Wszystko o obciążeniu kanału

Kanał to popularny rodzaj walcowanego metalu, który jest aktywnie wykorzystywany w budownictwie. Różnica między profilem a innymi odmianami asortymentu metalowego polega na specjalnym kształcie przekroju w postaci litery P. Średnia grubość ścianki gotowego produktu waha się od 0,4 do 1,5 cm, a wysokość może osiągnąć 5-40 cm.

Kluczowym zadaniem kanału jest percepcja obciążeń wraz z ich późniejszym rozłożeniem w celu zapewnienia stabilności i trwałości konstrukcji, w której jest stosowany. Podczas pracy jednym z najczęstszych rodzajów odkształceń jest ugięcie, które najczęściej doświadcza profil. Nie jest to jednak jedyny rodzaj naprężeń mechanicznych, na jakie napotyka element stalowy.

Inne obciążenia obejmują zginanie dopuszczalne i krytyczne. W pierwszej kolejności następuje plastyczne odkształcenie produktu, a następnie zniszczenie. Projektując ramy metalowe, inżynierowie przeprowadzają specjalne obliczenia, w których osobno określają nośność budynku, konstrukcji i elementu, co pozwala na dobór optymalnego przekroju. Do udanych obliczeń projektanci wykorzystują następujące dane:

• obciążenie normatywne, które spada na element;
• rodzaj kanału;
• długość przęsła objętego elementem;
• liczba kanałów ułożonych obok siebie;
• moduł sprężystości;
• standardowe rozmiary.

Kanał jest jednym z najpopularniejszych rodzajów walcowanego metalu, który służy do budowy stalowych ram dla różnych budynków i konstrukcji. Materiał pracuje głównie przy rozciąganiu lub ugięciu. Producenci produkują różne profile o zmodyfikowanych wymiarach przekroju i gatunkach stali, co wpływa na nośność elementów. Innymi słowy, rodzaj produktu walcowanego określa, jakie obciążenie może wytrzymać, a dla kanałów 10, 12, 20, 14, 16, 18 i innych odmian wartość maksymalnego obciążenia będzie inna.

Najpopularniejsze są następujące marki kanałów od 8 do 20, które dzięki efektywnej konfiguracji przekroju wykazują maksymalną nośność. Elementy podzielone są na dwie grupy: P - z równoległymi krawędziami, Y - ze spadkiem półek. Parametry geometryczne marek, niezależnie od grupy, pokrywają się, różnica polega jedynie na kącie nachylenia twarzy i promieniu ich zaokrąglenia.

Służy głównie do wzmacniania konstrukcji stalowych znajdujących się wewnątrz budynku lub konstrukcji. Do produkcji takich elementów stosuje się stale węglowe spokojne lub półspokojne, które zapewniają wysoką spawalność kanałów. Produkt posiada niewielki margines bezpieczeństwa, dzięki czemu dobrze trzyma ładunki i nie odkształca się.

Charakteryzuje się zwiększonym marginesem bezpieczeństwa dzięki ulepszonemu przekrojowi, dlatego projektanci często go wybierają. Jest poszukiwany zarówno w budownictwie, jak iw przemyśle maszynowym i obrabiarkowym.

Poziome ułożenie kanału prowadzi do konieczności obliczenia obciążeń. Przede wszystkim musisz zacząć od rysunku projektowego. W materiale oporowym przy tworzeniu wykresu obciążenia rozróżnia się następujące typy belek.

• Jednoprzęsłowa z podporą zawiasową. Najprostszy schemat, w którym obciążenia są równomiernie rozłożone. Jako przykład możemy wyróżnić profil, który jest używany podczas konstruowania podłóg międzypodłogowych.
• Belka wspornikowa. Różni się od poprzedniego sztywno zamocowanym końcem, którego położenie nie zmienia się niezależnie od rodzaju obciążenia. W tym przypadku również obciążenia rozkładają się równomiernie. Zazwyczaj tego typu belki mocujące są używane do urządzenia przyłbic.
• Przegubowy z konsolą. W tym przypadku zawiasy nie znajdują się pod końcami belki, ale w pewnych odległościach, co prowadzi do nierównomiernego rozłożenia obciążenia.

Schematy belek z tymi samymi opcjami podparcia są również rozpatrywane osobno, w których brane są pod uwagę obciążenia skupione na metr. Po utworzeniu schematu konieczne jest przestudiowanie asortymentu, który zawiera główne parametry elementu.

Trzeci krok polega na zbieraniu ładunków. Istnieją dwa rodzaje załadunku.

• Tymczasowy. Dodatkowo dzielą się na krótkoterminowe i długoterminowe. Te pierwsze obejmują obciążenie wiatrem i śniegiem oraz wagę ludzi. Druga kategoria to narażenie na tymczasowe przegrody lub warstwę wody.
• Stały. Tutaj należy wziąć pod uwagę wagę samego elementu i konstrukcji, które na nim spoczywają w ramie lub węźle.
• Specjalny. Przedstaw obciążenia, które powstają w nieprzewidzianych sytuacjach. Może to być wpływ wybuchu lub aktywności sejsmicznej na tym obszarze.

Po określeniu wszystkich parametrów i sporządzeniu diagramu można przystąpić do obliczeń za pomocą wzorów matematycznych ze wspólnego przedsięwzięcia konstrukcji metalowych. Obliczenie kanału oznacza sprawdzenie go pod kątem wytrzymałości, ugięcia i innych warunków. Jeśli nie, ich przekrój elementu jest zwiększany, jeśli konstrukcja nie przechodzi, lub zmniejszany, jeśli istnieje duży margines.

Projektowanie stropów międzypodłogowych lub dachowych, nośnych konstrukcji metalowych wymaga, oprócz podstawowego obliczenia obciążenia, dodatkowych obliczeń w celu określenia sztywności produktu. Zgodnie z warunkami wspólnego przedsięwzięcia wartość ugięcia nie powinna przekraczać dopuszczalnych wartości określonych w tabeli dokumentu normatywnego zgodnie z marką kanału.

Sprawdzenie sztywności jest warunkiem wstępnym projektowania. Wymień etapy obliczeń.

• Najpierw zbierany jest ładunek rozproszony, który działa na kanał.
• Ponadto z asortymentu pobierany jest moment bezwładności kanału wybranej marki.
• Trzeci etap polega na wyznaczeniu wartości ugięcia względnego produktu ze wzoru: f / L = M ∙ L / (10 ∙ Е ∙ Ix) ≤ [f / L]. Można go również znaleźć w joint venture konstrukcji metalowych.
• Następnie obliczany jest moment oporu kanału. Jest to moment zginający, który określa wzór: M = q ∙ L2 / 8.
• Ostatnim punktem jest określenie ugięcia względnego według wzoru: f / L.

Po wykonaniu wszystkich obliczeń pozostaje porównanie wynikowego ugięcia z wartością standardową zgodnie z odpowiednim SP. Jeśli warunek jest spełniony, wybrana marka kanału jest uznawana za odpowiednią. W przeciwnym razie, jeśli wartość jest znacznie wyższa, wybierz większy profil.