Как усилить профильную трубу от прогиба


Самый примитивный, но рабочий станок для усиления (прокатки) профильной трубы


Всем доброго времени. Сегодня автор одноимённого канала «Николай Чернышов» расскажет, как можно сделать прокатный станок для усиления профильной трубы из подручных средств, хотя станком данную самоделку назвать сложно. И как назвал самоделку сам автор, «примитивный ручной станочек».

Усиления профильной трубы, нужно для того, чтобы при изготовлении разного рода кованых элементов и не только, при изгибе трубы без прокатки (усиления) она может дать трещину или пойти выступающими волнами. И, чтобы избежать таких ситуаций.

Трубу достаточно прокатать. Данные станки стоят не мало, конечно если вы работаете с трубами в больших объёмах и от этого есть доход, тогда да, можно не заморачиваться и приобрести заводской станок. А вот если вам нужно прокатать не большой объём трубы в личных целях, покупать заводской станок нет смысла. Для домашних нужд отлично подойдёт данная самоделка.


И так, что использовал автор, для своего самодельного станочка.

МАТЕРИАЛЫ: листовой металл 6 мм, два подшипника 205; кусок старой автомобильной рессоры Ø 10мм; металлический прут.
ИНСТРУМЕНТЫ: УШМ; круги отрезные и шлифовальные; аппарат сварочный; электроды; тиски; дрель электрическая; линейка; маркер и циркуль.

Лист 6 мм будет разрезан пополам.


После, на нём нужно будет закрепить подшипники.

Под профильную трубу 15х15 мм с небольшим зазором в 0.5 мм, чтобы труба свободно перемещалась. Подшипники в данной самоделке служат в роли направляющих.

В подшипники будут установлены втулки. Сверху на них, будет установлена вторая часть пластины (крышка) затем всё это дело будет приварено.

По словам автора: втулки точить не обязательно, можно просто взять 25-й кругляк, так как подшипник 205, внутренний диаметр 25 мм просто подобрать и всё.

Сами прокаточные ролики (вальцы) автор сделает из рессорной стали.


Сначала, он нарисует круги. А после вырежет их с помощью УШМ.

На подготовленных, заготовках из шести мм пластины. Автор сделал по пару отверстий на каждой, под крепления втулок.

Установив подшипники с втулками на свои места.

Сделает с начала разметку под вальцы.


А после и сами прорези под них.


Затем снова установит подшипники с втулками на место, и накрыв сверху второй пластиной. Приварит втулки к пластинам.

Далее вырежет круги из рессоры. После сделает по одному отверстию в центре каждого круга, сверлом на 12 мм.

Затем закрепит вырезанный круг на шпильки и зажмёт его гайками с двух сторон.

И с помощью дрели и зажатой в тиски УШМ с установленным на неё лепестковым кругом. Выточит вальцы.

Теперь готовые вальцы нужно будет закрепить в прорезях, таким образом, чтобы они выступали на 2 мм каждый. Один сверху, второй снизу.


Для их крепления, автор вырезал такие вот четыре детали, из 10 мм пластины.

И сделал отверстия в них под шплинт на 12 мм.

После установил шплинт в отверстие.


Затем установил на него ролик (валец).

И сверху также пластину. Получился такой вот бутерброд.

Примерка.

Убедившись, что ролик выступает на 2 мм.

Автор установил ролики и приварил их крепления к пластине .

После, установил ровно кусок профильной трубы, в почти готовую самоделку и приварил ручки.


Такой вот примитивный, но рабочий станочек получился у героя нашей сегодняшней статьи.


Ручки в данной самоделке, также служат ещё и в роли дополнительных направляющих, чтобы не происходило перекоса трубы при прокатке.

Диаметр вальцов автор взял просто произвольный и получился он 65 мм.

По словам автора, больше или меньше будет диаметр роликов, глобального значения не имеет, единственное, чем больше диаметр ролика, тем легче будет прокатывать трубу говорит автор.

Ну а теперь тест на работоспособность данной самоделки.
Устанавливает трубу в станок.

Немного забивает её.


Прокатанный край трубы зажимает в тиски, тем самым сразу плющит кончик трубы и фиксирует её для дальнейшей прокатки оставшейся части трубы.

Ну а далее, как говорится дело техники, прилаживая физическую силу, рывками тянет на себя станочек.

После каждого рывка на себя, станочек нужно возвращать немного обратно. И такими движениями прокатывать трубу до конца.

Результат работы данного станочка.

Автору большое спасибо за данную самоделку.

Единственный недостаток данной самоделки, лично, по моему мнению, это то, что прокатывать данным станочком можно только тот размер трубы, под который он был сделан, в данном случае этот размер 15х15.

А на этом у меня всё. Всем спасибо, и до новой встречи!


Источник (Source) Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

Понимание влияния жесткости трубы на длительные прогибы

Жесткость трубы в трубной промышленности - это стандартное испытание, которое проводится на реальных образцах труб для определения их кольцевой жесткости. Многие спецификации продукции в трубной промышленности требуют достижения минимальной целевой жесткости трубы в соответствии с требованиями этого стандарта.

Жесткость трубы обычно проверяется в соответствии с требованиями ASTM D2412. Проще говоря, в этом испытании относительно короткий образец ствола трубы помещается между двумя параллельными стальными пластинами.Затем пластины стягиваются вместе с заданной скоростью, тем самым сжимая трубу в форме овала. Труба деформируется до тех пор, пока она не будет сжата до 95% своей первоначальной высоты. Нагрузка, необходимая для сжатия трубы до этого размера, записывается и используется для расчета жесткости трубы для трубы.

Этот метод испытаний описывает размер образцов трубы, которые будут использоваться в испытании, кондиционирование трубы при подготовке к испытанию, оборудование, которое следует использовать в испытании, методологию, которой следует придерживаться во время испытания, и как оценить результаты теста для определения заявленной жесткости трубы.Это широко применяемый стандарт испытаний, который используется для многих трубных изделий, прежде всего в производстве пластиковых труб. Результирующие значения жесткости труб часто обсуждаются инженерами трубной промышленности, но иногда возникает некоторая путаница в том, как рассчитываются значения жесткости и как жесткость, измеренная в лаборатории, связана с установками в полевых условиях.

Все индексные тесты должны предписывать условия, которые могут повлиять на результаты тестов, чтобы они были повторяемыми. Для испытания на жесткость трубы одними из важных условий окружающей среды, которые необходимо контролировать для получения повторяемых результатов, являются температура испытательного образца и испытательной лаборатории, минимальная длина образца и скорость, с которой проводится испытание.Если любая из этих переменных изменится, то результаты теста могут значительно измениться.

Разница между лабораторными и полевыми условиями может дать существенно разные результаты. Например, трубы, подлежащие испытанию в соответствии с D2412, должны быть кондиционированы в среде с температурой 73 градусов по Фаренгейту +/- 4 градуса и испытаны в лаборатории при той же температуре. Однако посмотрите, как измеренная жесткость труб различных типов зависит от температуры:

Как показано на диаграмме, трубы, изготовленные из разных материалов, по-разному реагируют при испытаниях при более высоких температурах, чем 73 ° F, используемые в лаборатории.Кольцевая жесткость полиэтиленовой трубы снизилась примерно на 49% при 120 градусах по сравнению с лабораторными испытаниями. Гофрированный полипропилен дал аналогичные результаты, где кольцевая жесткость снизилась примерно на 46% при 120 градусах по сравнению с лабораторным значением. Труба ПВХ подешевела примерно на 23%. Поскольку сталь имеет значительно более высокую температуру плавления по сравнению с изделиями из термопласта, гофрированная стальная труба потеряла только около 5,5% своей жесткости, а труба из HDPE, армированная сталью, оказалась между ними, с потерей кольцевой жесткости примерно на 18%.4%. Это важно, учитывая, что стенки трубы могут нагреваться под прямыми солнечными лучами до 140 градусов и более.

Кратковременные и длительные прогибы

Для гибких труб кратковременные прогибы в значительной степени возникают в процессе установки. Гибкие трубы можно деформировать в результате ряда различных действий в процессе установки. Секции труб обычно собираются в связки и отправляются на большие расстояния до места работы. Затем их снимают с грузовиков и обычно хранят где-нибудь на месте, где их обычно поднимают и обрабатывают еще несколько раз, прежде чем они достигнут места, где они должны быть размещены.

Хотя нормальный подъем и погрузочно-разгрузочные работы не приводят к деформации труб, из-за размера и мощности строительного оборудования, используемого при прокладке труб, могут возникнуть непреднамеренные деформации труб. Кроме того, после того, как трубы будут размещены на их окончательном месте, начинается процесс обратной засыпки. Во время этого процесса материал обратной засыпки обычно падает на трубы, которые в значительной степени не имеют опоры. Затем засыпку обычно сгребают и разравнивают на месте, чтобы можно было начать уплотнение.Уплотнение засыпки рядом с трубами и над ними может привести к значительным нагрузкам, которым должна противостоять труба. Наконец, даже после того, как труба засыпана обратной засыпкой, нередки случаи, когда тяжелый транспортный поток проезжает через трубы до того, как будет установлено окончательное покрытие или дорожное покрытие. Обычно нагрузки, оказываемые строительной техникой во время строительства площадки, превышают нагрузки, которые испытывают трубы в течение остального срока их службы.

Сопротивление прогибу при транспортировке и установке - это то место, где кольцевая жесткость продукта играет наибольшую роль в регулировании прогиба трубы.Пока труба не будет поддерживаться оболочкой обратной засыпки вокруг нее, кольцевая жесткость трубы является основным средством уменьшения прогибов трубы.

Другим важным фактором кратковременных прогибов гибкой трубы является уплотнение почвенного покрова непосредственно вокруг трубы. Даже уплотненные засыпные материалы обычно уплотняются в течение первых нескольких недель после строительства. Гибкие трубы просто отражают это уплотнение за счет прогиба трубы.Другими словами, если грунт, непосредственно прилегающий к гибкой трубе, перемещается либо за счет упругой деформации массы грунта, либо за счет уплотнения засыпки, труба будет отражать это движение, отклоняясь на равную величину.

Влияние жесткости трубы на длительный прогиб

Устойчивость гибкой трубы к длительным прогибам зависит как от жесткости грунта вокруг трубы, так и от кольцевой жесткости самой трубы. Однако вклады в жесткость между двумя элементами обычно далеко не равны.В конструкции гибкой трубы жесткость грунтовой насыпи, окружающей трубу, гораздо более важна для контроля долговременных прогибов, чем жесткость самой трубы.

Чтобы проиллюстрировать это, широко принятой методологией прогнозирования долговременных прогибов труб является формула Айовы. В основе формулы лежит довольно простой подход, позволяющий оценить прогиб трубы с помощью следующего математического подхода:

Модифицированная версия формулы Айовы была разработана U.С. Бюро мелиорации. Эта модифицированная формула выглядит следующим образом:

Из знаменателя уравнения видно, что жесткость трубы в первую очередь определяется жесткостью стенки трубы (EI). Модуль упругости (E) зависит от материала, из которого изготовлена ​​труба (HDPE, сталь и т. Д.). Момент инерции (I) зависит от геометрии стенки трубы. Жесткость грунта в первую очередь определяется модулем реакции грунта (E ’) засыпки, окружающей трубу.Этот модуль описывает, как грунт реагирует на нагрузку. Чем выше значение E ’, тем большую поддержку грунт обеспечивает трубе для сопротивления прогибу. Типичный диапазон значений E ’для материалов обратной засыпки следующий (Рисунок 2):

Используя эту методологию, можно создать сравнение расчетных долгосрочных прогибов труб для труб с различной жесткостью. Большинство гибких дренажных труб имеют жесткость труб от 5 до 75, как правило, в зависимости от диаметра и материала / конструкции трубы.Сравнение расчетных долгосрочных прогибов труб на основе диапазона значений жесткости труб показано на следующей диаграмме:

Как показано на этой диаграмме (Рисунок 3), жесткость трубы оказывает большее влияние на грунты с низким модулем упругости, чем на грунты с относительно высоким модулем упругости. Для материала обратной засыпки с относительно умеренным модулем упругости 2000 фунтов на квадратный дюйм даже 15-кратное увеличение жесткости с 5 до 75 только увеличивает долговременный прогиб трубы примерно на 1%. Для трубы диаметром 36 дюймов это чуть меньше 3/8 дюйма.Даже для грунта с очень низким модулем упругости трехкратное увеличение жесткости трубы приводит к увеличению прогиба трубы чуть более чем на 1%.

Рисунок 3 показывает, что жесткость грунта является самым большим фактором в борьбе с длительным прогибом трубы. Труба с жесткостью трубы 5 будет работать так же, как труба с жесткостью трубы 75 при засыпке песком, если требования к плотности увеличены с 90% до 95%. При использовании качественных заполнителей влияние жесткости трубы практически бессмысленно, поскольку разница в характеристиках одинакова для всех труб.

Жесткость трубы - это характеристика, которую следует учитывать при выборе гибкой трубы. Труба должна иметь достаточную жесткость, чтобы выдерживать погрузочно-разгрузочные и строительные нагрузки, которым она будет подвергаться во время установки. В случае засыпки более низкого качества это может оказать некоторое влияние на долговременные прогибы установки. Однако при использовании качественных материалов для засыпки с уровнем уплотнения 90% или выше даже трубы с гораздо большей жесткостью не имеют существенной разницы в характеристиках, когда дело доходит до контроля долговременных прогибов.

АВТОР

Даррелл Сандерс, P.E., главный инженер Contech Engineered Solutions. Даррелл имеет степень бакалавра наук. Имеет степень бакалавра гражданского строительства в Университете Цинциннати и степень магистра делового администрирования в Дейтонском университете и имеет лицензию на профессиональную инженерию в нескольких штатах. Он также является членом нескольких отраслевых комитетов, включая NCSPA, AASHTO, ASTM и CSA. С Дарреллом можно связаться по адресу [email protected]

ССЫЛКИ

Фуэрст, Р.П., 2013.«Метод прогнозирования прогиба гибкой трубы», Министерство внутренних дел США по мелиорации, M-25, второе издание.

.

Балки - поддерживаются с обеих сторон

Напряжение в изгибающейся балке может быть выражено как

σ = y M / I (1)

, где

σ = напряжение (Па (Н / м ) 2 ), Н / мм 2 , psi)

y = расстояние до точки от нейтральной оси (м, мм, дюйм)

M = изгибающий момент (Нм, фунт-дюйм)

I = момент инерции (м 4 , мм 4 , в 4 )

Калькулятор ниже можно использовать для расчета максимального напряжения и прогиба балок с одной одиночной или равномерно распределенной нагрузкой.

Балка, поддерживаемая на обоих концах - равномерная непрерывная распределенная нагрузка

Момент в балке с равномерной нагрузкой, поддерживаемой на обоих концах в положении x, может быть выражен как

M x = qx (L - x) / 2 (2)

где

M x = момент в положении x (Нм, фунт дюйм)

x = расстояние от конца (м, мм, дюйм)

Максимум Момент находится в центре балки на расстоянии L / 2 и может быть выражен как

M max = q L 2 /8 (2a)

, где

M max = максимальный момент ( Нм, фунт-дюйм)

q = равномерная нагрузка на единицу длины балки (Н / м, Н / мм, фунт / дюйм)

9000 2 L = длина балки (м, мм, дюйм)

Максимальное напряжение

Уравнения 1 и 2a можно объединить для выражения максимального напряжения в балке с равномерной нагрузкой опора с обоих концов на расстоянии L / 2 как

σ max = y max q L 2 / (8 I) (2b)

где

σ max = максимальное напряжение (Па (Н / м 2 ), Н / мм 2 , psi)

y max = расстояние до крайней точки от нейтральной оси (м, мм, дюйм)

  • 1 Н / м 2 = 1x10 -6 Н / мм 2 = 1 Па = 1.4504x10 -4 фунт / кв. Дюйм
  • 1 фунт / дюйм (фунт / дюйм 2 ) = 144 фунт / кв. Дюйм (фунт f / фут 2 ) = 6894,8 Па (Н / м 2 ) = 6,895x10 - 3 Н / мм 2

Максимальный прогиб :

δ max = 5 q L 4 / (384 EI) (2c)

где

δ max = максимальный прогиб (м, мм, дюйм)

E = Модуль упругости (Па (Н / м 2 ), Н / мм 2 , psi)

Прогиб в положении x:

δ x = qx ( L 3 - 2 L x 2 + x 3 ) / (24 EI) (2d)

Примечание! - прогиб часто является ограничивающим фактором при проектировании балки.Для некоторых применений балки должны быть прочнее, чем требуется при максимальных нагрузках, чтобы избежать недопустимого прогиба.

Силы, действующие на концы:

R 1 = R 2

= q L / 2 (2e)

где

R = сила реакции (Н, фунт)

Пример - балка с равномерной нагрузкой, метрические единицы

Балка UB 305 x 127 x 42 длиной 5000 мм несет равномерную нагрузку 6 Н / мм .Момент инерции балки составляет 8196 см 4 (81960000 мм 4 ) , а модуль упругости стали, используемой в балке, составляет 200 ГПа (200000 Н / мм 2 ) . Высота балки 300 мм (расстояние от крайней точки до нейтральной оси 150 мм ).

Максимальное напряжение в балке можно рассчитать

σ max = (150 мм) (6 Н / мм) (5000 мм) 2 / (8 (81960000 мм 4 ))

= 34.3 Н / мм 2

= 34,3 10 6 Н / м 2 (Па)

= 34,3 МПа

Максимальный прогиб балки можно рассчитать

δ макс = 5 (6 Н / мм) (5000 мм) 4 / (( 200000 Н / мм) 2 ) ( 81960000 мм 4 ) 384)

= 2,98 мм

Расчет балки с равномерной нагрузкой - метрические единицы
  • 1 мм 4 = 10 -4 см 4 = 10 -12 м 4
  • 1 см 4 = 10 -8 м = 10 4 мм
  • 1 дюйм 4 = 4.16x10 5 мм 4 = 41,6 см 4
  • 1 Н / мм 2 = 10 6 Н / м 2 (Па)
Расчет балки с равномерной нагрузкой - Британские единицы
Пример - балка с равномерной нагрузкой, британские единицы

Максимальное напряжение в стальной широкополкой балке W 12 x 35 дюймов, длина 100 дюймов, длина , момент инерции 285 дюймов, 4 , модуль упругости 2

00 psi , при равномерной нагрузке 100 фунтов / дюйм можно рассчитать как

σ max = y max q L 2 / (8 I)

= (6.25 дюймов (100 фунтов / дюйм) (100 дюймов) 2 / (8 (285 дюймов 4 ))

= 2741 (фунт / дюйм 2 , psi)

Максимальный прогиб может можно рассчитать как

δ max = 5 q L 4 / (EI 384)

= 5 (100 фунтов / дюйм) (100 дюймов) 4 / ((2

00 фунтов / дюйм 2 ) (285 дюймов 4 ) 384)

= 0,016 дюйма

Балка, поддерживаемая на обоих концах - нагрузка по центру

Максимальный момент в балке с центральной нагрузкой, поддерживаемой с обеих сторон концов:

M max = FL / 4 (3a)

Максимальное напряжение

Максимальное напряжение в балке с одноцентровой нагрузкой, поддерживаемой с обоих концов:

σ max = y max FL / (4 I) ( 3b)

, где

F = нагрузка (Н, фунт)

Максимальный прогиб может быть выражен как

δ max = FL 3 / (48 EI) (3c)

Силы, действующие на торцы:

R 1 = R 2

= F / 2 (3d)

Расчет балки с одним центром нагрузки - метрические единицы
Расчет балки с одним центром нагрузки - Имперские единицы
Пример - Балка с одинарной центральной нагрузкой

Максимальное напряжение в стальной широкополочной балке W 12 x 35 дюймов, длина 100 дюймов, длина , момент инерции 285 дюймов, 4 , модуль упругости эластичность 2

00 psi , с центральной нагрузкой 10000 фунтов можно рассчитать как

σ max = y max FL / (4 I)

= (6.25 дюймов) (10000 фунтов) (100 дюймов) / (4 (285 дюймов 4 ))

= 5482 (фунт / дюйм 2 , фунт / кв. Дюйм)

Максимальный прогиб можно рассчитать как

δ max = FL 3 / EI 48

= (10000 фунтов / дюйм) (100 дюймов) 3 / ((2

00 фунтов / дюйм 2 ) (285 дюймов 4 ) 48 )

= 0,025 дюйма

Некоторые типичные пределы отклонения по вертикали

  • Полное отклонение: пролет / 250
  • Прогиб при динамической нагрузке: пролет / 360
  • консолей: пролет / 180
  • балки деревянных перекрытий в домашних условиях: пролет / 330 (макс. 14 мм)
  • хрупкие элементы: пролет / 500
  • подкрановые балки: пролет / 600

Балка, поддерживаемая на обоих концах - эксцентричная нагрузка

Максимальный момент в балке с одинарной эксцентричной нагрузкой при точка нагрузки:

M макс 900 50 = F ab / L (4a)

Максимальное напряжение

Максимальное напряжение в балке с одноцентровой нагрузкой, поддерживаемой с обоих концов:

σ max = y max F ab / (LI) (4b)

Максимальный прогиб в точке нагрузки может быть выражен как

δ F = F a 2 b 2 / (3 EIL) (4c)

Силы, действующие на концы:

R 1 = F b / L (4d)

R 2 = F a / L (4e)

Балка, поддерживаемая на обоих концах - две эксцентрические нагрузки

Максимальный момент (между нагрузками) в балке с двумя эксцентрическими нагрузками:

M max = F a (5a)

Максимальное напряжение

Максимальное напряжение в балке с двумя эксцентрическими нагрузками, поддерживаемыми на обоих концах:

σ max = y max F a / I (5b)

Максимум прогиб в точке нагрузки можно выразить как

δ F = F a (3L 2 - 4 a 2 ) / (24 EI) (5c)

Силы, действующие на концы:

R 1 = R 2

= F (5d)

Вставьте балки в свою модель Sketchup с помощью Engineering ToolBox Sketchup Extension

Балка поддерживается на обоих концах - трехточечная нагрузка

Максимальный момент (между нагрузками) в балке с тремя точечными нагрузками:

M max = FL / 2 (6a)

Максимальное напряжение

Максимальное напряжение в балке с трехточечными нагрузками, поддерживаемыми на обоих концах:

σ max = y max FL / (2 I) (6b)

Максимальный прогиб в центре балки можно выразить как

δ F = FL 3 / (20.22 E I) (6c)

Силы, действующие на концы:

R 1 = R 2

= 1,5 F (6d)

.

Как уменьшить прогиб железобетонных балок и перекрытий?

В большинстве случаев конструкция железобетонных балок и плит определяется не прочностью, а прогибом. В этой статье объясняются различные меры по контролю прогиба балок и плит RCC.

Если эти варианты реализованы должным образом, результат может быть более рентабельным по сравнению с элементами, которые либо демонстрируют прогиб, следовательно, требуют дорогостоящего восстановления, либо элементы, которые предназначены для излишней реакции на прогиб.

Чтобы полностью оценить эти методы, проектировщикам необходимо знать уровень напряжений в железобетонных элементах; есть ли в бетонном элементе трещины или нет трещин. Бетонные элементы считаются полностью растрескавшимися, если приложенный момент в положительных частях превышает момент растрескивания более чем в два раза.

Кроме того, для всех вариантов обсуждается влияние опций на прогиб, почти на величину уменьшения прогиба и применение этих методов в надлежащих условиях.

Эти варианты делятся на три основные категории, включая методы проектирования, методы строительства и выбор материалов.В этой статье обсуждаются варианты конструкции для уменьшения прогибов.

Как уменьшить прогиб железобетонных балок и перекрытий?

Ниже приведены методы проектирования для уменьшения прогиба железобетонных балок и плит

  • Сделать элемент глубже
  • Сделать стержень шире
  • Ввести компрессионную арматуру
  • Добавить усиление натяжения
  • Применить или увеличить предварительное напряжение
  • Исправить геометрию конструкции
  • Проверить критерии предела прогиба

Увеличьте глубину балок и перекрытий RCC

Может быть трудно или невозможно изменить размеры бетонных элементов после того, как архитектурный проект будет определен, но есть ситуации, когда можно увеличить глубину балки.

Утверждается, что уменьшение прогиба приблизительно равно квадрату эффективной глубины [I = nA s (1-k) jd 2 почти = d 2 ] для трещин и почти равно кубу отношение общей глубины [I = (bh 3 ) / почти 12 = h 3 ] для участков без трещин.

Повышение жесткости за счет увеличения глубины более эффективно для прямоугольного сечения без трещин по сравнению с Т-образным сечением без трещин. Это связано с тем, что фланцы не меняются, а влияние фланца на жесткость без трещин постоянно и не пропорционально увеличению глубины.

Когда глубина секции увеличивается до такой степени, что это может привести к снижению растягивающего напряжения, так что участок с трещинами становится частично потрескавшимся или не растрескавшимся, тогда жесткость элемента будет существенно увеличиваться.

Наконец, жесткость элемента без трещин может быть в три раза выше, чем жесткость элемента с частичными трещинами.

Выбор более широких сечений стержней RCC-балок

Если элемент не имеет трещин, увеличение ширины сечения приводит к пропорциональному увеличению жесткости.Однако увеличение ширины элемента с трещинами не приведет к заметному повышению жесткости элемента, если только секция не станет без трещин после увеличения ее ширины.

Этот метод не может быть реализован в перекрытиях и элементах с физическими ограничениями на их ширину. Тем не менее, эта опция применима и значительно эффективна для увеличения жесткости, когда архитектурные соображения предотвращают любое изменение высоты балки.

Введение компрессионного армирования в балки и плиты из RCC

Добавление компрессионных стержней в соответствии с процедурой Кодекса ACI не повлияет на немедленное отклонение, но уменьшит прогиб вдвое.

Например, если долговременный и кратковременный прогиб элемента составляет 25 мм и 12 мм соответственно (общий прогиб 37 мм), добавление 2% компрессионной арматуры снижает долговременный прогиб на 50%, что означает 12,5 мм и полное прогибание элемента. член будет 24,5 мм.

Эффект армирования сжатой сталью

будет выше, если он будет размещен близко к сжатой поверхности, поэтому этот метод более эффективен в глубоких балках, чем в более мелких балках или плитах, если оба элемента имеют одинаковое бетонное покрытие.

Несмотря на то, что эта опция полезна для всех изгибаемых элементов, она существенно эффективна и значительно полезна для Т-образной балки, в которой нервная ось расположена близко к поверхности сжатия.

Добавить усиление растяжения к балкам и перекрытиям из RCC

Добавление натяжных стержней значительно эффективнее и почти пропорционально уменьшает прогиб (немедленный плюс длительный прогиб) с увеличением стали в секциях с полностью трещинами.

Напротив, влияние добавок растянутых сталей на прогиб без трещин практически отсутствует. Например, если прогиб элемента составляет 3,8 см, его можно уменьшить примерно до 2,8 см, добавив к элементу пятьдесят процентов натяжного усиления.

Максимальное ограничение армирования, рекомендованное Кодексом ACI, не должно превышаться при добавлении стали, работающей на растяжение.

Этот метод оказывает существенное влияние на недостаточно армированные сплошные и ребристые плиты. Он не подходит или ограничен для сильно армированных балок, если не добавлены компрессионные стали.Наконец, возможно усиление скопления, если будет решено применить эту технику.

Применить или увеличить предварительное напряжение

Большинство предварительно напряженных элементов предназначены для уравновешивания приложенных нагрузок; это означает, что реакция предварительно напряженных сухожилий вверх почти равна мертвым и другим постоянным и постоянным нагрузкам. Прогиб от временной нагрузки одинаков как для предварительно напряженного, так и для нормального железобетонного профиля.

Когда предварительное напряжение приводит к тому, что элемент остается в неповрежденном состоянии, тогда как в противном случае он будет треснутым, прогиб из-за временной нагрузки будет меньше.Более того, если размер элемента уменьшить, чтобы использовать предварительное напряжение, прогиб как следствие временной нагрузки будет значительно большим.

Вот почему отношение пролета к глубине плит перекрытия и крыш ограничено 48 и 52 соответственно в случае небольшой временной нагрузки. В случае, когда отношение временной нагрузки к статической нагрузке велико, отношение пролета к глубине должно быть пропорционально уменьшено для достижения желаемых характеристик отклонения.

Наконец, если элемент подвергается предварительному напряжению только для обеспечения удовлетворительного прогиба, тогда нет необходимости уравновешивать всю статическую нагрузку, и элемент может быть частично треснут.

Изменить геометрию конструкции

Этот вариант может включать добавление поперечных элементов для создания двухсторонних систем, уменьшение длины пролета за счет увеличения номера колонны и увеличение размера колонны, чтобы придать более сильные ограничения изгибным элементам. Последний вариант особенно важен для конечных пролетов.

Пересмотреть критерии предела прогиба

В ситуации, когда прогиб элемента превышает ограничения прогиба, можно пересмотреть ограничения прогиба, чтобы выяснить, является ли это излишне жестким ограничением или нет.

Если анализ и опыт показали, что критерии ограничения прогиба могут быть увеличены, то применять другие меры не требуется. Большинство строительных норм не устанавливает абсолютных ограничений на прогиб.

Использование рекомендаций строительных норм в отношении занятости здания или условий строительства остается на усмотрение инженеров.

Подробнее:

Факторы, влияющие на прогиб железобетонных балок и перекрытий

Строительные меры и материалы для уменьшения прогиба бетонных балок и плит

Методы повышения пластичности RCC-балок с помощью армированных волокном полимерных стержней

Причины чрезмерных прогибов железобетонных плит

.

Балки - фиксированные на обоих концах

Балки, фиксированные на обоих концах - одноточечная нагрузка

Изгибающий момент

M A = - F ab 2 / L 2 (1a)

где

M A = момент на неподвижном конце A (Нм, фунт f футов)

F = нагрузка (Н, фунт f )

M B = - F a 2 b / L 2 (1b)

где

M B = момент на неподвижном конце B (Нм, фунт f футов)

M F = 2 F a 2 b 2 / L 3 (1c)

где

M F = момент при точечной нагрузке (Нм, фунт f футов)

D прогиб

δ F = F a 3 b 3 / (3 L 3 EI) (1d)

где

δ F = прогиб при точечной нагрузке (м, фут)

E = Модуль упругости (Па (Н / м 2 ), Н / мм 2 , psi)

I = Момент площади инерции (м 4 , мм 4 , дюйм 4 )

Реакции опоры

R A = F (3 a + b) b 2 / L 3 (1f)

где

R A = сила опоры на неподвижном конце A (Н, фунт f )

R B = F (a + 3 b) a 2 / л 3 (1g)

где

R B = сила опоры на фиксированном конце B (Н, фунт f )

Балка, закрепленная на обоих концах - равномерная непрерывная распределенная нагрузка

Изгибающий момент

M A = M B

= - q L 2 /12 (2a)

, где

M = моменты на неподвижных концах (Нм, фунт f фут)

q = равномерная нагрузка (Н / м, фунт f / фут)

M 1 = q L 2 /24 (2b)

где

M 1 = момент в центре (Нм, фунт f футов)

Прогиб

δ max = q L 4 / (384 EI) (2c)
900 16

где

δ max = максимальный прогиб в центре (м, фут)

E = Модуль упругости (Па (Н / м 2 ), Н / мм ) 2 , psi)

I = Момент инерции площади (м 4 , мм 4 , дюйм 4 )

Реакции опоры

R A = R B

= q L / 2 (2d)

, где

R = опорные силы на фиксированных концах (Н, фунт f )

Балка, закрепленная на обеих Концы - равномерно уменьшающаяся распределенная нагрузка

Изгибающий момент

M A = - q L 2 /20 (3a)

где

M 9000 9 A = моменты на неподвижном конце A (Нм, фунт f футов)

q = равномерная снижающаяся нагрузка (Н / м, фунт f / фут)

M B = - q L 2 /30 (3b)

где

M B = моменты на неподвижном конце B (Нм, фунт f футов)

M 1 = q L 2 /46.6 (3c)

где

M 1 = момент при x = 0,475 L (Нм, фунт f футов)

Прогиб

δ max = q L 4 / (764 EI) (3d)

где

δ max = максимальный прогиб при x = 0,475 L (м, фут)

E = Модуль упругости (Па (Н / м 2 ), Н / мм 2 , psi)

I = Момент инерции площади (м 4 , мм 4 , дюйм 4 )

δ 1/2 = q L 4 / (768 EI) (3e)

где

δ 1/2 = отклонение при x = 0.5 л (м, фут)

Реакции опоры

R A = 7 q L / 20 (3f)

где

R A = сила опоры на неподвижном конце A (Н, фунт f )

R B = 3 q L / 20 (3g)

где

R B = усилие опоры на неподвижном конце B (Н, фунт f )

Балка, закрепленная на обоих концах - частично равномерная непрерывная распределенная нагрузка

Изгибающий момент

M A = - (qa 2 /6) (3-4 a / l + 1.5 (a / L) 2 ) (4a)

где

M A = момент на неподвижном конце A (Нм, фунт f футов)

q = частично однородный нагрузка (Н / м, фунт f / фут)

M B = - (qa 2 /3) (a / L - 0,75 (a / L) 2 ) (4b)

, где

M B = момент на неподвижном конце B (Нм, фунт f футов)

Реакции поддержки

R A = qa (L - 0.5 a) / L - (M A - M B ) / L (4c)

, где

R A = сила опоры на неподвижном конце A (Н, фунт f )

R B = qa 2 / (2 л) + (M A - M B ) / L (4d)

где

R B = опорная сила на неподвижном конце B (Н, фунт f )

.

Смотрите также