используют сварные соединения.Другими компонентами являются соединения балок с колоннами (BCC) и базовое соединение, которые в значительной степени ответственны за стабильность и общую производительность конструкций стеллажа из-за отсутствия распорок в нижнем направлении, что позволяет потребителю быстро и разблокирован доступ к хранящимся товарам.

BCC в SPR в основном устанавливается с помощью концевых соединителей, изготовленных из горячекатаной легированной стали. Важной частью концевого соединителя балки является «язычок», который служит соединением между балкой и колонной.Концевые соединители балки входят в перфорацию колонны с помощью предохранительного замка, который обеспечивает правильное соединение концевого соединителя с колонной. Соединитель должен обладать достаточной прочностью, чтобы избежать выхода этой части из строя. Концевые соединители балок плотно прикреплены к колоннам через их выступы. Это явление может привести к некоторому начальному ослаблению соединения, которое увеличивает изгибающий момент, аналогичный изгибающим моментам, вызванным поперечными нагрузками. Это увеличивает эффект раскачивания и усилие сдвига на прочность всей конструкции.

SPR BCC требует тщательного проектирования, в основном из-за неправильной конструкции и индивидуально изменяемого поведения крюкового соединения, используемого производителями стоек. Кроме того, некоторая неплотность и относительно небольшая жесткость при вращении по сравнению с обычными соединениями в стальных зданиях являются некоторыми дополнительными факторами, которые требуют точной оценки поведения соединения для целей проектирования. Традиционно считается, что BCC в строительных конструкциях удовлетворяют условиям либо шарнира, либо фиксированного торца.SPR BCC рассматриваются как полужесткие соединения, и структурный анализ выполняется с использованием модели полунепрерывной рамы качения [1].

Специфические характеристики SPR BCC были оценены несколькими исследователями посредством экспериментальных и численных исследований. Markazi et al. [5] представили широкую классификацию коммерчески доступных концевых соединителей балки и выполнили экспериментальные исследования SPR BCC для определения факторов, влияющих на характеристики концевых соединителей балки, с помощью метода консольных испытаний.Были протестированы несколько продуктов. Размер элементов, прикрепленных к соединителю, в частности колонны, калибр концевого соединителя балки и колонны, а также метод сварки концевого соединителя балки и балки сильно повлияли на характеристики соединения. Компонент вращения колонки не рассматривался в исследовании Markazi et al. [5]. Бернуцци и Кастильони [6] определили влияние циклической нагрузки на соединение и то, как она влияет на общую производительность стойки.Козловский и Сленчка [7] провели экспериментальные и теоретические исследования соединений стеллажей для поддонов и предложили компонентную модель. Экспериментальные результаты были удовлетворительно подтверждены компонентной моделью. Aguirre [8] изучал характеристики SPR BCC как при статических, так и при динамических нагрузках. Результаты показали, что нарушение соединения произошло из-за деформации крюков в концевом соединителе балки. Баджориа и Таликоти [9] протестировали SPR BCC, используя как кантилевер, так и методы тестирования с двумя кантилеверами.По сравнению с результатами полнокадровых испытаний, тест с двумя кантилеверами показал лучшие результаты, чем простой тест с кантилеверами. Филиатро и др. [10] проверили вращательную жесткость и сейсмический отклик различных типов соединителей при низких вибрациях. Прабха и др. [11] определили влияние влияющих параметров на производительность SPR BCC. Толщина колонны, глубина балки и количество выступов в концевом соединителе балки сильно повлияли на характеристики соединения. Zhao et al.[12] исследовали производительность BCC стеллажа для хранения при изгибе. Были использованы различные конструктивные детали, и обсуждалось соответствие результатов формулам, приведенным в соответствующих стандартах.

Это исследование пытается оценить улучшение характеристик SPR BCC при статической нагрузке путем изменения наиболее важных параметров. Тридцать два варианта эксперимента были проведены на соединениях стеллажа для поддонов путем изменения глубины балки, толщины колонны и количества выступов в концевом соединителе балки.Эксперименты проводились методом двойного кантилевера. Были изучены основные виды отказов и поведение соединения как момент-вращение (M-θ), так и нагрузка-деформация, и было оценено влияние параметров на общие характеристики соединения. Было проведено сравнительное исследование для расчета жесткости соединения с использованием трех различных методов, таких как метод начальной жесткости, метод наклона к моменту с половиной конечного момента и метод равных площадей.

Экспериментальные исследования

Свойства материала

Для колонн и балок использовались стальные холодногнутые профили.Концевые соединители балок изготавливались из горячекатаной стали. Свойства материалов элементов и концевых соединителей балок были получены с использованием испытательного образца на растяжение и приведены в таблице 1.

Детали образца

Всего было проведено 32 испытания, состоящих из четырех испытаний каждого набора образцов, которые различались по двум разным толщинам колонн, четырем разным глубинам балки и четырем или пяти выступам в концевом соединителе балки. Образцы колонн различались по толщине.Столбец «А» имел толщину 2,0 мм, а столбец «В» - 2,6 мм. Высота колонки поддерживалась постоянной на протяжении всего исследования и ограничивалась 500 мм. Поперечное сечение колонны показано на рис. 1. Подробные сведения о размерах и характеристиках сечения колонн приведены в таблице 2.

Для экспериментальных испытаний использовались прямоугольные балки

с четырьмя различными значениями глубины, а именно B1, B2, B3 и B4. Балки B1 и B2 имели концевой соединитель с четырьмя выступами, а для B3 и B4 соединитель имел пять выступов.Поперечное сечение коробчатой ​​балки представлено на рис. 2. Размеры и характеристики сечения секций балки приведены в таблице 3. Все размеры образцов являются измеренными величинами.

Геометрия концевых соединителей балки отличалась количеством выступов в концевом соединителе балки. У соединителя «A» четыре выступа, а у соединителя «B» пять выступов. Поперечное сечение концевого соединителя балки показано на рис. 3.

Для более четкого представления групп исследуемых образцов, каждой серии экспериментов был присвоен конкретный идентификатор образца, который указан в таблице 4 вместе с количеством тестов, проведенных с каждой партией образцов.Например, в образце с идентификатором '2.0UT-92BD-4T', 2.0UT представляет толщину колонны как 2,0 мм, 92 BD представляет глубину балки как 92 мм, а 4T представляет количество выступов в концевом соединителе балки. , что составляет четыре.

Выбор метода испытаний

Для исследования поведения концевого соединителя балки Институт производителей стоек (RMI) [13] предлагает альтернативные методы тестирования. Этими методами являются «метод тестирования рамы портала» и «метод тестирования консоли».Однако Европейский комитет по стандартизации (EN 15512) [14] предлагает только метод тестирования кантилевера.

Испытание кантилевера можно расширить, прикрепив еще одну балку к другой стороне колонны, что, соответственно, называется методом испытания с двумя кантилеверами. Хотя этот метод тестирования еще не описан ни в одном из стандартов, однако в литературе доказано, что по сравнению с полномасштабным тестированием стойки, тест с двумя консолями предсказывает поведение соединения более эффективно, чем метод тестирования консолей [9].

Схема испытаний

В этом исследовании для прогнозирования поведения M-θ соединения был принят метод испытания с двумя консолями. Первоначально колонна была размещена и выровнена под приводом. Две балки были соединены в центре колонны как с левой, так и с правой стороны. Боковое перемещение балок ограничивалось их ограничением с помощью двух полых прямоугольных секций, приваренных к угловым секциям и прикрепленных болтами к прочному перекрытию. Несвязанные концы балок поддерживались роликовыми опорами с левой и правой сторон.Эффективное расстояние между роликовыми опорами 2 м. Выступы концевых соединителей балки были обратно зацеплены в перфорационных отверстиях колонны. Стопорный штифт использовался, чтобы избежать любого изменения положения колонки или соединителя из-за случайного подъема. Первоначально была приложена небольшая предварительная нагрузка и установлены приборы для измерения смещения. Когда язычок неправильно зацеплен с колонной, может произойти большее начальное вращение соединения; следовательно, требуется приложить начальную нагрузку, чтобы убедиться, что концевой соединитель балки должным образом входит в зацепление с колонной.В отличие от традиционных испытательных установок, где балка передает нагрузку на подключенную колонну, нагрузка была приложена к верхней части колонны с помощью метода управления перемещением. Нагрузка прикладывалась с помощью гидравлического привода 50 кН, управляемого компьютером со скоростью 3 мм / мин, до разрыва соединения. Нагрузка была приложена к верхней части колонны, что вызвало сжатие в верхней части концевого соединителя балки и растяжение в нижней части.

Для получения набора информации о поведении соединения во всем диапазоне приложенной нагрузки, помимо нагрузки, в тестах были выполнены три различных типа измерений.Показания деформации были сделаны для контроля текучести стали, смещения были измерены для определения поведения нагрузки-прогиба, а измерения вращения были выполнены для получения характеристик M-θ. Два цифровых инклинометра были размещены на верхних фланцах балок с каждой стороны на расстоянии 50 мм от лицевой стороны колонны для непосредственной регистрации поворота балок в градусах. Также были установлены измерения прогиба с использованием линейных переменных дифференциальных преобразователей (LVDT) с диапазоном измерения от 50 до 200 мм.Чтобы измерить любой прогиб балок из-за приложенной нагрузки, два LVDT были установлены на расстоянии L / 4 от центра опоры ролика, на балках с каждой стороны. Один LVDT был помещен внизу колонны для наблюдения за центральным прогибом. Для испытаний с балками B1 и B2 были приклеены три тензодатчика. Один тензодатчик (S1) был вставлен в стенку колонны рядом с верхней поверхностью концевого соединителя балки для оценки деформации растяжения. Два других тензодатчика (S3 и S4) были приклеены к нижнему пазу концевого соединителя балки в области растяжения.Для балок В3 и В4 были установлены четыре тензодатчика. Три датчика деформации были вставлены в том же положении, что и для B1 и B2, в то время как дополнительный датчик деформации (S2) был установлен в нижней части стенки колонны рядом с нижней поверхностью концевого соединителя балки. Расстояние между тензодатчиками S1 и S2 было равно глубине концевого соединителя балки, используемого для испытаний. Показания тензодатчиков и LVDT записывались в компьютерную систему через регистратор данных. Принципиальная схема испытательной установки и расположение контрольно-измерительных приборов представлены на рис.4.

Результаты и обсуждение

Поведение в момент вращения (M-θ)

Момент рассчитывался по следующей формуле: (1)

L - длина между опорами, w / 2 - полуширина колонны; поскольку изгибающий момент должен быть рассчитан в концевом соединителе балки, полуширина колонны вычитается из L / 2.

Всего было протестировано восемь комплектов образцов. Средние кривые M-θ для каждого набора образцов представлены на рисунке 5.Для более ясного представления кривые разделены на рис. 5 (A) и 5 ​​(B) в зависимости от разницы в толщине столбцов.

Рис. 5. Графики среднего значения M-θ для каждого набора образцов.

Графики M-θ для образцов со столбцом A, (b) Графики M-θ для образцов со столбцом B. В отличие от идеализированного графика соединений, эти кривые показывают нелинейное поведение от начальной точки. Основные причины этого общего нелинейного поведения связаны с относительным проскальзыванием между колонной и концевым соединителем балки, податливостью выступов или некоторых точек на концевом соединителе или стенках перфорации колонны из-за локальной концентрации напряжений, и геометрическая нелинейность.Средние результаты экспериментальных испытаний приведены в таблице 5.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0139422.g005

Зависимость нагрузки от деформации

Была измерена нагрузка-деформация на основе приложенной нагрузки к колонне и деформации, зарегистрированной тензодатчиками. В большинстве испытаний тензодатчики, приклеенные к колонне, показали, что при полном выходе из строя соединения колонна испытывала более высокие напряжения вблизи зоны растяжения концевого соединителя балки.Расположение S3 и S4 показало, что в большинстве испытаний сварное соединение балки и концевого соединителя балки способствовало неравномерному распределению усилий в относительно неглубоких балках. В то время как образцы с большей глубиной пучка имели сравнительно равномерное распределение силы. Поведение образцов с одинаковой толщиной колонны и количеством выступов в концевом соединителе балки, но разной глубиной балки показало, что отношение глубины балки к глубине концевого соединителя балки в балках с меньшей глубиной было больше, что означает, что оба верхний и нижний выступы расположены ближе к верхней и нижней полке балки соответственно.На самом деле силы в выступах не передавались равномерно на балку, а передавались в основном на части полки и внешнюю стенку ближе к выступу. Было обнаружено, что эффект этого эксцентриситета оказывает значительное влияние на образцы с меньшим соотношением между глубиной луча и глубиной соединителя.

Режимы отказа

В этом исследовании, в совокупности, среди всех экспериментов, наблюдались три режима отказа: (i) разрыв материала колонны, (ii) податливость концевого соединителя балки и (iii) разрыв или податливость вкладок.В большинстве образцов сразу после приложения нагрузки была замечена небольшая начальная слабость концевых соединителей балки из-за отсутствия болтов или сварных швов в соединении, что вызвало боковую деформацию в образцах. По мере продолжения нагружения зазор между поверхностью соединителя и фланцем колонны в зоне сжатия был закрыт, и пространство между зоной растяжения концевого соединителя балки и фланцем колонны пропорционально увеличивалось.

В образцах 2.0UT-92BD-4T и 2.0UT-110BD-4T (относительно неглубокие балки и тонкая колонна), преобладающим режимом отказа был отказ вкладышей. Первоначально верхние выступы с обеих сторон в зоне сжатия (соединенные с первым пазом колонны, обеспечивающей соединение) первоначально пытались разорвать пазы стенки колонны, вызывая падение нагрузки. Однако произошел полный разрыв верхнего выступа с обеих сторон до того, как они исказили стенку колонны. Соединение смогло выдержать нагрузку даже после полного разрыва верхних язычков.По мере того, как нагрузка продолжалась, два нижних выступа в зоне растяжения прорезали прорези колонны и вышли, разорвав фланец колонны, и наблюдалось значительное падение нагрузки. На этом этапе рассматривался сбой подключения. Два нижних выступа не были полностью разорваны, однако заметная деформация наблюдалась. При выходе из строя концевой соединитель балки заметно перекосился. Это явление разрушения было другим в случае образцов 2.0УТ-125БД-5Т и 2.0УТ-150БД-5Т. Полного разрыва верхних язычков не наблюдалось.Выступы в зоне растяжения не деформировались, как вкладки в образцах с относительно неглубокими балками. Однако в этом случае также наблюдался разрыв фланца колонны нижними выступами с обеих сторон.

При испытаниях, проведенных на образцах 2.6УТ-92БД-4Т и 2.6УТ-110БД-4Т, отказ начался из-за выхода из строя язычков как в зонах сжатия, так и растяжения. Увеличение толщины колонны устранило полный разрыв верхних выступов, однако деформация нижних выступов и концевого соединителя балки была аналогична образцам 2.0УТ-92БД-4Т и 2.0УТ-110БД-4Т. Два выступа в зоне растяжения вышли из-за разрыва фланца колонны. По сравнению с образцами 2.0УТ-92БД-4Т и 2.0УТ-110БД-4Т заметной разницей была повышенная разрушающая нагрузка, которую можно отнести к увеличенной толщине колонны. Деформация фланца колонны была незначительной в случае образцов 2.6УТ-125БД-5Т и 2.6УТ-150БД-5Т. Последние выступы на стороне натяжения первоначально отсоединились и, наконец, полностью вышли из пазов колонны. Деформация концевого соединителя балки также не была аналогична образцам с четырьмя язычками соединителя.Никакого разрушения пучка не наблюдалось ни в одном образце. Было замечено, что увеличение толщины колонны привело к тому, что выступы на концевом соединителе балки испытывали большую деформацию из-за момента в плоскости.

Были разные типы сбоев среди всех подключений. Здесь показаны только максимальные деформации, наблюдаемые в ходе экспериментов. На рис. 6 (A) и 6 (B) показаны соединения после сбоя, вид спереди и сзади, соответственно. Деформация столбцов A и B показана на рис. 7 (A) и 7 (B) соответственно.Деформация балки соединителя показана на рис. 8. Деформация выступов в разъемах A и B показана на рис. 9 (A) и 9 (B) соответственно.

Расчет жесткости

Для проектирования конструкции стойки важны характеристики концевого соединителя балки, поэтому методы расчета требуют точной оценки жесткости и прочности концевого соединителя балки. Критерии для расчета жесткости SPR BCC различны в действующих нормах проектирования.Для целей линейного анализа в спецификации RMI [13] предлагается рассчитывать жесткость как наклон линии, проходящей через начало координат, и точку на кривой M-θ при 85% максимального момента. Стандарт EN 15512 [14] предполагает, что жесткость соединителя при вращении должна быть получена как наклон линии, проходящей через начало координат, которая изолирует равные площади между ним и экспериментальной кривой, ниже расчетного момента, скорректированного с учетом текучести и толщины. Кроме того, используются различные методы для измерения жесткости концевого соединителя балки.В этом исследовании сравниваются три различные методики, доступные в литературе [15], для расчета жесткости соединения. Эти методы представляют собой методы начальной жесткости, наклона к моменту до половины конечного момента и методы равных площадей, которые можно использовать для расчета жесткости соединения любого SPR BCC.

Метод начальной жесткости.

В этом методе наклон начальной прямой кривой графика M-θ измеряется путем наложения прямой линии наилучшего соответствия. Однако этот метод может привести к чрезмерно оптимистичным значениям, если характеристика не является линейной для значительной части диапазона.

Метод наклона к полуоконечному моменту.

Метод наклона к полуопределу предполагает, что жесткость следует рассчитывать, взяв наклон линии, проходящей через начало координат, и точку, в которой достигается половина предельного момента. Это избавляет от необходимости оценивать наклон путем подгонки прямой линии к кривой.

Метод равных площадей.

Этот метод представляет истинную кривую с помощью идеализированной характеристики, состоящей из двух прямых линий, расположенных так, чтобы работа, выполняемая до отказа в идеализированном случае, была такой же, как и в реальном случае.Вращательная жесткость принимается как наклон линии, проходящей через начало координат, которая изолирует равные участки между ней и экспериментальной кривой ниже расчетного момента.

Сравнение методов расчета жесткости соединения.

Жесткость испытанных образцов была оценена с использованием метода начальной жесткости, метода наклона к полуопределу и метода равных площадей и приведена в таблице 6. Средняя жесткость всех четырех образцов в каждом наборе и дисперсия в наборе. данные были рассчитаны для прогнозирования надежности всех трех методов, сравниваемых в этом исследовании.Небольшая дисперсия указывает на то, что точки данных имеют тенденцию быть очень близкими к среднему (ожидаемому значению) и, следовательно, друг к другу, в то время как высокая дисперсия указывает на то, что точки данных сильно разнесены вокруг среднего значения и друг от друга.

Таблица 6 показывает, что жесткость соединения всегда увеличивается за счет увеличения толщины колонны и количества выступов в соединительных элементах балки для одного конкретного типа колонны.

Анализ значений жесткости, полученных с помощью трех методов, показывает, что метод начальной жесткости постоянно дает завышенное значение жесткости.Метод наклона к моменту половинного конечного момента показал большие различия в жесткости между образцами одного и того же размера в данном наборе образцов. По сравнению с методами начальной жесткости и наклона до полуопредельного момента; Метод равных площадей показал более постоянные значения жесткости среди образцов в каждом идентифицированном наборе. Более того; основанный на самой низкой дисперсии в заданной совокупности по сравнению с двумя другими методами, метод равных площадей обеспечил относительно точную жесткость тестируемых соединений.

Влияние параметров на производительность соединения

В этом разделе представлено влияние различных параметров на прочность и жесткость испытуемых соединений. Эталонная жесткость - это жесткость, полученная методом равных площадей.

Влияние переменной глубины балки при постоянной толщине колонны и выступов в соединителе.

Скорость увеличения моментной способности соединения за счет изменения глубины балок при одинаковом количестве выступов в концевых соединителях балки не сильно различалась для обоих 2.Столбцы толщиной 0 мм и 2,6 мм. В случае соединителя A для постоянной толщины колонны 2,0 мм изменение глубины балки с 92 мм показало увеличение момента нагрузки на 6% для глубины 110 мм. Однако жесткость была увеличена на 11%, как показано на рис. 10. Скорость процентного увеличения момента и жесткости была почти одинаковой для колонны B. Изменение глубины балки с 92 мм до 110 мм для постоянной толщины колонны 2,6 мм, что привело к увеличению моментной нагрузки и жесткости соединения на 6% и 16% соответственно.

В случае соединителя B, поддерживая постоянную толщину колонны на уровне 2,0 мм, влияние изменения глубины луча было значительным. Увеличенная глубина балки позволила соединению выдерживать более высокие моменты. Сохраняя постоянную толщину колонны на уровне 2,0 мм, увеличение глубины балки со 125 мм до 150 мм увеличивало моментную нагрузку и жесткость соединения на 22% и 31% соответственно. Изменение глубины балки со 125 мм до 150 мм для постоянной толщины колонны 2.6 мм, что привело к увеличению моментной нагрузки и жесткости соединения на 24% и 29% соответственно. Это показывает, что большее увеличение глубины луча увеличивает производительность соединения в большем соотношении. Постепенное увеличение глубины балки привело к значительному изменению момента и жесткости.

Влияние толщины колонны на поведение соединения.

Результирующая кривая M-θ соединителя «A» с глубиной балки 92 мм и различной толщиной колонны представлена ​​на рис. 11.Для B1 увеличение толщины колонны с 2,0 мм до 2,6 мм привело к незначительному увеличению моментной нагрузки соединения на 6%. Жесткость увеличена на 10%. Для B2 увеличение толщины колонны с 2,0 мм до 2,6 мм привело к увеличению момента нагрузки и жесткости на 6% и 15%, соответственно, что указывает на влияние большей толщины колонны на характеристики соединения.

Комбинированный эффект изменения геометрии концевого соединителя балки и глубины балки.

В ходе экспериментальных исследований влияние количества выступов в концевом соединителе балки было связано с разницей в глубине пучка. Таким образом, влияние геометрии соединителя можно было определить только для столбцов одинаковой толщины. Для столбца «А» изменение количества выступов с четырех до пяти (для увеличения глубины балки с 92 мм до 125 мм) привело к увеличению момента нагрузки на 22% и жесткости соединения на 40%, как показано на Рис. 12. Для столбца «B» увеличение количества выступов с четырех до пяти (для увеличения глубины балки с 92 мм до 125 мм) увеличило моментную нагрузку и жесткость соединения на 31% и 48% соответственно.Это продемонстрировало, что увеличение количества выступов разъема значительно повысило прочность соединения.

Пластичность

Пластичность соединения играет важную роль в перераспределении момента и рассматривается как ключевой параметр, когда деформации сосредоточены в элементах соединения, как в случае BCC, испытанных в этом исследовании. AISC [16] рекомендует, чтобы, если значение поворота соединения в максимальный момент ≥ 0,02 радиана, соединение считалось пластичным, в противном случае его следует рассматривать как хрупкое.В случае полужестких соединений вращательная способность может эффективно помочь при проектировании соединенной балки. Если вращательная способность полужесткого соединения достаточна для создания эффективного шарнира в середине пролета соединенной балки, балка может быть спроектирована пластически. В этом исследовании при сбое подключения перекрутка в разъеме «B» была значительно меньше, чем наблюдаемая для разъема «A». Таблица 5 показывает изменение количества выступов с четырех до пяти вместе с постепенным увеличением глубины балки, показав максимальную разницу в 12% вращательной способности соединения в момент отказа.При сохранении количества выступов и толщины колонны постоянными и с учетом влияния глубины балки на характеристики соединения максимальная разница 10% наблюдалась во вращательной способности в предельный момент в случае образцов 2.6UT-125BD-5T и 2.6UT- 150БД-5Т. Увеличение толщины колонки не показало каких-либо значительных изменений в максимальном повороте соединения. В совокупности все соединения, испытанные в этом исследовании, показали пластичное поведение.

Заключение

В этом исследовании была предпринята попытка оценить улучшение производительности SPR BCC при статической нагрузке путем изменения наиболее важных параметров.Тридцать два варианта эксперимента были проведены на соединениях стеллажа для поддонов путем изменения глубины балки, толщины колонны и количества выступов в концевом соединителе балки. Эксперименты проводились методом двойного кантилевера. Наблюдались как M-θ, так и поведение соединения при нагрузке-деформации, и было проверено влияние параметров на общие характеристики соединения.

Эффект локализованного отказа SPR BCC может быть отнесен на счет износа матрицы инструмента.Это происходит из-за повторяющейся перфорации во время изготовления концевых соединителей балки, которые являются основным компонентом соединения. Небольшое изменение размеров компонента приводит к значительному изменению значения прочности и жесткости соединения.

На основании экспериментальных исследований были сделаны следующие выводы.

  • Отказ соединения был инициирован отказом вкладок. Язычки пытались оторвать веб-слот колонки.Полный разрыв выступов был отмечен в случае образца с относительно неглубокими балками и тонкой колонкой. Увеличение количества выступов сводит к минимуму деформацию концевого соединителя балки. Комбинированный эффект большего количества выступов и большей глубины луча оказывает большее влияние по сравнению с изменением толщины колонны.
  • Изначальная неплотность соединения привела к боковой деформации. Из-за несовершенства образцов кривая M-θ ведет себя нелинейно даже на очень ранней стадии.
  • Увеличенная толщина колонны и большая глубина балки повысили прочность и жесткость соединения. Увеличение толщины колонны привело к тому, что выступы на концевом соединителе балки испытали большую деформацию из-за момента в плоскости.

Вклад авторов

Задумал и спроектировал эксперименты: SNRS NHRS MZJ. Проведены эксперименты: SNRS MS. Проанализированы данные: ГНСС НСС МС. Предоставленные реагенты / материалы / инструменты анализа: MZJ NHRS.Написал статью: SNRS NHRS.

Ссылки

  1. 1. Сленчка Л., Козловский А. Экспериментальные и теоретические исследования соединений стеллажей для поддонов. Advanced Steel Construction 2007; 3 (2) 607–610.
  2. 2. Стандарты Австралии. Стеллажи для хранения стальных. AS4084, 2012 г. Сидней, Австралия.
  3. 3. Моен С.Д., Шафер Б. Упругое продольное изгибание холодногнутых стальных колонн и балок с отверстиями. Инженерные сооружения 2009; 31: 2812–2824.
  4. 4.Hancock GJ. Деформация стальных колонн стеллажа для хранения. Журнал структурной инженерии 1985; 111 (12): 2770–2783.
  5. 5. Маркази Ф.Д., Бил Р.Г., Годли МЗР. Экспериментальный анализ полужестких безболтовых соединителей. Тонкостенные конструкции 1997 г .; 28 (1): 57–87.
  6. 6. Бернуцци C, Кастильони CA. Экспериментальный анализ циклического поведения соединений балки с колонной в стальных стеллажах для хранения поддонов. Тонкостенные конструкции 2001; 39: 841–859.
  7. 7.Kozłowski A, Sleczka L Предварительная компонентная модель стыка стеллажей. В: Proceedings of Connections in Steel Structures V 2004. Amsterdam.
  8. 8. Агирре К. Сейсмическое поведение стоечных конструкций. Журнал исследований конструкционной стали 2005; 61 (5): 607-624.
  9. 9. Bajoria KM, Talikoti RS. Определение гибкости соединителей балок и колонн, используемых в стеллажных стеллажах для тонкостенных стальных паллет. Тонкостенные конструкции 2006 г .; 44: 372–380.
  10. 10. Филиатро А., Хиггинс П.С., Ваниткоркул А., Кортрайт Дж. Экспериментальная жесткость стальных разъемов для стеллажей для хранения поддонов. Журнал практических занятий по конструктивному проектированию и строительству 2007; 12 (4): 210–215.
  11. 11. Прабха П., Маримуту В., Сараванан М. Джаячандран С.А. Оценка гибкости соединения стальных холодногнутых стоек. Журнал исследований конструкционной стали 2010; 66 (7): 863–872.
  12. 12. Чжао X, Ван Т, Чэнь Ю.Sivakumaran KS. Поведение при изгибе соединений стальной балки стеллажа с вертикальными стойками Журнал исследований конструкционной стали 2014; 99: 161–175.
  13. 13. Институт производителей стеллажей (RMI). Спецификация на проектирование, испытания и использование промышленных стальных стеллажей для хранения. Погрузочно-разгрузочная промышленность, Mh26.1. 2012. Шарлотта, Северная Каролина.
  14. 14. EN 15512. Стальные статические системы хранения - Регулируемые стеллажи для поддонов - Принципы структурного проектирования. Европейский комитет по стандартизации 2009.Брюссель, Бельгия.
  15. 15. Годли MHR. Стеллажи для хранения - глава 11. Проектирование холодногнутых стальных стержней. Эд. Родос, издание Elsevier Sciences. 1991.
  16. 16.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *