Chủ đề của bài viết này là tính toán mái che bằng polycarbonate bằng tay của chính bạn. Chúng ta phải học cách tính toán các tham số chính của cấu trúc liên quan đến cường độ và kích thước của nó. Vì vậy, chúng ta hãy đi.
chúng ta tính toán gì
Chúng ta phải học cách tính toán:
- Độ dày của polycarbonate và cao độ của thùng tùy thuộc vào tải trọng tuyết dự kiến trên một mét vuông.
- Kích thước nắp vòm (về mặt hình học bắt nguồn từ việc tính độ dài của cung).
Để làm rõ: chúng tôi đang khám phá các cách tính cung cho bán kính và góc của cung đã biết, cũng như cho trường hợp khi chúng tôi chỉ biết khoảng cách giữa các điểm cực trị của bề mặt cung.
- Tiết diện ống tối thiểu với tải trọng uốn đã biết.
Theo thứ tự này, chúng tôi sẽ tiếp tục.
Máy tiện và độ dày lớp phủ
Hãy bắt đầu với việc tính toán tải tuyết.
Trước khi chúng tôi tìm ra cách tính toán tán cây bằng polycarbonate, chúng tôi sẽ đưa ra một vài giả định làm cơ sở cho phép tính.
- Dữ liệu đã cho phù hợp với vật liệu chất lượng cao không có dấu hiệu bị phá hủy bởi bức xạ cực tím. Polycarbonate không có bộ lọc tia cực tím trở nên giòn sau 2-3 năm hoạt động dưới ánh sáng.
- Chúng tôi cố tình bỏ qua sự ổn định biến dạng hạn chế của thùng, coi nó là hoàn toàn mạnh mẽ.
Và bây giờ - một bảng sẽ giúp bạn chọn độ dày tối ưu của polycarbonate và độ cao của thùng.
| Tải trọng, kg/m2 | Kích thước ô thùng với độ dày polycarbonate, mm | |||
| 6 | 8 | 10 | 16 | |
| 100 | 1050x790 | 1200x900 | 1320x920 | 1250x950 |
| 900x900 | 950x950 | 1000x1000 | 1100x1100 | |
| 820x1030 | 900x1100 | 900x1150 | 950x1200 | |
| 160 | 880x660 | 1000x750 | 1050x750 | 1150x900 |
| 760x760 | 830x830 | 830x830 | 970x970 | |
| 700x860 | 750x900 | 750x950 | 850x1050 | |
| 200 | 800x600 | 850x650 | 950x700 | 1100x850 |
| 690x690 | 760x760 | 780x780 | 880x880 | |
| 620x780 | 650x850 | 700x850 | 750x950 | |
Vòm
Tính theo bán kính và khu vực
Làm thế nào để tính toán vòm cho tán cây nếu chúng ta biết bán kính uốn và cung tròn?
Công thức sẽ giống như P=pi*r*n/180, trong đó:
- P là chiều dài của cung (trong trường hợp của chúng tôi là chiều dài của tấm polycarbonate hoặc ống định hình sẽ trở thành một phần tử của khung).
- pi là số "pi" (trong các phép tính không yêu cầu độ chính xác cực cao, thường lấy bằng 3,14).
- r là bán kính của cung tròn.
- n là góc cung tính bằng độ.
Ví dụ, chúng ta hãy tự tay tính toán chiều dài của vòm tán có bán kính 2 mét và góc 35 độ.
P \u003d 3,14 * 2 * 35 / 180 \u003d 1,22 mét.
Trong quá trình làm việc, tình huống ngược lại thường phát sinh: cần điều chỉnh bán kính và cung của cung theo chiều dài cố định của vòm. Lý do rất rõ ràng: giá polycarbonate đủ cao để giảm thiểu lượng chất thải.
Rõ ràng, trong trường hợp này tích của cung và bán kính sẽ bằng P/pi*180.
Hãy thử lắp vòm dưới một tấm tiêu chuẩn dài 6 mét. 6/3,14*180=343,9 (có làm tròn). Hơn nữa - một lựa chọn giá trị đơn giản với máy tính trong tay: ví dụ: đối với cung cung 180 độ, bạn có thể lấy bán kính bằng 343,9 / 180 \u003d 1,91 mét; với bán kính 2 mét, khu vực này sẽ bằng 343,9 / 2 \u003d 171,95 độ.
Tính theo hợp âm
Việc tính toán thiết kế tán polycarbonate có vòm sẽ như thế nào nếu chúng ta chỉ có thông tin về khoảng cách giữa các cạnh của vòm và chiều cao của nó?
Trong trường hợp này, cái gọi là công thức Huygens được áp dụng. Để sử dụng nó, chúng ta hãy chia đôi hợp âm nối hai đầu của cung một cách tinh thần, sau đó chúng ta vẽ một đường vuông góc với hợp âm ở giữa.
Bản thân công thức có dạng Р=2l+1/3*(2l-L), trong đó l là hợp âm AM và L là hợp âm AB.
Quan trọng: phép tính cho kết quả gần đúng. Sai số tối đa là 0,5%; cung góc của vòm càng nhỏ thì sai số càng nhỏ.
Hãy tính chiều dài của vòm trong trường hợp AB \u003d 2 m và AM - 1,2 m.
P=2*1.2+1/3*(2*1.2-2)=2.4+1/3*0.4=2.533 mét.
Tính toán phần có tải trọng uốn đã biết
Một tình huống khá sống động: một phần của tán cây là tấm che có chiều dài đã biết. Chúng ta có thể ước tính sơ bộ lượng tuyết cao nhất trên đó. Làm thế nào để chọn một đường ống hồ sơ có tiết diện như vậy cho dầm để nó không bị uốn cong khi chịu tải?
Ghi chú! Chúng tôi cố tình không đề cập đến cách tính tải trọng trên tán cây. Đánh giá tải trọng tuyết và gió là một chủ đề hoàn toàn độc lập cho một bài viết riêng.
Để tính toán, chúng ta cần hai công thức:
- M = FL, trong đó M là mô men uốn, F là lực tác dụng vào đầu cần gạt tính bằng kilôgam (trong trường hợp của chúng tôi là trọng lượng của tuyết trên tấm che) và L là chiều dài của cần gạt (chiều dài của chùm chịu tải trọng từ tuyết, từ các chốt buộc từ cạnh đến điểm) tính bằng cm.
- M/W=R, trong đó W là mômen cản và R là cường độ của vật liệu.
Và đống giá trị chưa biết này sẽ giúp chúng ta như thế nào?
Tự nó, không có gì. Một số dữ liệu tham khảo bị thiếu để tính toán.
| mác thép | Cường độ (R), kgf/cm2 |
| st3 | 2100 |
| st4 | 2100 |
| st5 | 2300 |
| 14G2 | 2900 |
| 15GS | 2900 |
| 10G2S | 2900 |
| 10G2SD | 2900 |
| 15HSND | 2900 |
| 10HSND | 3400 |
Tham khảo: Thép St3, St4 và St5 thường được sử dụng cho các đường ống chuyên nghiệp.
Bây giờ, dựa trên dữ liệu chúng tôi có, chúng tôi có thể tính toán mô men kháng uốn của ống định hình. Hãy làm điều đó.
Giả sử rằng 400 kg tuyết tích tụ trên tán cây hai mét với ba dầm chịu lực làm bằng thép St3.Để đơn giản hóa việc tính toán, chúng tôi sẽ đồng ý rằng toàn bộ tải trọng rơi vào mép của tấm che. Rõ ràng, tải trọng trên mỗi dầm sẽ là 400/3=133,3 kg; với đòn bẩy hai mét, mô men uốn sẽ bằng 133,3 * 200 \u003d 26660 kgf * cm.
Bây giờ chúng ta tính thời điểm kháng W. Từ phương trình 26660 kgf * cm / W = 2100 kgf / cm2 (độ bền của thép), suy ra rằng thời điểm kháng tối thiểu phải là 26660 kgf * cm / 2100 kgf / cm2 = 12,7 cm3.
Giá trị của mômen cản sẽ dẫn chúng ta đến kích thước của đường ống như thế nào? Thông qua các bảng phân loại có trong GOST 8639-82 và GOST 8645-68 quy định kích thước của các ống hình vuông và hình. Đối với mỗi kích thước, chúng chỉ ra mômen cản tương ứng và đối với tiết diện hình chữ nhật - dọc theo mỗi trục.
Sau khi kiểm tra các bảng, chúng tôi phát hiện ra rằng kích thước tối thiểu của một ống vuông với các đặc điểm cần thiết là 50x50x7,0 mm; hình chữ nhật (với hướng dọc của cạnh lớn hơn) - 70x30x5,0 mm.
Phần kết luận
Chúng tôi hy vọng rằng chúng tôi đã không làm việc quá sức cho người đọc với vô số số liệu và công thức khô khan. Như mọi khi, thông tin bổ sung về các phương pháp tính toán và thiết kế tán polycarbonate có thể được tìm thấy trong video của bài viết này. Chúc may mắn!
Bài báo có giúp ích gì cho bạn không?