Тема овог чланка је прорачун надстрешнице од поликарбоната својим рукама. Морамо научити како израчунати главне параметре структуре повезане са његовом снагом и димензијама. Па идемо.
Шта рачунамо
Морамо научити како израчунати:
- Дебљина поликарбоната и нагиб сандука у зависности од очекиваног оптерећења снега по квадратном метру.
- Димензије поклопца лука (који се у геометријском смислу своди на израчунавање дужине лука).
Да појаснимо: истражујемо начине за израчунавање лука за познати полупречник и угао сектора, као и за случај када су нам позната само растојања између крајњих тачака површине лука.
- Минимални пресек цеви са познатим оптерећењем савијања.
Овим редоследом идемо даље.
Дебљина летвица и премаза
Почнимо са прорачуном оптерећења снега.
Пре него што схватимо како израчунати надстрешницу од поликарбоната, формулисаћемо неколико претпоставки на којима се израчунавање заснива.
- Наведени подаци су релевантни за висококвалитетни материјал без знакова уништења ултраљубичастим зрачењем. Поликарбонат без УВ филтера постаје крхак након 2-3 године рада на светлости.
- Намерно занемарујемо ограничену деформациону стабилност сандука, сматрајући га апсолутно чврстим.
А сада - табела која ће вам помоћи да изаберете оптималну дебљину поликарбоната и нагиб сандука.
| Оптерећење, кг/м2 | Димензије ћелије сандука са дебљином поликарбоната, мм | |||
| 6 | 8 | 10 | 16 | |
| 100 | 1050к790 | 1200к900 | 1320к920 | 1250к950 |
| 900к900 | 950к950 | 1000к1000 | 1100к1100 | |
| 820к1030 | 900к1100 | 900к1150 | 950к1200 | |
| 160 | 880к660 | 1000к750 | 1050к750 | 1150к900 |
| 760к760 | 830к830 | 830к830 | 970к970 | |
| 700к860 | 750к900 | 750к950 | 850к1050 | |
| 200 | 800к600 | 850к650 | 950к700 | 1100к850 |
| 690к690 | 760к760 | 780к780 | 880к880 | |
| 620к780 | 650к850 | 700к850 | 750к950 | |
Арцх
Обрачун по полупречнику и сектору
Како израчунати лук за надстрешницу ако знамо полупречник савијања и лучни сектор?
Формула ће изгледати као П=пи*р*н/180, где је:
- П је дужина лука (у нашем случају, дужина поликарбонатног лима или профилне цеви, која ће постати елемент рама).
- пи је број "пи" (у прорачунима који не захтевају изузетно високу тачност, обично се узима једнак 3,14).
- р је полупречник лука.
- н је угао лука у степенима.
Хајде да, као пример, сопственим рукама израчунамо дужину лука надстрешнице са радијусом од 2 метра и сектором од 35 степени.
П = 3,14 * 2 * 35 / 180 = 1,22 метара.
У процесу рада често се јавља супротна ситуација: потребно је подесити радијус и сектор лука на фиксну дужину лука. Разлози су јасни: цена поликарбоната је довољно висока да минимизира количину отпада.
Очигледно, у овом случају ће производ сектора и полупречника бити једнак П/пи*180.
Покушајмо да уклопимо лук испод стандардног листа дужине 6 метара. 6/3,14*180=343,9 (са заокруживањем). Даље - једноставан избор вредности са калкулатором у руци: на пример, за лучни сектор од 180 степени, можете узети полупречник једнак 343,9 / 180 \у003д 1,91 метара; са радијусом од 2 метра, сектор ће бити једнак 343,9 / 2 \у003д 171,95 степени.
Рачунање по акордима
Како изгледа прорачун дизајна надстрешнице од поликарбоната са луком ако имамо само податке о растојању између ивица лука и његове висине?
У овом случају се примењује такозвана Хајгенсова формула. Да бисмо га користили, хајде да ментално поделимо тетиву која повезује крајеве лука на пола, након чега нацртамо окомиту на тетиву у средини.
Сама формула има облик Р=2л+1/3*(2л-Л), где је л тетива АМ, а Л тетива АБ.
Важно: прорачун даје приближан резултат. Максимална грешка је 0,5%; што је мањи угаони сектор лука, мања је грешка.
Израчунајмо дужину лука за случај када је АБ \у003д 2 м и АМ - 1,2 м.
П=2*1,2+1/3*(2*1,2-2)=2,4+1/3*0,4=2,533 метара.
Прорачун пресека са познатим оптерећењем на савијање
Сасвим животна ситуација: део крошње је визир познате дужине. Можемо грубо проценити вршно оптерећење снегом на њему. Како одабрати профилну цев таквог пресека за греде тако да се не савија под оптерећењем?
Белешка! Намерно не додирујемо како израчунати оптерећење надстрешнице. Процена оптерећења снегом и ветром је сасвим самодовољна тема за посебан чланак.
Да бисмо израчунали, потребне су нам две формуле:
- М = ФЛ, где је М момент савијања, Ф сила примењена на крај полуге у килограмима (у нашем случају тежина снега на визиру), а Л је дужина полуге (дужина греде која носи оптерећење од снега, од ивице до тачке причвршћивача) у центиметрима.
- М/В=Р, где је В момент отпора, а Р чврстоћа материјала.
И како ће нам ова гомила непознатих вредности помоћи?
Само по себи, ништа. Неки референтни подаци недостају за прорачун.
| челика | Снага (Р), кгф/цм2 |
| Ст3 | 2100 |
| Ст4 | 2100 |
| Ст5 | 2300 |
| 14Г2 | 2900 |
| 15ГС | 2900 |
| 10Г2С | 2900 |
| 10Г2СД | 2900 |
| 15ХСНД | 2900 |
| 10ХСНД | 3400 |
Референца: Ст3, Ст4 и Ст5 челици се обично користе за професионалне цеви.
Сада, на основу података које имамо, можемо израчунати момент отпора савијања профилне цеви. Урадимо то.
Претпоставимо да се на двометарској надстрешници са три носеће греде од челика Ст3 акумулира 400 килограма снега.Да бисмо поједноставили прорачуне, сложићемо се да целокупно оптерећење пада на ивицу визира. Очигледно, оптерећење на свакој греди ће бити 400/3=133,3 кг; са полугом од два метра, момент савијања ће бити једнак 133,3 * 200 \у003д 26660 кгф * цм.
Сада израчунавамо момент отпора В. Из једначине 26660 кгф * цм / В = 2100 кгф / цм2 (чврстоћа челика) следи да момент отпора треба да буде најмање 26660 кгф * цм / 2100 кгф / цм2 = 12,7 цм3.
Како ће нас вредност момента отпора довести до димензија цеви? Кроз табеле асортимана садржане у ГОСТ 8639-82 и ГОСТ 8645-68 које регулишу димензије квадратних и обликованих цеви. За сваку величину означавају одговарајући момент отпора, а за правоугаони пресек - дуж сваке од оса.
Након провере табела, сазнајемо да је минимална величина квадратне цеви са потребним карактеристикама 50к50к7,0 мм; правоугаона (са вертикалном оријентацијом веће стране) - 70к30к5,0 мм.
Закључак
Надамо се да нисмо презапослили читаоца обиљем сувопарних цифара и формула. Као и увек, додатне информације о методама за израчунавање и пројектовање надстрешница од поликарбоната можете пронаћи у видео снимку у овом чланку. Срећно!
Да ли вам је чланак помогао?