Evoluția singură deschidere a structurilor portante de piatră grinzi pentru cabluri agricole

În inima cea mai simplă construcție a traiectoriei de zbor este fascicul continuu simplu de secțiune transversală dreptunghiulară. Arătăm că din ea ca principiu fundamental în evoluția tehnică s-au născut toate simplu, cu un singur interval, iar construcția cea mai sofisticată și ușor.

Principalele tensiuni

câmpul gravitațional al proprietății pământului se exprimă în faptul că orice sarcină aplicată structurii, are ca scop calea cea mai scurtă pentru a redistribui fundație. Conform acestui principiu, o sarcină distribuită aplicată pe centura superioară a grinzii, transformând tensiunilor interne în corpul grinzii tinde să fie transmisă suporturilor (Fig. 1). În interiorul grinzii este reglat astfel plin traiectorii de echilibru elastic la tracțiune principal majore și solicitări de compresiune. Solicitări de compresiune care sunt arcuite traiectorie și tracțiune - agățat calea fire întinse. Rutele de zbor sunt concentrația cea mai mare în locuri, care sunt formate în jurul t. N. zona de balast.

zona de balast

Atunci când extinderea principalelor tensiuni pe normale și tangent, în conformitate cu teoria rezistenței materialelor, se dovedește că, în centrul deschiderii căii de tensiune dreptunghiulară a fasciculului aliniate și tind să orizontală, tensiunile normale în fibrele extreme sunt maximizate în centrul tensiunilor mici și tangențiale sunt, de asemenea, mici. Un sfert de model de zbor este inversat: traiectoria stresului principal devine mai verticală, cu tensiunile de forfecare sunt maxime în axa zonei neutre, iar scăderea de tensiune normală la suport la zero, că o proiecție orizontală a principalelor tensiuni este redus ... Grăitor, dezvăluie formarea zonelor de balast insuficient utilizat în cazul în care materialul nu funcționează și, teoretic, poate fi îndepărtată (Fig. 2). Cu toate acestea, în teorie, adică. Pentru a. In practica de perete Grindă nu numai că asigură continuitatea înălțimii sale și stabilitatea generală, dar, de asemenea, acceptă eforturi de forfecare și forță laterală. În practică, prin urmare, putem vorbi despre atenuarea pereti si centuri în locuri de stres scăzut.

optimizarea fasciculului

Impactul de lucru fascicul web pentru a lucra zone

Un exemplu de importanța de a lucra pe web fascicul de forța laterală este lucrarea de mai multe grinzi de placi care nu sunt legate. Rigiditatea astfel fascicul compozit este mic, adică. K. Este suma rigiditatea individuală a plăcilor individuale, iar atunci când acestea sunt de deplasare a sarcinii reciproc transversal și asigură o deviere mare. Nu există tensiuni între plăcile individuale, cu excepția nu apar forțe de frecare minore. În prezența plăcilor lipite rigiditatea lor sunt însumate, iar designul funcționează în întregime din cauza tensiunilor de forfecare care apar pe suprafețele de îmbinare (Fig. 6).
Astfel, datorită percepției continue a întregii înălțimi a secțiunii transversale este momentul stres tangențial peste înălțimea percepută a secțiunilor transversale în întregime, în loc de suma secțiunilor transversale separat (fig. 6). Momentul de levier maxim percepută o pereche de forțe egale cu distanța dintre centrele de înălțime greutate rafturi sau secțiune transversală dreptunghiulară. După cum se știe, principala caracteristică a rezistenței de secțiune transversală dreptunghiulară de îndoire un moment de rezistență îndoire: Wu = B H 2/6, iar principala caracteristică rigiditatea - momentul de inerție: Iy = B H 3/12. Acest lucru arată că capacitatea portantă a rezistenței la încovoiere crește ca pătrat, dar rigiditatea grinzii - puterea a treia înălțimea secțiunii continue.
Conceptul de „continuă“ trebuie înțeleasă în modul în care numai o secțiune transversală, și o creștere continuă, pe întreaga înălțime, adică. E.
având un perete suficient de rigid, face posibil să se ia în considerare la calcularea rezistenței și rigiditatea H. înălțimea sa totală în prezența ajustării decalaj, așa cum este exemplificat cu câteva plăci este permis să ia în considerare numai Wy și ly fiecărei secțiuni în mod individual, iar apoi lor aritmetic rezumă Acesta oferă un ordin de mărime mai mică rezistență și rigiditate a secțiunii.
Acest exemplu demonstrează ce o relație strânsă de forfecare și tensiuni normale și faptul că grinzile numai cu un perete rigid poate funcționa eficient și să perceapă momentul flexiune și tensiunea normală.
Calcularea forfecarea este adesea subestimată de ingineri, ci doar o percepție de încredere de forfecare poate garanta o percepție liniară a tensiunii normale peste înălțimea secțiunii transversale, părțile sale nu în mod individual. Prin liniar se înțelege oțel de lucru liniaritate fizică, adică că deformarea și elastic liniar eforturilor legate prin valorile fizice persistente, cum ar fi modulul lui Young E = 2,065 · May 10 MPa pentru oțel, Poisson raportul v = 0,3 și un modul de forfecare G = E (1-2v).

Peretele perforat și rezistența curea

Grinzile cu un perete perforat, în cazul perforația atinge procentul mare din suprafața sa, poate fi o pierdere de îndoire sau torsiune flexural de stabilitate raft. Astfel, în zona superioară se dezvoltă contracție care poate duce la pierderea stabilității Euler porțiunii de raft între punctele de sprijin sub forma unor secțiuni de perete. Acesta este un alt exemplu care să garanteze numai zonele cu panou de operare strict o întindere-compresiune și elimină influența altor stări de stres în zonele laterale, cum ar fi îndoire și torsiune.

Dezavantaje tije masive

Aceasta conduce la concluzia că utilizarea secțiunilor transversale continuum solide, cum ar fi grinzi masive și coloane, nu sunt raționale. In mod semnificativ încărcate mai eficient și mai uniform la sistem, care utilizează mai multe fascicule separate de un astfel de material sau mai multe tije suprafață echivalentă. Acest lucru va conduce la utilizarea completă a materialului și a economiei. oțel subțiri individuale sau bare de lemn nu au timp să se acumuleze deformarea pe secțiunea transversală, ceea ce înseamnă că fibră lor încărcate uniform.
Cum de a evalua, testa daca STEM aceste tulpina strâmtorat? Forfecarea subliniază faptul că în condiții de comprimare / redare la tracțiune uniaxială, de această dată un rol negativ, crescând la o altitudine secțiuni relativ mari transversale în ceea ce privește lungimea lor.
Barele cu L / h = 5 ... .10 Aceste tensiuni sunt mari, rigiditate mare transversal, când L / H = 14 (beton) ... 0.80-120 (oțel), rigiditatea transversală este mică, și o mare flexibilitate de deformare constrânsă sunt neglijabile, deoarece tija în asemenea proporții flexibile. Aceste deformări au tendința de componente masive din beton armat sau din lemn și sunt aproape lipsite de frânghii de cabluri flexibile, care se află sub tensiune sunt strânse în mod individual, dar în fascicolul de cablu - împreună unul cu celălalt, astfel încât coarda cu un efect punct de TC și contactul liniar LC Poisson cauza abraziune a primului tip de-a lungul firelor, iar acesta din urmă - peste punctul de fire de contact care se dovedește prima mana prezența tulpinilor transversale.
Acest exemplu arată că în construcții masive forfecare tensiuni, rigiditate la forfecare și excesivă secțiune transversală poate fi dăunătoare structurii complicate și starea de tensiune-deformație a elementelor sale. Acest lucru arată că structura discretă poate scapa de constrângătoare deformarea și forțele interne suplimentare ulterioare și utilizarea materialului în fiecare desen celulă particulară este mai complet și uniform.
Sistem cu tijă discret compus dintr-o multitudine de tije individuale. Poziția și direcția lor, și rezistența secțiunii transversale a materialului din spațiul poate fi administrat, pe baza domeniilor de stres existente în fiecare punct al structurii, făcând spațială metoda de construcție sistem discret este foarte flexibil și permite construirea foarte ușoare, cu costuri minime de material și cu margini de siguranță.

Ferma Verendelya

Mod de a facilita web fascicul progresează perforație sale mai aproape de centrul deschiderii. Când mici de perete perforație regulat continuă să perceapă forța transversală, ci prin creșterea suprafeței de perforare a 70-80% în zid înalt grinzi industriale nu mai funcționează la forfecare și încovoiere începe sale verticale bacili pereții etanși. Aceasta duce la grinda întregului cadru cu două șuruburi. Mai mult decât atât, rigiditatea transversală și să lucreze pentru trecerea unui fascicul furnizat de noduri de conexiune web cu centuri de pereți de compartimentare verticali. Acest fascicul devine aproape de ferma bezraskosnoy Verendelya. Astfel de ferme din înălțimi de podea utilizate în mijlocul secolului XX. în clădiri înalte și să ofere o mai mare flexibilitate a spațiului (fig. 7).
Din punct de vedere al cinematic fiecărui grup de astfel de ferme este un dreptunghi de 4 bare, care, la conjugarea balama ar constitui un mecanism geometric variabil. Cu toate acestea, nodurile cadru. Rigiditatea fiecărui panou de forfecare este asigurată doar de către site-uri web și rigiditate la flexiune de curele și rafturi. Această fermă nu este foarte economic, t. Pentru a. În nodurile interval de timp percepute tânăr umăr forțelor din cauza triunghiul din ansamblul cadrului. Dar este o pereche de panouri de umăr în ceea ce privește dimensiunea fermei este mică, pentru a păstra nodurile sunt compacte, și, prin urmare, costurile de metal sunt ridicate, iar rigiditatea și rezistența fluctuații nu sunt mari. Numai prin creșterea rigidității laterală este de a crește rigiditatea nodurilor datorită dezvoltării lor ca bază a triunghiului pentru a crește momentul percepției umăr îndoire: M = F · H, unde: F - forța, N - umăr pe care se dovedește a sens cuplul aplicat în nod. Mai mult, implementarea unei metode binare, refuzam materiale în mijlocul triunghiului și nodul razdvizheniya ajunge la vergelele în formă de Y, care sunt, totuși, parțial eficace, deoarece toate același rezultat îndoire tije și secțiuni periculoase este mutat în rack și cureaua . Odată cu dezvoltarea în continuare a unei astfel fermei Verendelya cu lonjeroane în formă de Y degenerează în ferma Hau cu bare transversale (fig. 7).

grindă cu zăbrele cu balamale

Prin creșterea dimensiunii ansamblului cadrului acestor ferme evoluează în asamblare cu bretele triunghiulare care nu elimina problema datorita curele si rafturi de forfecare îndoire. Deci, următorul pas al evoluției va bretele, care este atât de mutat departe de ansamblul cadrului care face legătura între nodurile opuse ale zonelor inferioare și superioare. Astfel, o pereche de rezistență braț devine foarte mare, iar întregul sistem devine geometric set neschimbat de triunghiuri. Prin aplicarea forțelor strict la nodurile factorului într-un astfel de sistem dispare, provocând momente de încovoiere, deoarece toate triunghiurile și tijele lor sunt centrate la nodurile, astfel încât numai tracțiune longitudinală sau forțe de compresiune acționează în tijele. Sub rezerva acestor condiții formate tijă balama schelete diagonală.
Astfel, un progres în structurile de alinare a avut loc în legătură cu respingerea structurilor continuului (grinzi) și trecerea la structurile discrete (ferma).

Într-o astfel de construcție, diferența principală și avantajul este de lucru separat centurile superioare și inferioare la momentul respectiv (percepția stresului normal) și zăbrele tijă din forța laterală (tensiunile percepției de forfecare), datorită elementelor de tijă individuale, care nu sunt deformări susceptibile constrânsă (efect Poisson) și poate fi orientat optim în ceea ce privește fluxul principale tensiunilor. In ferma clasica cu coardele paralele și bretele la un unghi constant elemente nu sunt centuri la fel de încărcate în lungime, ceea ce duce la materialul underutilization. Soluția este curele de secțiune variabilă, consumatoare de timp pentru fabricarea.
Există diferite tipuri de ferme zăbrele, dar cel mai eficient este cu zăbrele descendent diagonalele, t. Pentru a. În același timp, ele sunt extinse. Utilizare în construcții cât mai mult posibil tijele întindeau este criteriile lor de raționalitate, că calculul unui element de comprimare conduce la o rezistență la compresie central sau comprimarea prin îndoire și întins - .. Numai rezistența la tracțiune sau de tracțiune de îndoire.
Ciorchinilor de oțel ar trebui să ia în considerare atunci când excentricități nealiniere a unităților lor, astfel încât tijele de îndoire în ferme pot fi neglijate nici un mijloc întotdeauna. Calculul stabilității sub tije centrale de compresie de plumb cu λ flexibilitate, egală cu X = L / ix, unde: L - lungimea liberă a elementului, ix - raza minimă de girație. În plus, flexibilitatea afectează ponderea reducerii capacității portante a barelor datorate flambaj comparativ cu o pierdere de putere. De exemplu: cu o flexibilitate rezonabilă (care este considerată coloana) λ = 100 liniar Coeficientul de îndoire este: λ = 0,58.
Aceasta înseamnă că capacitatea de încărcare scade numai cu 42%, dar cu o limită de flexibilitate metalică λ = 220
coeficient # 981; = 0,13, ceea ce duce la o scădere a capacității de transport de 7 ori (Fig. 10). Aceste date simple, arată că înlocuirea elementelor comprimate într-un design pe rezultatele întindeau o economie de metale aproape sa dublat. Pe baza acestor considerații, trebuie să ne străduim pentru a ghida elementele în design, astfel încât au simțit tensiunea, dar nu compresiune sau încovoiere.

grindă cu zăbrele triunghiulare

Efectuarea schelete cu configurație triunghiulară, deși mai aproape de diagrama momentului de încovoiere, dar cu selectarea rațională a zonelor în centrul deschiderii diagramelor de moment 0.25 înălțime de timp mult mai puțin, ceea ce face necesară creșterea zonelor secțiunii transversale sprijină cu precizie zona, iar în centrul din cauza mai mare altitudine și suficient secțiune transversală mai mică (Fig. 11). Decizia prin coborârea centurii inferioare nu este întotdeauna disponibilă, cu înălțimea de construcție limitată de construcție. Acest lucru demonstrează necesitatea pentru o configurație fermă. O astfel de configurație este cu siguranță o fermă cu o coardă de fund poligonal.

ferma poligonală

In ferma poligonală (fig. 12), funcția curea inferioară repetă determinarea momentului de încovoiere. Deoarece grinda momentul încovoietor este distribuit într-un parabole M = QL2 / 8, iar în momentul în fermă percepută o pereche de forțe M = Hf (x) Nn, unde Hf - înălțime variabilă fermă poligonală, Nn - efort în zone, putem găsi astfel de modificări ale funcției înălțimea Hf fermă, în cazul în care zonele de eforturile Nn vor fi permanente. Pentru această configurație a benzii inferioare trebuie să corespundă parabole pătrat Hf (x) = F (x2).

Astfel, eforturile în curelele sunt practic constante, ceea ce face utilizarea deplină a zonelor de astfel de materiale agricole.

Continuarea în următorul număr al revistei StroyPROFIl 4-11