Šio straipsnio tema yra polikarbonato baldakimo apskaičiavimas savo rankomis. Turime išmokti apskaičiuoti pagrindinius konstrukcijos parametrus, susijusius su jos stiprumu ir matmenimis. Taigi, eime.
Ką mes skaičiuojame
Turime išmokti skaičiuoti:
- Polikarbonato storis ir dėžės žingsnis priklausomai nuo numatomos sniego apkrovos kvadratiniam metrui.
- Arkos dangtelio matmenys (o tai geometrijos požiūriu reiškia lanko ilgio apskaičiavimą).
Patikslinimui: mes ieškome būdų, kaip apskaičiuoti lanką esant žinomam sektoriaus spinduliui ir kampui, taip pat tuo atveju, kai žinome tik atstumus tarp kraštinių arkos paviršiaus taškų.
- Minimali vamzdžio dalis su žinoma lenkimo apkrova.
Tokia tvarka judėsime toliau.
Tinklavimo ir dangos storis
Pradėkime nuo sniego apkrovos skaičiavimo.
Prieš išsiaiškindami, kaip apskaičiuoti polikarbonato baldakimą, suformuluosime keletą prielaidų, kuriomis grindžiamas skaičiavimas.
- Pateikti duomenys yra svarbūs aukštos kokybės medžiagai be ultravioletinių spindulių sunaikinimo požymių. Polikarbonatas be UV filtro tampa trapus po 2-3 metų veikimo šviesoje.
- Mes sąmoningai nepaisome riboto dėžės deformacijos stabilumo, laikydami ją visiškai tvirta.
O dabar – lentelė, kuri padės pasirinkti optimalų polikarbonato storį ir dėžės žingsnį.
| Apkrova, kg/m2 | Dėžės elementų matmenys su polikarbonato storiu, mm | |||
| 6 | 8 | 10 | 16 | |
| 100 | 1050 x 790 | 1200x900 | 1320x920 | 1250x950 |
| 900x900 | 950x950 | 1000x1000 | 1100x1100 | |
| 820x1030 | 900x1100 | 900x1150 | 950x1200 | |
| 160 | 880x660 | 1000x750 | 1050 x 750 | 1150x900 |
| 760x760 | 830x830 | 830x830 | 970x970 | |
| 700x860 | 750x900 | 750x950 | 850x1050 | |
| 200 | 800x600 | 850x650 | 950x700 | 1100x850 |
| 690x690 | 760x760 | 780x780 | 880x880 | |
| 620x780 | 650x850 | 700x850 | 750x950 | |
Arch
Skaičiavimas pagal spindulį ir sektorių
Kaip apskaičiuoti stogelio arką, jei žinome lenkimo spindulį ir lanko sektorių?
Formulė atrodys taip: P=pi*r*n/180, kur:
- P yra lanko ilgis (mūsų atveju polikarbonato lakšto arba profilio vamzdžio, kuris taps rėmo elementu, ilgis).
- pi yra skaičius „pi“ (atliekant skaičiavimus, kuriems nereikia itin didelio tikslumo, dažniausiai imamas lygus 3,14).
- r yra lanko spindulys.
- n yra lanko kampas laipsniais.
Kaip pavyzdį, savo rankomis apskaičiuokime stogo arkos ilgį, kurio spindulys yra 2 metrai, o sektorius yra 35 laipsnių.
P \u003d 3,14 * 2 * 35 / 180 \u003d 1,22 metro.
Darbo procese dažnai susidaro priešinga situacija: reikia pritaikyti lanko spindulį ir sektorių prie fiksuoto lanko ilgio. Priežastys aiškios: polikarbonato kaina pakankamai didelė, kad atliekų kiekis būtų kuo mažesnis.
Akivaizdu, kad šiuo atveju sektoriaus ir spindulio sandauga bus lygi P/pi*180.
Pabandykime arką pritaikyti po standartiniu 6 metrų ilgio lakštu. 6/3,14*180=343,9 (su apvalinimu). Be to - paprastas verčių pasirinkimas su skaičiuotuvu rankoje: pavyzdžiui, 180 laipsnių lanko sektoriui galite paimti spindulį, lygų 343,9 / 180 \u003d 1,91 metro; 2 metrų spinduliu sektorius bus lygus 343,9 / 2 \u003d 171,95 laipsnių.
Skaičiavimas akordais
Kaip atrodo polikarbonato stogelio su arka konstrukcijos skaičiavimas, jei turime informaciją tik apie atstumą tarp arkos kraštų ir jos aukštį?
Šiuo atveju taikoma vadinamoji Huygens formulė. Norėdami jį panaudoti, mintyse padalinkime styga, jungiančią arkos galus, per pusę, po to per vidurį nubrėžkite statmeną stygai.
Pati formulė turi formą Р=2l+1/3*(2l-L), kur l – AM styga, o L – AB styga.
Svarbu: skaičiavimas duoda apytikslį rezultatą. Didžiausia paklaida yra 0,5%; kuo mažesnis kampinis arkos sektorius, tuo mažesnė paklaida.
Apskaičiuokime arkos ilgį tuo atveju, kai AB \u003d 2 m ir AM - 1,2 m.
P=2*1,2+1/3*(2*1,2-2)=2,4+1/3*0,4=2,533 metro.
Atkarpos su žinoma lenkimo apkrova apskaičiavimas
Gana gyvenimiška situacija: dalis stogelio yra žinomo ilgio skydelis. Galime apytiksliai įvertinti didžiausią sniego apkrovą. Kaip pasirinkti tokios sekcijos profilinį vamzdį sijoms, kad jis nesusilenktų veikiamas apkrovos?
Pastaba! Mes sąmoningai neliečiame, kaip apskaičiuoti stogo apkrovą. Sniego ir vėjo apkrovos įvertinimas yra visiškai savarankiška atskiro straipsnio tema.
Norėdami apskaičiuoti, mums reikia dviejų formulių:
- M = FL, kur M yra lenkimo momentas, F yra jėga, veikiama svirties galo, kilogramais (mūsų atveju sniego svoris ant skydelio), o L yra svirties ilgis (ilgis). sijos, kuri atlaiko sniego apkrovą, nuo krašto iki taško tvirtinimo detalės) centimetrais.
- M/W=R, kur W – atsparumo momentas, o R – medžiagos stiprumas.
Ir kaip mums padės ši nežinomų vertybių krūva?
Savaime nieko. Skaičiavimui trūksta kai kurių atskaitos duomenų.
| plieno klasė | Stiprumas (R), kgf/cm2 |
| St3 | 2100 |
| St4 | 2100 |
| St5 | 2300 |
| 14G2 | 2900 |
| 15GS | 2900 |
| 10G2S | 2900 |
| 10G2SD | 2900 |
| 15HSND | 2900 |
| 10HSND | 3400 |
Nuoroda: St3, St4 ir St5 plienai dažniausiai naudojami profesionaliems vamzdžiams.
Dabar pagal turimus duomenis galime apskaičiuoti profilinio vamzdžio atsparumo lenkimui momentą. Padarykime tai.
Tarkime, kad 400 kilogramų sniego susikaupia ant dviejų metrų stogelio su trimis atraminėmis sijomis iš St3 plieno.Kad būtų paprasčiau atlikti skaičiavimus, sutiksime, kad visa apkrova kristų ant skydelio krašto. Akivaizdu, kad kiekvienos sijos apkrova bus 400/3=133,3 kg; su dviejų metrų svirtimi, lenkimo momentas bus lygus 133,3 * 200 \u003d 26660 kgf * cm.
Dabar apskaičiuojame pasipriešinimo momentą W. Iš lygties 26660 kgf * cm / W = 2100 kgf / cm2 (plieno stiprumas) išplaukia, kad pasipriešinimo momentas turi būti ne mažesnis kaip 26660 kgf * cm / 2100 kgf / cm2 = 12,7 cm3.
Kaip pasipriešinimo momento reikšmė nuves mus į vamzdžio matmenis? Per asortimento lenteles, esančias GOST 8639-82 ir GOST 8645-68, reguliuojančias kvadratinių ir formos vamzdžių matmenis. Kiekvienam dydžiui jie nurodo atitinkamą pasipriešinimo momentą, o stačiakampei sekcijai - išilgai kiekvienos ašies.
Patikrinus lenteles, išsiaiškiname, kad minimalus kvadratinio vamzdžio dydis su reikiamomis charakteristikomis yra 50x50x7,0 mm; stačiakampis (su vertikalia didesnės pusės orientacija) - 70x30x5,0 mm.
Išvada
Tikimės, kad nepervargėme skaitytojo sausų figūrų ir formulių gausa. Kaip visada, papildomos informacijos apie polikarbonato stogelių apskaičiavimo ir projektavimo metodus rasite šio straipsnio vaizdo įraše. Sėkmės!
Ar straipsnis jums padėjo?