Tema ovog članka je izračun nadstrešnice od polikarbonata vlastitim rukama. Moramo naučiti kako izračunati glavne parametre strukture povezane s njezinom snagom i dimenzijama. Pa, idemo.
Što računamo
Moramo naučiti izračunati:
- Debljina polikarbonata i nagib sanduka ovisno o očekivanom opterećenju snijegom po kvadratnom metru.
- Dimenzije poklopca luka (što se u geometrijskom smislu svodi na izračunavanje duljine luka).
Da pojasnimo: istražujemo načine za izračunavanje luka za poznati polumjer i kut sektora, kao i za slučaj kada znamo samo udaljenosti između krajnjih točaka površine luka.
- Minimalni presjek cijevi uz poznato opterećenje na savijanje.
Ovim redom ćemo ići dalje.
Debljina letvice i premaza
Počnimo s izračunom opterećenja snijegom.
Prije nego što shvatimo kako izračunati nadstrešnicu od polikarbonata, formulirat ćemo nekoliko pretpostavki na kojima se temelji izračun.
- Navedeni podaci su relevantni za kvalitetan materijal bez znakova razaranja ultraljubičastim zračenjem. Polikarbonat bez UV filtera postaje krhak nakon 2-3 godine rada na svjetlu.
- Namjerno zanemarujemo ograničenu deformacijsku stabilnost sanduka, smatrajući ga apsolutno čvrstim.
A sada - stol koji će vam pomoći odabrati optimalnu debljinu polikarbonata i nagib sanduka.
| Opterećenje, kg/m2 | Dimenzije ćelija sanduka s debljinom polikarbonata, 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 | |
Arh
Obračun po radijusu i sektoru
Kako izračunati luk za nadstrešnicu ako znamo radijus savijanja i sektor luka?
Formula će izgledati kao P=pi*r*n/180, gdje je:
- P je duljina luka (u našem slučaju, duljina polikarbonatne ploče ili profilne cijevi, koja će postati element okvira).
- pi je broj "pi" (u izračunima koji ne zahtijevaju izuzetno visoku točnost, obično se uzima jednak 3,14).
- r je polumjer luka.
- n je kut luka u stupnjevima.
Na primjer, izračunajmo vlastitim rukama duljinu luka nadstrešnice s polumjerom od 2 metra i sektorom od 35 stupnjeva.
P \u003d 3,14 * 2 * 35 / 180 \u003d 1,22 metra.
U procesu rada često se javlja suprotna situacija: potrebno je prilagoditi polumjer i sektor luka fiksnoj duljini luka. Razlozi su jasni: cijena polikarbonata je dovoljno visoka da minimizira količinu otpada.
Očito, u ovom slučaju umnožak sektora i polumjera bit će jednak P/pi*180.
Pokušajmo postaviti luk ispod standardne ploče duljine 6 metara. 6/3,14*180=343,9 (sa zaokruživanjem). Nadalje - jednostavan odabir vrijednosti s kalkulatorom u ruci: na primjer, za lučni sektor od 180 stupnjeva, možete uzeti radijus jednak 343,9 / 180 \u003d 1,91 metara; s radijusom od 2 metra, sektor će biti jednak 343,9 / 2 \u003d 171,95 stupnjeva.
Računanje po akordima
Kako izgleda izračun dizajna polikarbonatne nadstrešnice s lukom ako imamo samo podatke o udaljenosti rubova luka i njegovoj visini?
U ovom slučaju primjenjuje se tzv. Huygensova formula. Da bismo ga koristili, mentalno podijelimo tetivu koja spaja krajeve luka na pola, nakon čega povučemo okomicu na tetivu u sredini.
Sama formula ima oblik R=2l+1/3*(2l-L), gdje je l tetiva AM, a L tetiva AB.
Važno: izračun daje približan rezultat. Maksimalna pogreška je 0,5%; što je manji kutni sektor luka, to je manja greška.
Izračunajmo duljinu luka za slučaj kada je AB \u003d 2 m i AM - 1,2 m.
P=2*1,2+1/3*(2*1,2-2)=2,4+1/3*0,4=2,533 metra.
Proračun presjeka s poznatim opterećenjem na savijanje
Sasvim životna situacija: dio nadstrešnice je vizir poznate duljine. Možemo grubo procijeniti vršno opterećenje snijegom na njemu. Kako odabrati profilnu cijev takvog presjeka za grede tako da se ne savija pod opterećenjem?
Bilješka! Namjerno se ne dotičemo kako izračunati opterećenje nadstrešnice. Procjena opterećenja snijegom i vjetrom potpuno je samodostatna tema za poseban članak.
Za izračun potrebne su nam dvije formule:
- M = FL, gdje je M moment savijanja, F sila koja djeluje na kraj poluge u kilogramima (u našem slučaju težina snijega na viziru), a L je duljina poluge (duljina grede koja nosi opterećenje od snijega, od ruba do točkastih spojnica) u centimetrima.
- M/W=R, gdje je W moment otpora, a R čvrstoća materijala.
I kako će nam ta gomila nepoznatih vrijednosti pomoći?
Samo po sebi ništa. Neki referentni podaci nedostaju za izračun.
| stupanj čelika | Snaga (R), kgf / cm2 |
| St3 | 2100 |
| St4 | 2100 |
| St5 | 2300 |
| 14G2 | 2900 |
| 15GS | 2900 |
| 10G2S | 2900 |
| 10G2SD | 2900 |
| 15HSND | 2900 |
| 10HSND | 3400 |
Referenca: Čelici St3, St4 i St5 obično se koriste za profesionalne cijevi.
Sada, na temelju podataka koje imamo, možemo izračunati moment otpora savijanja profilne cijevi. Učinimo to.
Pretpostavimo da se na nadstrešnici od dva metra s tri nosive grede od čelika St3 nakupi 400 kilograma snijega.Da bismo pojednostavili izračune, složit ćemo se da cijelo opterećenje pada na rub vizira. Očito, opterećenje svake grede će biti 400/3=133,3 kg; s polugom od dva metra, moment savijanja bit će jednak 133,3 * 200 \u003d 26660 kgf * cm.
Sada izračunavamo moment otpora W. Iz jednadžbe 26660 kgf * cm / W = 2100 kgf / cm2 (čvrstoća čelika) slijedi da moment otpora treba biti najmanje 26660 kgf * cm / 2100 kgf / cm2 = 12,7 cm3.
Kako će nas vrijednost momenta otpora dovesti do dimenzija cijevi? Kroz tablice asortimana sadržane u GOST 8639-82 i GOST 8645-68 koje reguliraju dimenzije kvadratnih i profiliranih cijevi. Za svaku veličinu označavaju odgovarajući moment otpora, a za pravokutni presjek - duž svake od osi.
Nakon provjere tablica, saznajemo da je minimalna veličina kvadratne cijevi s potrebnim karakteristikama 50x50x7,0 mm; pravokutni (s okomitom orijentacijom veće strane) - 70x30x5,0 mm.
Zaključak
Nadamo se da nismo preopteretili čitatelja obiljem suhoparnih brojki i formula. Kao i uvijek, dodatne informacije o metodama izračuna i projektiranja nadstrešnica od polikarbonata mogu se naći u videu u ovom članku. Sretno!
Je li vam članak pomogao?