Исследование статической работы клееных рам | Статья в журнале «Молодой ученый»

Авторы: ,

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №12 (59) декабрь 2013 г.

Дата публикации: 04.12.2013

Статья просмотрена: 169 раз

Библиографическое описание:

Арискин М. В., Куценко Е. В. Исследование статической работы клееных рам // Молодой ученый. — 2013. — №12. — С. 94-96. — URL https://moluch.ru/archive/59/8438/ (дата обращения: 10.12.2018).

Настоящая статья продолжает цикл работ учёных ПГУАС исследованию связанных с разработкой эффективных деревянных конструкций [1], [2], [3].

Методикой предусматривалось расчет различных рам методом конечных элементов основные размеры рам приняты из условия предварительных расчетов рам: высота сечения рам назначается в пределах 1/12... 1/30 пролета рам. Высота поперечного сечения ригеля рам в коньковом узле принимается не менее 0,3 h, а в опорном сечении — не менее 0,4 h.Прямолинейные элементы рам изготавливаются из слоев толщиной после острожки 32 мм. Толщина слоев в гнутоклееных рамах зависит от внутреннего радиуса кривизны в карнизном узле и назначается в пределах 16...24 мм.Радиус гнутого узла принимается в пределах 2м — 4м.

Основные параметры гнутоклееной рамы показаны на рисунке 1.

Описание: C:\Users\Stas\Desktop\темп\+6.png

Рис. 1 Деревянная гнутоклееная рама

Расчет выполнен с помощью проектно-вычислительного комплекса SCAD [4]. Комплекс реализует конечно-элементное моделирование статических и динамических расчетных схем, проверку устойчивости, выбор невыгодных сочетаний усилий, подбор арматуры железобетонных конструкций, проверку несущей способности стальных конструкций. В представленной ниже пояснительной записке описаны лишь фактически использованные при расчетах названного объекта возможности комплекса SCAD.

Для задания данных о расчетной схеме могут быть использованы различные системы координат, которые в дальнейшем преобразуются в декартовы. В дальнейшем для описания расчетной схемы используются следующие декартовы системы координат:

Глобальная правосторонняя система координат XYZ, связанная с расчетной схемой.

Локальные правосторонние системы координат, связанные с каждым конечным элементом.

Расчетная схема определена как система с признаком 5. Это означает, что рассматривается система общего вида, деформации которой и ее основные неизвестные представлены линейными перемещениями узловых точек вдоль осей X, Y, Z и поворотами вокруг этих осей.

Гнутоклееная деревянная рама представлена как трех шарнирная и одна шарнирная. Заданы правильные граничные условия, и приложена расчетная нагрузка. рассмотрены три комбинации загружений:

1)                 Собственный вес(0.05 Т/м) + погонная нагрузка от покрытия (0.68 Т/м)+ снег на всю длину (0.54 Т/м)

2)                 Собственный вес(0.05 Т/м) + погонная нагрузка от покрытия(0.68 Т/м) + снег слева (0.54 Т/м)

3)                 Собственный вес(0.05 Т/м) + погонная нагрузка от покрытия (0.68 Т/м)+ снег справа (0.54 Т/м)

Результаты статических расчетов приведены на рисунке 2.1–2.6, где приведены эпюры основных усилий (изгибающих моментов, поперечных сил, продольных сил) в трехшарнирной и одношарнирной раме.

Описание: 3х M ровно

Описание: 1 M ровно

Рис. 2.1. Эпюра усилий Му в трех шарнирной раме

Рис. 2.2. Эпюра усилий Му в одношарнирной раме.

Описание: 3х N ровно

Описание: 1 N ровно

Рис. 2.3. Эпюра усилий N в трех шарнирной раме.

Рис. 2.4. Эпюра усилий N в одно шарнирной раме.

Описание: 3х Q ровно

Описание: 1 Q ровно

Рис. 2.5. Эпюра усилий Q в трех шарнирной раме.

Рис. 2.6. Эпюра усилий Q в одно шарнирной раме.

Нетрудно заметить, что введение «лишних» связей, т. е. статической неопределимости в статическую работу рам, приводит к перераспределению усилий с наиболее напряженного участка (гнутой карнизной части) рамы в менее напряженные места. Учитывая то, что карнизная гнутая часть является наиболее ответственной, с точки зрения безопасности работы рамы, подобное явление благоприятно, поскольку позволяет при пректировании рамы уменьшить рабочее сечения в опасных участках и более надежно выполнить напряженный участок гнутой рамы.

Сравнивая величины максимальных изгибающих моментов, возникающих в одношарнирной и трехшарнирной рамах, можно отметить снижение расчетных усилий в наиболее опасном и напряженном сечении почти на 6 % Естественно что такое снижение максимального изгибающего момента в раме может привести к уменьшению высоты рабочего сечения почти на 50 %

Перераспределение изгибающего момента с карнизного узла на определенную часть стоек рамы, с другой стороны, может привести к увеличению высоты сечения стоек рамы в определенных участках. Однако следует заметить, что на этих участках отсутствует кривизна (что лучше для работы деревянного клееного элемента) и выравнивание высоты сечения рамы по длине ее снимет технологические трудности при выполнении переменности высоты сечения по длине рамы.

Считаем, что изменение статической схемы рамы, т. е. переход на рамы одношарнирные может дать в целом технико-экономический эффект как в расходе клееной древесины так и в трудозатрат при их изготовлении.

Литература:

1.         Современные тенденции развития проектирования в строительстве [Текст] / М. В. Арискин [и др.] // Молодой ученый. — 2012. — № 10. — С. 31–33

2.         Применение многорядных соединений в деревянных конструкциях в практике строительства [Текст] / М. В. Арискин [и др.] // Молодой ученый. — 2013. — № 5. — С. 35–38.

3.         Экономическая эффективность проектирования в комплексе Аllplan по сравнению с существующими CAD-системами [Текст] / М. В. Арискин [и др.] // Молодой ученый. — 2013. — № 5. — С. 32–35.

4.         Лицензия № 8135м от 07.12.2009 г. (Пользователь Арискин М. В.)

Основные термины (генерируются автоматически): шарнирная рама, SCAD, расчетная схема, эпюр усилий, погонная нагрузка, Собственный вес, рама, рабочее сечение, карнизный узел, XYZ.


Похожие статьи

Исследование напряженно-деформированного состояния...

Расчетная схема, угол поворота, конечный элемент, ось, SCAD, Собственный вес, линейное перемещение, погонная нагрузка, перемещение, рама.

Исследование работы рам в зависимости от способа закрепления

Анализируя эпюры M, N, Q приходим к выводу, что продольная сила в трех рамах практически одинакова, а

Так если рассматривать жесткую и одношарнирную раму, то видно что моменты в карнизном узле одинаковы, а на опоре различны.

2. Расчет трех шарнирной рамы.

Исследование напряженно-деформированного состояния гнутых...

Исследование напряженно-деформированного состояния гнутых карнизных узлов рам.

Рис. 9. Схема расчетной модели рамы построенной в Программном комплексе SCAD 11.3.

Если в прямолинейном участке (сечение 9) эпюра имеет симметричную параболическую форму, то в...

Расчёт узла сопряжения колонн с фундаментом

Соединения несущих балок с колонной осуществлено по шарнирной схеме. Естественно, что при определении усилий в элементах поперечной рамы необходимо было вводить жёсткое

Значения этих напряжений могут быть разные в виде схем (рис.4): Рис.4 Эпюры нагружения.

Расчет многорядных соединений на вклеенных шайбах...

Расчет выполнен с помощью проектно-вычислительного комплекса SCAD. Комплекс реализует, конечно-элементное, моделирование статических и динамических расчетных схем, проверку устойчивости, выбор невыгодных сочетаний усилий...

Расчет однопролетной балки | Статья в журнале «Молодой ученый»

2) Изобразить расчетную схему балки в соответствии с вариантами закрепления и обозначить на ней величины нагрузки и размеры

момент инерции сечения.

Эпюра перерезывающих сил жестко заделанной балки.

Проектирование фермных рам для транспортно-складского...

б — расчётная схема вертикальных нагрузок рамы.

На основании расчётов построим эпюры сил (рис. 5а) и моментов (рис. 5б). Учитывая то, что рама транспортёра-манипулятора выполнена не на цилиндрических шарнирах, а с жесткой заделкой в т. А и D рис. 4 при малых...

Решение прочностных задач при помощи САПР MathCAD

Ключевые слова: статически неопределимая кольцевая рама, метод сил, эпюры изгибающих моментов, единичное и

Рис.1. а) Схема парусного свода; b) Расчётная схема рамы свода.

Нормативная нагрузка — (снеговая нагрузка и собственный вес железобетона конструкции).

Исследование работы железобетонных балок с пролетом среза...

Рис. 1. Схема силовой установки испытания образцов-балок: 1 — металлическая рама; 2

Принятая расчетная схема допустима, так как обе

Распределение касательных напряжений txy: эпюры имеют максимальные значения в верхней части вертикальных сечений...

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle

Похожие статьи

Исследование напряженно-деформированного состояния...

Расчетная схема, угол поворота, конечный элемент, ось, SCAD, Собственный вес, линейное перемещение, погонная нагрузка, перемещение, рама.

Исследование работы рам в зависимости от способа закрепления

Анализируя эпюры M, N, Q приходим к выводу, что продольная сила в трех рамах практически одинакова, а

Так если рассматривать жесткую и одношарнирную раму, то видно что моменты в карнизном узле одинаковы, а на опоре различны.

2. Расчет трех шарнирной рамы.

Исследование напряженно-деформированного состояния гнутых...

Исследование напряженно-деформированного состояния гнутых карнизных узлов рам.

Рис. 9. Схема расчетной модели рамы построенной в Программном комплексе SCAD 11.3.

Если в прямолинейном участке (сечение 9) эпюра имеет симметричную параболическую форму, то в...

Расчёт узла сопряжения колонн с фундаментом

Соединения несущих балок с колонной осуществлено по шарнирной схеме. Естественно, что при определении усилий в элементах поперечной рамы необходимо было вводить жёсткое

Значения этих напряжений могут быть разные в виде схем (рис.4): Рис.4 Эпюры нагружения.

Расчет многорядных соединений на вклеенных шайбах...

Расчет выполнен с помощью проектно-вычислительного комплекса SCAD. Комплекс реализует, конечно-элементное, моделирование статических и динамических расчетных схем, проверку устойчивости, выбор невыгодных сочетаний усилий...

Расчет однопролетной балки | Статья в журнале «Молодой ученый»

2) Изобразить расчетную схему балки в соответствии с вариантами закрепления и обозначить на ней величины нагрузки и размеры

момент инерции сечения.

Эпюра перерезывающих сил жестко заделанной балки.

Проектирование фермных рам для транспортно-складского...

б — расчётная схема вертикальных нагрузок рамы.

На основании расчётов построим эпюры сил (рис. 5а) и моментов (рис. 5б). Учитывая то, что рама транспортёра-манипулятора выполнена не на цилиндрических шарнирах, а с жесткой заделкой в т. А и D рис. 4 при малых...

Решение прочностных задач при помощи САПР MathCAD

Ключевые слова: статически неопределимая кольцевая рама, метод сил, эпюры изгибающих моментов, единичное и

Рис.1. а) Схема парусного свода; b) Расчётная схема рамы свода.

Нормативная нагрузка — (снеговая нагрузка и собственный вес железобетона конструкции).

Исследование работы железобетонных балок с пролетом среза...

Рис. 1. Схема силовой установки испытания образцов-балок: 1 — металлическая рама; 2

Принятая расчетная схема допустима, так как обе

Распределение касательных напряжений txy: эпюры имеют максимальные значения в верхней части вертикальных сечений...

Задать вопрос