Расчет металлоконструкций

30.04.2017

Профессиональный расчет металлоконструкций позволяет улучшить качество быстровозводимых объектов строительства и раскрывает новые возможности для рабочих процессов, организованных в них. В публикации, предлагаемой вашему вниманию буду раскрыты требования к качеству метала и способы расчета металлоконструкций, производимых в компании.

Начнем с того, что показатели качества являются приоритетным выбором заказчика, которому необходимы надежные и прочные металлоконструкции.  Расчет металлоконструкций позволяет правильно распределить соотношение качества и цены среди многих существующих сегодня на рынке строительных решений. Понятно, что его методы интересны самому производителю, а также другим участникам проекта.

Для того чтобы продемонстрировать правильность расчетов, еврокомиссией предложена методология, получившая название — еврокодов, или европейских кодексов строительства для расчета несущих конструкций строительных сооружений и защиты конструкций от воздействия огня. При оценке уровня европейских стандартов 27 стран ЕС разработали более 1500 национальных приложений, в которых учитывались конкретные климатические, геофизические, географические особенности, а не только унифицированные модели расчета, предложенные Европой.

С целью повышения безопасности в России расчет металлоконструкций производится на основе СНиП, в которых уточнены коэффициенты, величины усадки, ползучести бетона, толщина защитных слоев бетона, используемых для стальных конструкций в зависимости от среды эксплуатации.

Что касается качества металла, используемого в производстве ЛМК и ЛСТК предпочтение, отдаётся показателям прочности, упругости, пластичности, свариваемости и химическому составу, позволяющему улучшить механические характеристики металлических конструкций. Все стальные конструкции проходят через обязательный прочностной расчет металлоконструкций, в котором определяются показатели жесткости, необходимые для полноценной работы быстровозводимого объекта строительства на всем сроке службы.

СНиПы в России ежегодно обновляются и дополняются до уровня общенациональных стандартов. Прежде всего это связано с обеспечением безопасности и уникальными характеристиками природных зон различных регионов РФ. Система еврокодов не учитывает норм проектирования быстровозводимых сооружений по их функциональному назначению, не решает вопросы градостроительства, авторского надзора и не преодолевает множеств других технических проблем, из-за чего рушатся конструкции и здания.

• Из прессы: «Россия уже обожглась на этом. При применении еврокодов без учета географических и климатических особенностей имели место серьезные аварии: в городе Кириши — обрушение верхнего покрытия резервуаров для хранения нефти, в Домодедово — полное обрушение металлоконструкций складского высотного комплекса, на Дмитровском шоссе в Москве — обрушение несущих стоек на крытой автостоянке гипермаркета «Метро».

Качество и эффективность разработки и реализации строительных проектов напрямую зависит от уровня производства. В нашей компании расчет металлоконструкций проводится высококлассными специалистами, в полном соответствии с общероссийскими СНиПами и ФЗ «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений». Также мы опираемся в своей работе на личные потребности клиентов, нужды которых удовлетворяем в полном объеме.

Основные критерии обслуживания клиентов в нашей компании:

• открытость во взаимоотношениях с заказчиком и понятность его проблем;
• эффективность организации производственных процессов;
• результативность расчета металлоконструкций;
• полное обеспечение клиента кадровыми, информационными и производственными ресурсами;
• соблюдение корпоративной культуры обслуживания.

Вы можете задать нам свои вопросы по телефону 215-25-35 или заказать расчет металлоконструкций вместе с сопутствующими комплексными услугами «под ключ» в онлайн режиме, пообщавшись с консультантами компании письменно. Ждем заказов!

Вернуться к списку

Расчет металлоконструкций — Проектирование — Строительная компания CONSTEEL

Что такое расчет металлоконструкций

Проектирование металлоконструкций – это целый комплекс решений, в который входят конструкторские, расчетные, проектные и другие работы. Перед составлением проекта металлоконструкций необходимо произвести расчетные работы, которые покажут допустимые пределы нагрузок и мощности металлоконструкций.

Компания CONSTEEL осуществляет расчет металлоконструкций при проектировании зданий и сооружений.

Расчет и проектирование металлоконструкций проводятся квалифицированными опытными специалистами с использованием новейших вычислительных технологий и средств. Благодаря этому точность расчетов становится максимальной – любая мельчайшая деталь рассчитывается очень точно. При этом время расчетных и проектировочных работ сокращается – а значит, и цена становится демократичной.

Этапы работ по расчету металлоконструкций

Расчет и проектирование металлоконструкций включает определение общего вида строящегося объекта, срока, который понадобится на производство работ, временные и финансовые затраты на их проведение, качество и надежность готовых металлоконструкций, а также показатели прочности. Расчет металлических конструкций сооружения осуществляется на основе исходных данных – технической информации, которую подает заказчик.

Особенно важно рассчитать пределы допустимой нагрузки, на которую планируется рассчитывать возводимую конструкцию. Причем прочность ее деталей должна с избытком превышать максимальные предполагаемые статические (постоянные) и динамические (возникающие непостоянно) нагрузки (поэтому при расчетах применяется коэффициент запаса). При расчете прочности металлоконструкции учитываются такие факторы, как площадь объекта строительства, точки опоры, материалы и вид конструкции, распределение давления в металлоконструкции. Когда результат расчета прочности готов, на его основе рассчитывается металлоемкость и способ технического решения конструкции. После этого становится уже примерно понятной и стоимость объекта.

Но это – только первый этап. Вторым этапом является расчет объема конструкции. Рассчитывается тоннаж конструкции, определяется, какие детали и в каком количестве будут необходимы для нее. Из учета трудоемкости проекта и цен на материалы рассчитывается и стоимость конструкции. На этом этапе очень важно произвести расчет конструкции таким образом, чтобы ее стоимость была максимально снижена (за счет снижения использования материальных и трудовых ресурсов), но при этом чтобы ее качество, прочность, надежность ни коим образом не пострадали. Эту задачу с успехом реализуют специалисты CONSTEEL, производя расчет металлоконструкций с оптимизацией всех видов издержек на их возведение. Наши специалисты не только произведут быстрый и качественный расчет металлоконструкций, но разработают всю необходимую рабочую документацию по проекту и при необходимости осуществят контроль сборки.

Расчет металлоконструкций опоры антенной мобильной

Специалисты АО «ЦИФРА» по заказу АО «Концерн «Созвездие» выполнят расчет металлоконструкций опоры антенной мобильной ОАМ-30.

Объект исследования представляет собой мобильную антенную опору на колесном шасси, позволяющую осуществлять подъем антенно-фидерных устройств на высоту до 30 метров и их механизированное развертывание и свертывание. Цель работы — расчет и обеспечение прочности антенной мачты, опорной плиты и стабилизирующих аутригеров изделия ОАМ-30 при действии механических нагрузок в процессе эксплуатации.

 

Конструкция изделия ОАМ-30 состоит из следующих основных элементов, которые необходимо учитывать при выполнении расчетов на прочность:

• Опорная плита «А» с 4-мя аутригерами «Г», установленная на колесное шасси;
• Телескопическая мачта ферменной конструкции «Б», состоящая из 4х секций (возможны рабочие положения при 2, 3, 4 развернутых секциях) и закрепленная на опорной плите «А»;
• Антенное устройство «В», закрепленное на конце телескопической мачты;
• Стабилизирующие аутригеры «Д» (3 шт.)，обеспечивающие устойчивость мачты.

В процессе эксплуатации изделие ОАМ-30 подвержено действию следующих типов нагрузок:

• Собственный вес конструкции и антенного устройства;
• Обледенение конструкции;
• Ветровые нагрузки;
• Транспортные нагрузки (в горизонтальном транспортном положении).

Для достижения цени необходимо решить следующие задачи работы:

• Анализ расчетных случаев и действующих на изделие механических нагрузок с учетом веса конструкции, ветровой нагрузки, обледенения.
• Разработка параметризованной конечно-элементной модели конструкции изделия (опорная плита, мачта, аутригеры) с учетом эксплуатационных положений антенного устройства.
• Расчетная оценка запаса прочности от собственного веса конструкции с учетом обледенения и поперечных ветровых нагрузок.
• Расчет запаса продольной устойчивости ферменной мачты под действием собственного веса с учетом обледенения.
• Расчет низших собственных частот и форм колебаний конструкции в 3-х эксплуатационных положениях.
• Расчетная оценка запаса поперечной устойчивости конструкции к ветровым нагрузкам.
• Расчетная оценка запаса к опрокидыванию конструкции под действием ветровых нагрузок (скорость ветрового потока 30 м/с).
• Разработка предложений по оптимизации конструкции с целью обеспечения устойчивости и прочности конструкции при описанных выше условиях, минимизации затрат материалов.
• Расчёт резонансных режимов при транспортировке изделия по грунтовым, булыжным дорогам и дорогам с твёрдым покрытием.

Формирование расчетных случаев должно быть выполнено с учетом требований по стойкости, прочности и устойчивости к внешним воздействующим факторам аппаратуры и оборудования ГОСТ РВ.20.39.304-98 (группа 1.3), а также с учетом СП 20.13330 «СНиП 2.01.07-85 Нагрузки и воздействия»:

• Рабочий диапазон температур от -60 до +60 °С.
• Климатическое исполнение УХЛ по ГОСТ 15150-69.
• Развертывание устройства осуществляется на ровных площадках с грунтами средней плотности.
• Масса антенной аппаратуры, закрепляемой на конце телескопической мачты составляет 250 кг.
• Площадь поверхности антенной аппаратуры, подверженной воздействию ветровой нагрузки: 2 элемента площадью 1,32 м² каждый.
• В эксплуатационном режиме с учетом стабилизирующих аутригеров, но без дополнительных растяжек допускается воздействие ветровой нагрузки со скоростью до 30 м/с при высоте подъема антенны 30 м.
• В эксплуатационном режиме с учетом стабилизирующих аутригеров с учетом дополнительных растяжек допускается воздействие ветровой нагрузки со скоростью до 50 м/с при высоте подъема антенны 30 м.

Требования к выбору и обоснованию методов оценки прочности и жесткости элементов конструкций оборудования:

• Выбор методики оценки прочности изделия должен основываться на действующих СНиП и СП для строительных конструкций, в отчетных документах должно быть приведено обоснование выбранной методики оценки прочности со ссылками на нормативные документы и прочие источники.
• В эксплуатационном режиме (с учетом стабилизирующих аутригеров, но без дополнительных растяжек) конструкция должна обеспечивать прочность и устойчивость к воздействию ветровой нагрузки со скоростью до 30 м/с при высоте подъема антенны 30 м, а также обеспечивать отклонение вершины телескопической мачты не более ±2° от вертикального положения.
• В эксплуатационном режиме при высоте подъема антенны 30 м конструкция должна обеспечивать прочность и устойчивость к воздействию ветровой нагрузки со скоростью до 50 м/с с учетом дополнительных растяжек.
• В эксплуатационном режиме (с учетом стабилизирующих аутригеров, но без дополнительных растяжек) конструкция должна обеспечивать устойчивость к опрокидыванию от воздействия ветровой нагрузки со скоростью до 30 м/с при высоте подъема антенны 30 м.

Источник: http://zakupki.gov.ru/223/purchase/public/purchase/info/common-info.html?regNumber=31907693996

 

Расчет металлоконструкций на прочность и устойчивость

 

---

Выполняем расчеты несущих металлоконструкций, работающих под статической или динамической нагрузкой. Разрабатываем варианты силового каркаса с учетом требуемого запаса прочности. Предлагаем варианты усиления существующих металлоконструкций.

---

Расчет прочности является неотъемлемой частью процесса проектирования грузоподъемного оборудования. Для типовых конструкций существуют стандартные расчетные схемы, которые позволяют оперативно определить напряжения, возникающие в опасных сечениях. В случае, если напряжения превышают допустимые, необходимо выполнить усиление узла и провести проверочный расчет. Существуют различные способы решения проблемы высоких напряжений в элементах металлоконструкции, однако прежде всего стоит понять по каким причинам это происходит. Среди основных причин можно выделить:

1. Некорректный выбор материала. При выборе материала (сталь или полимер) следует учитывать максимальные допустимые напряжения, которые выдерживает тот или иной материал. В зависимости от температуры окружающей среды различные виды стали могут становится хрупкими, и их несущая способность значительно снижается. Для различных узлов грузоподъемного оборудования (несущего каркаса, осей и пальцев, ходовых колес) применяют определенные виды сталей и полимеров.  Также следует учитывать свариваемость стали.
2. Неправильное распределение нагрузки. Форма силового каркаса в некоторых случаях может плохо работать при знакопеременных или динамических нагрузках. Если оборудование типовое, то скорее всего проверенная схема будет вполне надежной, однако для нестандартной компоновки полезным будет выполнить проверочный расчет. Также иногда наблюдается так называемый «эффект снежного кома», когда силовой каркас несколько раз ослабляют, путем применения профиля с более тонкой стенкой и уменьшением количества ребер и перемычек. Если этот процесс сопровождается расчетами, то, разумеется, никаких проблем не будет, однако часто расчеты заменяют интерполяцией, что в некоторых случаях оказывается некорректно.

Разумеется, если марка материала выбрана неправильно, то в таком случае решением проблемы будет лишь изготовление нового изделия. Конечно в ряде случаев можно внести дополнительные требования в руководство по эксплуатации (ограничение по условиям эксплуатации или снижение максимальной грузоподъемности), однако такие действия следует предпринимать исключительно после согласования с заводом-изготовителем.

Современные САПР позволяют выполнять расчеты значительно быстрее и качественнее чем раньше. Наиболее часто используемый метод конечных элементов при 3Д моделировании позволяет наглядно показать общий вид распределения нагрузок, выявить опасные участки и определить значения напряжений в этих точках. При перестроении модели достаточно повторно запустить расчет, чтобы определить положительную динамику изменений.

Система позволяет выполнять расчет и для точечных и для распределенных нагрузок. Указывая различные граничные условия, можно определить, как будет вести себя металлоконструкция при различном характере нагружения.

Как проводить расчет металлоконструкций, что такое ГОСт и СНиП на металлические конструкции

Создание металлических конструкций подразумевает два неотъемлемых этапа – расчет и конструирование. Оба действия невозможны друг без друга, поэтому являются обязательными. От того, насколько грамотно составлен проект и выполнены вычисления, зависит долговечность, прочность и надежность готового сооружения. Более того, при правильном подходе можно добиться значительной экономии при покупке металлопроката.

После того, как определены габариты будущего здания, разработан предварительный план строения с размерами стен, высотой опор, можно начинать расчет металлоконструкций. На сегодняшний день, используются современные расчетно-вычислительные программы, которые позволяют максимально точно построить модель возводимого сооружения.

Используются два метода при проведении расчетов. Первый из них предполагает разбор здания на несколько плоских поперечных частей. Второй способ подразумевает построение 3Д-модели. После того, как создан объемный эскиз, на все имеющиеся в конструкции элементы прикладываются возможные нагрузки, как временные, так и постоянные. Как правило, это давление от встроенного технологического оборудования, масса кровли, влияние снега и ветра при изменении погодных условий. После того, как сделан расчет металлоконструкций, проводится анализ полученных результатов.

Во время проектирования конструкций, используются различные регламенты, нормативно-правовые акты, законы, которые регулируют надежность и качество строений любого типа. Благодаря соблюдению имеющихся стандартов, здания получаются долговечными и прочными, что позволяет их эксплуатировать не один десяток лет.

Металлоконструкции ГОСТ

Чтобы готовое металлическое сооружение было надежным и прочным, необходимо все этапы строительства, начиная с подготовки документов проводить в строгом соответствии с регламентом. Разработаны специальные для металлоконструкции ГОСТ, которые регулируют разные положения, в том числе подбор проката для создания опор и перекрытий. Форма и размеры комплектующих отражаются в установленных нормативно-правовых актах. Все элементы должны быть изготовлены с высокой точностью, чтобы единая конструкция получилась очень прочной и, как следствие, долговечной.

Металлоконструкции СНИП

Кроме имеющихся стандартов, регулирует строительство металлосооружений строительные нормы и правила. Регламентируется способ применения болтовых соединений разных типов, наличие и разновидность отверстий для шурупов.

В правилах указан и способ обработки металлических опор. Обязательно наноситься антикоррозийное покрытие, которое должно защищать элементы от гниения и разрушения. Перед тем как нанести состав, поверхность обезжиривается специальным раствором.

Поскольку возведение конструкций из металла представляет собой многоступенчатый процесс, каждый отдельный этап подвергается строгому контролю и в соответствии с установленными требованиями. СНИП на металлоконструкции регламентирует тип возводимого здания и его назначение. После того, как строительство завершено, проводится последний этап – сдача постройки в эксплуатацию.

Как осуществляется расчет металлоконструкций? — металлоконструкции в Москве, конструкции из металла

Существует несколько видов металлоконструкций:

• строительные
• промышленные
• сельскохозяйственные

Также существует подразделение на:

• тяжелые и легкие
• внутренние и внешние
• защитные и барьерные

От грамотного проектирования и точности в процессе расчета металлоконструкций зависит их прочность и надежность. Существуют также разные компании, которые занимаются производством металлических конструкций.

 

Расчет металлоконструкций

1) Чтобы выполнить расчет металлической конструкции надо точно знать все необходимые размеры металлоконструкции, которые присутствуют в проекте, нужные сечения, сопряжения и нагрузки. В том числе требуется наличие специального программного обеспечения.

2) Для расчета металлических конструкций используются данные специальных комбинаций статических и динамических нагрузок.

А) К статическим нагрузкам относятся нагрузки, которые находятся в постоянном действии на определенное место.

Б) Динамические нагрузки изменчивы, так как они могут появляться и исчезать вообще, менять силу притяжения и место.

3) В процессе расчета прочности металлической конструкции надо брать значение максимально действующей на сооружение силы в связи с техническими условиями, после умножить его на коэффициент запаса.

После всего этого осуществляется расчет по методу предельных состояний.

 

Расчет по методу предельных состояний

Первое предельное состояние

Здесь берется во внимание несущая способность металлической конструкции, когда сооружение начинает изменять собственную форму, перестает сопротивляться воздействиям из вне. В качестве условия первого предельного состояния выступает такое выражение: N≤Ф, где N — усилие в элементе конструкции, а Ф — предельное усилие, которое определяет сопротивление элемента.

Второе предельное состояние

Данное состояние характеризуется недопустимыми колебаниями, либо деформациями. Условие следующее: δ ≤ δпр, где δ — деформация конструкции по причине внешних воздействий, а δпр — предельная деформация.

Третье предельное состояние

Оно определяется появлением трещин, при которых эксплуатация конструкции больше невозможна. Условие для третьего предельного состояния: е ≤ епр, где е — раскрытие трещины.

Проектирование и расчет стоимости металлоконструкций

Проектирование металлоконструкций – трудоемкий подготовительный процесс, в ходе разработки которого закладываются параметры, определяющие основные характеристики строительства и эксплуатации объекта. Если хотите, чтобы будущее здание соответствовало предъявляемым требованиям, необходимо, чтобы проектирование металлических конструкций выполнялось профессионалами в этой сфере.

В ООО «Ресурс-П» вы можете заказать разработку проектов:

• промышленных зданий;
• ангаров, складов и иных быстровозводимых конструкций,
• культурно-досуговых, торговых центров,
• физкультурной-оздоровительных комплексов и др. объектов.

Мы также можем произвести расчет стоимости металлоконструкций, а при объемных заказах предоставить существенные скидки.

Этапы работ по проектированию металлоконструкций

Проектирование металлоконструкций осуществляется на базе заранее разработанных конструктивных и планировочных решений. Согласно СНиП, оно состоит из двух этапов:

Первый этап – разрабатывается первичная проектная документация:

• Выбираются оптимальные материалы.
• Производится расчет нагрузок на металлоконструкции.
• Проводится оценка вероятности деформации и делаются расчеты на прочность.

Второй этап – детальное проектирование металлоконструкций:

• Прорабатываются чертежи.
• Выполняется повторный расчет металлических конструкций, чтобы устранить имеющиеся недочеты и неточности.
• Корректировка исходя из требований клиента.
• Производится расчет всех узлов.

В процессе работы над проектом специалисты нашей компании учитывают функциональную и экономическую эффективность сооружения. Эти работы выполняются для обеспечения устойчивости и продолжительного срока службы.

Мы произведем расчет стоимости проектирования и вышлем вам коммерческое предложение.

Строительные стальные конструкции Нагрузки 101

Часть 1: Статическая и динамическая нагрузка

Чтобы оценить работу инженеров-строителей, вам потребуются элементарные знания строительных нагрузок.

Инженеры-строители металлических зданий анализируют прочность и устойчивость здания. Их расчеты определяют целостность и безопасность строительной конструкции.

Инженеры-строители стальных конструкций определяют размещение и размер каждой части металлической системы здания.Без участия сертифицированного инженера-строителя металлическое здание могло бы быть «недостаточно спроектированным», что означает, что здание не сможет выдержать свои нагрузки под давлением, или «чрезмерно спроектированным», что означает, что используется больше стали, чем фактически необходимо, в результате чего структура слишком дорогая.

В идеале, проектируемые металлические здания никогда не ставят под угрозу безопасность, чтобы сократить расходы — они также не завышают цены и не завышают цены.

Инженеры

применяют принципы «статической» и «динамической» нагрузки, чтобы спроектировать максимально прочную конструкцию с наименьшими потерями материала.

Тяговые нагрузки

Статические нагрузки, также известные как «постоянные нагрузки», представляют собой постоянные нагрузки на конструкцию.

Собственные нагрузки складываются из веса самого здания, а также веса всех неподвижных элементов, таких как стены, крыша и ковровое покрытие.

Все, что подвешено или прикреплено к несущему каркасу, является «побочной» статической нагрузкой. Побочные нагрузки охватывают такие объекты, как устанавливаемые на крыше агрегаты кондиционирования / обогрева и воздуховоды HVAV, спринклерные системы водяного пожаротушения, осветительные приборы, системы транспортировки материалов или краны для внутренних работ.Прочность конструкции зависит от инженера-строителя, который заранее знает все вспомогательные материалы, которые будут использоваться в здании.

Постоянные нагрузки включают все, что может остаться в течение всего срока службы конструкции.

Можно ожидать, что бетонный фундамент будет определять максимальный вес конструкции. Не так. Сначала проектируются предварительно спроектированные металлические здания, а затем инженер-бетонщик создает фундамент подходящего размера, чтобы выдержать собственные нагрузки здания.

Живые нагрузки

Динамические нагрузки, более известные как «временные нагрузки», представляют собой переходные или временные дополнительные нагрузки, оказывающие дополнительную силу на конструкцию и ее фундамент.

Рабочий, идущий по крыше стального здания, представляет собой живую нагрузку. Любые объекты, перемещаемые в конструкцию и выходящие из нее, представляют собой живые нагрузки, включая людей (обозначенных как «занятость»), растения, мебель и т. Д. Например, в гараже автомобили, грузовики, лодки и дома на колесах представляют собой живую нагрузку.

Стальные антресольные системы, используемые для создания верхних этажей металлических зданий, являются самонесущими.Эти системы работают независимо от стального каркаса.

Однако мезонинная система должна быть спроектирована таким образом, чтобы выдерживать нагрузку на материалы и людей, использующих их. Инженеры-бетонщики проектируют фундамент с учетом расположения антресоли и расчетных нагрузок.

Сборные металлические дома: эффективность модели

Стандартные сборные стальные здания избавляют от необходимости строить предположения о строительных нагрузках и устраняют необходимость в найме дорогостоящего инженера-строителя для строительного проекта.Предварительный инжиниринг эффективно создает прочную, прочную стальную конструкцию.

• Сложное программное обеспечение для металлоконструкций проектирует каждый проект с точными размерами, указанными заказчиком.
• На основе всех статических и постоянных строительных нагрузок, а также действующих местных строительных норм и правил, программа создает трехмерный план каркаса конструкции.
• Программа генерирует подробные чертежи для каждой отдельной части каркаса здания. На каждом подробном чертеже представлена ​​точная информация о производстве.
• Инженер, имеющий лицензию для этого штата, проверяет все расчеты и подписывает производство.
• Заказчик получает три комплекта планов для получения разрешений на строительство. Планы сопровождаются тремя сертификатами, подписанными инженером.
• Местный подрядчик по бетону проектирует необходимый фундамент на основе плана установки анкерных болтов и заданных строительных нагрузок.

В результате этого процесса достигается максимальная прочность конструкции при минимальных затратах.

Чтобы получить дополнительную информацию о нагрузках на стальной каркас или заказать предварительно спроектированное стальное здание RHINO, позвоните по телефону 940.383.9566 . Мы ответим на все ваши вопросы и бесплатно предоставим смету для любых строительных нужд.

Экологические нагрузки

См. Вторую часть этой серии для получения информации о различных внешних строительных нагрузках, принимаемых во внимание, таких как сейсмические, снеговые и ветровые нагрузки.

Почему они важны для вашего металлического здания?

Строительным проектировщикам необходимы практические знания структурных нагрузок независимо от материала конструкции, но сталь ведет себя под нагрузкой иначе, чем древесина или другие материалы.Деревянное каркасное здание имеет разные минимальные и максимальные нагрузки, чем стальной каркас.

Структурные нагрузки имеют значение, потому что, хотя они не влияют на все проектные параметры, конструкция должна соответствовать нагрузкам, требуемым местными строительными нормами. Требуемые минимальные и максимальные значения зависят от категории или использования здания.

Виды структурных нагрузок

При проектировании здания необходимо учитывать три типа структурных нагрузок — постоянные нагрузки, временные нагрузки и нагрузки от окружающей среды.

• Собственные нагрузки (постоянные или статические нагрузки) включают вес всех строительных материалов, включая каркас, крышу и постоянные неструктурные элементы, такие как спринклерные системы и встроенные шкафы.
• Динамические нагрузки (приложенные нагрузки) — это однородные силы * , вызванные всеми временными или переходными силами, действующими на здание, включая людей, транспортные средства и мебель. (См. Рабочие нагрузки ниже.)
• Нагрузки от окружающей среды — это тип сил временного действия, вызванный факторами окружающей среды, включая ветер, снег, сейсмические, термические и осадки.

Структурные нагрузки измеряются в фунтах на квадратный фут.

Тяговые нагрузки

Постоянные нагрузки часто легко вычислить.В конце концов, расчет основан на весе и объеме указанных материалов, как они показаны на чертежах. Однако не всегда можно узнать различные веса и объемы постоянных неструктурных элементов здания, таких как система HVAC, спринклерная система или встроенные элементы.

Таким образом, большинство инженеров очень консервативны в своих оценках.

• Возможные прогибы (изгиб) сведены к минимуму.
• Они включают погрешность.
• Они допускают изменения с течением времени.

Вы обнаружите, что расчетные нагрузки часто превышают действительные.

Живые нагрузки

Допустимые временные нагрузки значительно различаются. Это нагрузки, основанные на предполагаемом использовании и заполнении конструкции или элемента конструкции. Хотя временная нагрузка рассчитывается так, как если бы она была равномерной по всей конструкции, большинство временных нагрузок различаются в зависимости от времени суток, а обычно не распределяются равномерно .

* Динамические нагрузки могут быть сосредоточенными или распределенными, равномерно или неравномерно. Они связаны с ударами, вибрациями и ускорениями. Любой элемент или элемент конструкции может испытывать временную нагрузку, включая пол, колонны, балки и крышу.

Экологические нагрузки

Топографические и погодные условия вызывают нагрузки окружающей среды и могут потребовать дополнительных конструктивных элементов, чтобы выдерживать их. Крайне важно обращаться к местным строительным нормам и правилам, чтобы узнать о нагрузке на окружающую среду в конкретном регионе страны.

• Ветровые нагрузки создаются движением воздуха относительно конструкции.
• Снеговые нагрузки возникают из-за скопления снега на любой части конструкции.
• Сейсмические нагрузки — это горизонтальные нагрузки, возникающие во время землетрясений.
• Термические нагрузки возникают из-за расширения и сжатия материалов при изменении температуры.
• Осадочные нагрузки возникают, если одна часть здания оседает больше, чем другая из-за грунтовых условий, что можно увидеть в некоторых многопролетных конструкциях.

Ветровые нагрузки анализируются на основе метеорологии, аэродинамики и формы конструкции. Массивные низкоуровневые здания меньше подвержены влиянию ветра, чем высокие здания из более легких материалов. На ветровую нагрузку влияет использование форм, которые могут влиять на воздушный поток, например кровли.

Расчет ветровой нагрузки должен выдерживать самые экстремальные нагрузки, ожидаемые в данной географической зоне.

Участки конструкции, наиболее подверженные ветровым нагрузкам, — это углы, в которых возникают струи воздуха.Вихревое измельчение может происходить вслед за зданием, тогда как проточные или проходные струи возникают в проходах внутри здания или в небольших проходах между двумя зданиями.

Снеговые нагрузки необходимо учитывать в северных районах. Форма крыши имеет решающее значение для снеговых нагрузок. Круто скатная крыша проливает снег лучше, чем более плоская. Вы также должны учитывать нагрузку, возникающую при заносе снега на одну часть крыши, оставляя другую часть открытой, создавая эффект качелей.

Накопление воды рассчитывается как снеговая нагрузка и относится в первую очередь к плоским крышам во время сильных дождей.

Сейсмические нагрузки включают вертикальные и горизонтальные толчки, которые испытывает конструкция во время землетрясения. Конструкции в регионах страны, широко известных своей сейсмической активностью, должны соответствовать строгим строительным требованиям, написанным, чтобы гарантировать, что здание не разрушится катастрофически.

В сейсмически активных зонах сталь — единственный материал, который отвечает этим требованиям.Дерево и бетон не обладают необходимым сочетанием прочности и гибкости.

Тепловые нагрузки , возникающие при изменении температуры, можно уменьшить, используя компенсаторы на длинных участках стен и полов. Стыки допускают расширение без повреждения конструкции.

Осадочные нагрузки требуют тщательного проектирования гибкой конструкции, способной выдерживать небольшие напряжения, но при этом достаточно жесткой, чтобы выдерживать серьезные нагрузки.

Факторы, влияющие на реакцию на нагрузку

Равномерность распределения нагрузки уже рассматривалась, но ее необходимо учитывать при расчете нагрузок.Еще один фактор, влияющий на реакцию конструкции на нагрузку, — это глубина элементов конструкции.

Продолжительность загрузки также влияет на вычисления.

• В качестве ориентира используется постоянная нагрузка на балки перекрытия.
• Для расчета значений снеговой нагрузки умножьте эталонный показатель на 1,15.
• Чтобы рассчитать значения нагрузки за 7 дней, умножьте эталонный показатель на 1,25.

Значение E , или модуль упругости отдельных элементов, представляет собой соотношение, относящееся к величине данной нагрузки, которая вызывает деформацию материала.Высокое значение E указывает на повышенную жесткость материала. Значение Fb , или экстремальное напряжение волокна, обозначает расчетную прочность волокон при самых экстремальных нагрузках. Высокое значение Fb указывает на повышенную прочность материала.

• Значение Fb было разработано для древесины. При этом учитываются экстремальные нагрузки на деревянные элементы изгиба.
• Внешние волокна сжимаются по верхнему краю, а волокна по нижнему краю вытягиваются наружу.
• Волокна в верхней и нижней части стержня испытывают большее напряжение, чем в центре.

Знание того, как деревянные элементы подвергаются нагрузке, привело к конструкции стальной двутавровой балки, у которой есть дополнительный материал вверху и внизу для повышения прочности, а в центре — минимальный материал для уменьшения веса.

Прочность и прогиб

Расчет прогиба основан только на динамических нагрузках . Значения прогиба указывают на жесткость. Жесткость конструкции ограничивается максимально допустимым прогибом. Максимальный прогиб устанавливается строительными нормами и правилами и выражается в долях.Расстояние в свету в дюймах (L) делится на заданное число. Типичные пределы — L / 180, L / 240 и L / 360.

Минимальное расчетное значение прочности рассчитывается с использованием как динамической, так и статической нагрузки.

Структурные нагрузки имеют значение для вашего металлического здания, потому что при определении требований к нагрузке необходимо учитывать как жесткость, так и гибкость.

Сталь

отличается прочностью и может обеспечивать различную степень гибкости в зависимости от конструкции элемента. Инженер-проектировщик, знакомый с характеристиками стали, сможет правильно рассчитать нагрузки и назначить правильный элемент в соответствии с местными строительными нормами.

Вы можете проектировать по максимуму в любое время, но вы без надобности увеличиваете стоимость здания. С другой стороны, вы должны обеспечить безопасность людей, независимо от экстремальной нагрузки, которую испытывает здание.

Добавить или изменить металлические строительные системы

---

ТОЛЬКО ДЛЯ ДЕМОНСТРАЦИИ

Прототип сборных металлических строительных систем представлен только в демонстрационных целях.

Планируется, что более обобщенное определение системы будет доступно в начале 2012 года.

---

Сборные металлические строительные системы — это чаще всего одноэтажные сборные металлические строительные системы, которые обычно включают в себя стеновые конструкции, кровельные узлы, колонны и балки.

---

Это диалоговое окно можно использовать для:

1. Определите и добавьте новую сборку «Металлические строительные системы — колонны и балки» в проект, или
2. Измените или просмотрите информацию о сборке «Металлические строительные системы — колонны и балки» в проекте

---

Металлическая строительная система — это интегрированный набор компонентов и узлов, включая, помимо прочего, рамы, которые представляют собой сборные стальные конструкционные элементы, второстепенные элементы, которые представляют собой стальные балки холодной штамповки или стальные балки, и компоненты облицовки, специально разработанные для поддерживать и передавать нагрузки и обеспечивать полную или частичную оболочку здания.Эти компоненты и узлы производятся таким образом, чтобы допускать заводские и / или полевые проверки перед сборкой или монтажом. [Ref. Руководство по системам металлических зданий, MBMA 2012]. Большинство металлических зданий больше не проектируются заранее и не выбираются из каталога стандартных конструкций. Металлические строительные системы — это здания, спроектированные по индивидуальному заказу на основе применимых строительных норм, условий нагрузки и требований к эксплуатации. Основное внимание в этом программном обеспечении уделяется не проектированию металлического здания, как описано выше, а скорее концептуальному дизайну.Этого концептуального проекта будет достаточно, чтобы получить спецификацию программного обеспечения для выполнения расчетов воздействия на окружающую среду.

Типичная конструкция металлической строительной системы показана ниже вместе с поперечными сечениями. В диалоговом окне «Металлические строительные системы — колонна и балка» основное внимание уделяется колонне жесткого каркаса, стропилам жесткого каркаса, стойке торцевой стены, стропилам торцевой стены (как показано красным ниже), а также не показанным распоркам. В диалоговом окне учитываются внутренние колонны (если применимо), как показано зеленым цветом ниже и через поперечные сечения.

Другие основные компоненты металлических строительных систем могут быть получены из следующих диалоговых окон:

---

Примечание по сейсморазведке:

Сейсмические корректировки включают дополнительную сталь на второстепенных элементах конструкции.

¹ Обратите внимание, что используемые в этом программном обеспечении термины «Расстояние между секциями» и «Поддерживаемый пролет» отличаются от отраслевого стандарта металлических строительных систем тем, что эти два термина поменяны местами.Во избежание путаницы и в соответствии с терминами, используемыми в других разделах данного программного обеспечения, мы будем называть размер ячейки интервалом между столбцами и оставить термин «поддерживаемый диапазон», который используется в других частях программного обеспечения. См. Определения ниже.

Описания / описания диалоговых окон:

Имя:

Введите имя для этой сборки. Все сборки в проекте должны иметь уникальные имена в каждой группе сборок. Имена могут быть буквенно-цифровыми (например,г., МБС 1).

Единиц:

Здесь вы можете установить единицы измерения «СИ» или «Имперские». Изменение единиц измерения по умолчанию здесь влияет только на текущую сборку, но не переопределяет единицы измерения по умолчанию или настройки единиц измерения для открытых проектов или любых других сборок в открытых проектах.

Геометрия здания:

Обратите внимание, что информация о геометрии здания (т.е.длина здания, ширина, высота, расстояние между колоннами, поддерживаемый пролет) должна быть введена в диалоговое окно на основе наилучшего приближения.См. Ограничения, указанные ниже. Общая длина и ширина здания: уравнения для удельного веса материала основаны на типичном здании размером 200 футов x 200 футов (40 000 квадратных футов).

Длина здания (L):

Введите общую длину конструкции. Размер здания измеряется перпендикулярно основному каркасу от торцевой стены до торцевой стены (параллельно прогонам крыши).

Ширина здания (Ш):

Введите общую ширину конструкции.Размер здания измеряется параллельно основному каркасу от боковой стены до боковой стены (перпендикулярно прогонам крыши). Ширина здания должна быть кратной размеру равного расстояния между колоннами (см. Ниже), если в здании есть внутренние колонны, поддерживающие жесткий каркас. Если нет внутренних колонн, максимальная ширина здания ограничена 30,48 м (100 футов).

Высота карниза (В):

Высота карниза — это высота колонн жесткого каркаса на краю боковых стен конструкции.Стандартная (типичная) высота карниза составляет 6,1 м (20 футов). Высота металлических строительных систем обычно составляет от 3,05 м (10 футов) до 8,5 м (28 футов), поэтому пользователь будет ограничен высотой в этом диапазоне.

Расстояние между столбцами (B) ¹ :

Шаг колонн определяется как расстояние между колоннами вдоль основной стропильной балки конструкции и измеряется по ширине здания. Колонны включают колонны жесткого каркаса и внутренние колонны (если применимо), а также колонны торцевых стен.Расстояние между столбцами выбирается пользователем с помощью переключателя в диалоговом окне. Поддерживаемое программным обеспечением Расстояние между столбцами: 12,2 м (40 футов), 18,3 м (60 футов), 24,4 м (80 футов) и 30,5 м (100 футов). Если нет внутренних столбцов, пользователь должен выбрать «NO INT COL», и расстояние между столбцами будет равно ширине здания. Внутреннее металлическое здание без колонн известно как однопролетный жесткий каркас шириной от 6,1 м (20 футов) до более 48,8 м (160 футов).

Поддерживаемый диапазон (S) ¹ :

Поддерживаемый пролет определяется как расстояние между основными колоннами жесткой рамы по длине конструкции.Наиболее распространенное поддерживаемое расстояние между пролетами составляет 7,62 м (25 футов), однако металлические здания часто проектируются так, чтобы выдерживать пролеты длиной 18,29 м (60 футов) или более. При разработке уравнений, используемых в этом программном обеспечении, поддерживаемый пролет был установлен на 7,62 м (25 футов). В ситуациях, когда поддерживаемый диапазон значительно отличается, пользователь может предпочесть вводить их первичные и вторичные количества кадров отдельно, используя функцию ввода «Дополнительные основные материалы» в программном обеспечении.

Приложение нагрузки:

Это программное обеспечение не учитывает все нагрузки, которые проектировщик металлических строительных систем использовал бы для проектирования конструкции в соответствии с требованиями строительных норм и правил.Поскольку этот программный инструмент больше подходит для концептуального проектирования, важно уточнить, что подразумевается под термином «Живая нагрузка». Параметры динамической нагрузки (как описано ниже) применяются только к общей контролируемой приложенной гравитационной нагрузке на крышу, включая снег и / или дополнительную нагрузку. Ветровая нагрузка не является входным параметром. Сейсмические нагрузки были устранены с помощью дополнительной стали для основных и второстепенных структурных элементов для зон с высокой сейсмичностью, охватываемых программным обеспечением.

Живая нагрузка:

Щелкните переключатель, чтобы выбрать динамическую нагрузку, которую должна нести колонна и балка металлической системы здания.

Пользователь может щелкнуть одну из следующих динамических нагрузок для включения в сборку:

• 1,0 кПа (20 фунтов на кв. Дюйм)
• 1,9 кПа (40 фунтов на кв. Дюйм)
• 2,4 кПа (50 фунтов на кв. Дюйм)
• 3,6 кПа (75 фунтов на квадратный дюйм)
• 4,8 кПа (100 фунтов на кв. Дюйм)

Стандартные кнопки диалогового окна:

Кнопка дублирования

Нажмите кнопку «Дублировать», чтобы создать точную копию текущей сборки.Дубликат сборки будет добавлен в текущий проект. Эта кнопка доступна только при редактировании или просмотре сборки, которая уже была сохранена в текущем проекте.

Кнопка удаления

Нажмите кнопку «Удалить», чтобы удалить текущую сборку из текущего проекта. Эта кнопка доступна только при редактировании или просмотре сборки, которая уже была сохранена в текущем проекте.

Кнопка справки:

Нажмите кнопку «Справка», чтобы открыть всплывающее окно справки.

Кнопка OK

Нажмите кнопку «ОК», чтобы принять и сохранить текущие настройки сборки и закрыть это диалоговое окно.

Кнопка отмены

Нажмите кнопку «Отмена», чтобы отменить текущие настройки сборки и закрыть это диалоговое окно.

Примечания:

Сейсмическое примечание:

Сейсмические корректировки включают дополнительную сталь на первичных [включая распорки] и второстепенных элементах конструкции.

---

---

ДОРОГ И МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОНСТРУКЦИЙ | Проектирование и производство гофрированных силосов с плоским дном и бункером

Компания Silomasters разработала систему помостов для поддержки транспортного оборудования , которое размещается наверху силосов. Подиумы рассчитаны на то, чтобы выдерживать, помимо собственного веса, нагрузку, передаваемую транспортным оборудованием. Кроме того, также учитываются внешние факторы, такие как ветер, снег и удельный сейсмический коэффициент каждого проекта.

Стандартные мостки Silomasters доступны разной ширины от 1,2 м до 3,2 м, снабжены двойным поручнем высотой 1,1 м в соответствии с европейскими стандартами безопасности. Конструкция подиума состоит из U-образных профилей шириной 250 мм и 300 мм и толщиной 2 мм и 3 мм, в зависимости от требований конструкции. Доступны следующие варианты пола: полный, где зона, где расположен конвейер, также покрыта и частично покрыта полом только в зоне доступа для обслуживания (проход).Пол может быть изготовлен из перфорированных листов или сетки в соответствии с требованиями заказчика или местными нормативами.

Основными характеристиками стали, используемой для его производства, являются S350GD + Z600 в соответствии с EN-10346 .

Если этого требует проект, можно изготовить мостки, адаптированные для конвейеров большой мощности или ленточные конвейеры особой ширины.

Подиумы могут быть оборудованы дополнительными площадками для обслуживания.

Для больших силосов или очень тяжелого транспортного оборудования подиум поддерживается на колоннах или башнях , которые будут специально спроектированы для каждого проекта.Колонны передают нагрузку от подиума и транспортного оборудования непосредственно на землю, без необходимости добавлять дополнительную нагрузку на ребра жесткости стены силоса.

В зависимости от нагрузки, они будут изготавливаться из горячекатаной стали с предварительным гальваническим покрытием или горячекатаной стали и горячеоцинкованной стали , чтобы обеспечить необходимую прочность в каждом конкретном случае.

Анализ напряжений, анализ каркаса и расчет металлических конструкций в программе Inventor

[1] А.В. Чигаев, А.С. Кравчук, ANSYS, Издательство Инжиниринг, Москва (2004).

[2] ANSYS Mechanical, доступно: http: / www.ANSYS. ru / Products / Simulation + Technology / Structural + Analysis / ANSYS + Mechanical, дата обращения: 12.01 (2015).

[3] В. Юнис, Начало работы с Autodesk Inventor Professional 2012: часть 1, Анализ напряжений и рам, (2012 г.).

[4] Как использовать анализ напряжений в Autodesk Inventor для проверки деталей. Доступно по адресу: http: / www .instructables. Com / id / How-to-use-stress-analysis-in-Autodesk-Inventor-to / al 2015, дата обращения: 20.01. (2015).

[5] А.Б. Каплун, Е.М.Морозов, ANSYS-в руках инженера, Издательство Машиностроение, Москва, (2003).

Как рассчитать скорость коррозии металла

Когда большинство металлов вступают в контакт с определенными веществами в воздухе или воде, они претерпевают химические изменения, которые ухудшают целостность металла. Этот процесс называется коррозией. Кислород, сера, соль и другие материалы могут вызывать различные типы коррозии.

Когда металл подвергается коррозии или разрушается, он не может выдерживать те же нагрузки, что и до начала коррозии.В определенный момент коррозия может привести к опасным условиям. Металлы, используемые в мостах, железнодорожных путях и зданиях, подвержены коррозии. Из-за этого важно контролировать и контролировать коррозию, чтобы избежать обрушения конструкции.

Скорость коррозии

Скорость коррозии — это скорость, с которой любой металл разрушается в конкретной среде. Скорость или скорость зависит от условий окружающей среды, а также от типа и состояния металла.

Скорость коррозии в США обычно рассчитывается с использованием мил в год. Другими словами, скорость коррозии основана на количестве миллиметров (тысячных долей дюйма), проникающих за год.

Для расчета скорости коррозии необходимо собрать следующую информацию:

• Потеря веса (уменьшение веса металла за базовый период времени)
• Плотность (плотность металла)
• Площадь (общая начальная площадь поверхности металлической детали)
• Время (продолжительность базового периода времени)

Интернет-ресурсы для расчета скорости коррозии

Источник коррозии.com предоставляет онлайн-калькулятор скорости коррозии металла для расчета скорости коррозии. Просто введите данные и нажмите «Рассчитать», чтобы рассчитать скорость коррозии в миллиметрах, дюймах, микронах / миллиметрах в год или дюймах в минуту.

Преобразование скорости коррозии

Чтобы преобразовать скорость коррозии из мил в год (MPY) в метрический эквивалент миллиметра в год (MM / Y), вы можете использовать следующее уравнение для преобразования мил в год в микрометры в год (MicroM / Y):

1 MPY = 0.0254 мм / дюйм = 25,4 мкм / дюйм

Чтобы рассчитать скорость коррозии по потере металла, используйте:

MM / Y = 87,6 x (W / DAT)

куда:

W = потеря веса в миллиграммах
D = плотность металла в г / см3
A = площадь образца в см2
T = время выдержки металлического образца в часах

Почему важны скорости коррозии

Скорость коррозии определяет срок службы металлических конструкций. Эта переменная диктует выбор металлов, используемых для разных целей и в разных средах.

Скорость коррозии также определяет требования к обслуживанию конструкций. Металлическая конструкция во влажной среде (например, металлический мост во Флориде) может потребовать более частого обслуживания, чем аналогичная конструкция в более сухом месте (например, металлический мост в Нью-Мексико). Графики технического обслуживания разрабатываются на основе описанных выше типов расчетов.

Коррозионная инженерия

Инженерия коррозии — относительно новая профессия, посвященная замедлению, обращению, предотвращению и предотвращению воздействия коррозии на материалы и конструкции.Инженеры по коррозии несут ответственность за разработку покрытий и способов обработки металлов, которые можно использовать для улучшения устойчивости металлов к коррозии.

Инженеры также участвуют в разработке материалов, менее подверженных коррозии. Например, иногда вместо металлов можно использовать новую нержавеющую керамику. В ситуациях, когда коррозия может вызвать опасные или дорогостоящие ситуации, инженеры по коррозии могут порекомендовать и внедрить решения.

Generic vs.Конкретные планы и расчеты:

Итак, вы определились с идеальным навесом для автомобиля / металлическим зданием и готовы разместить заказ. Что делать дальше? American Steel Carports рекомендует ВСЕМ или будущим клиентам ознакомиться с кодами своих городов. Вы не хотели бы строить здание только для того, чтобы его пометили за несоблюдение или за отказ от получения разрешения. Хотя не для всех городов и округов требуется разрешение, вы всегда должны проверять, чтобы быть на 100% уверенным, что ваше строительство будет разрешено.Иногда требования простые (определенное расстояние от забора или определенный размер). Однако некоторые разрешения могут потребовать от вас встретить ветровые или снеговые нагрузки.

Ниже поясняются типы планов / чертежей, которые могут потребоваться в некоторых округах или городах перед установкой:

Типовые планы доступны для определенных областей и определенных размеров зданий (обратитесь к своему торговому представителю, чтобы узнать, есть ли у вас здание соответствует требованиям) без дополнительных затрат. Общие планы относятся только к размеру ширины и не содержат названия или адреса установки.Эти планы можно запросить после размещения заказа, и их отправка займет 7-10 рабочих дней ПОСЛЕ получения заказа.

Планы для конкретного объекта изготавливаются по заказу за дополнительную плату. Эти планы включают название и адрес установки для вашего будущего здания, а также требования к снегу и ветру, а также информацию о том, как укладывается материал и его элементы конструкции. Конкретные планы должны быть оплачены при размещении заказа. На их отправку уходит от 10 до 14 рабочих дней ПОСЛЕ получения заказа.Конкретные планы могут быть запрошены (но не всегда требуются) с помощью наших расчетов , которые также предоставляются за дополнительную плату. Расчеты включают напряжения и деформации или силы и смещения вашей металлической конструкции. Конкретные планы можно запросить сами по себе, но расчеты можно запросить только как дополнение к конкретным планам.