L'argomento di questo articolo è il calcolo di un baldacchino in policarbonato con le tue mani. Dobbiamo imparare a calcolare i parametri principali della struttura associati alla sua resistenza e dimensioni. Quindi andiamo.
Cosa calcoliamo
Dobbiamo imparare a calcolare:
- Lo spessore del policarbonato e il passo della cassa a seconda del carico di neve previsto per metro quadrato.
- Dimensioni della copertura dell'arco (che in termini di geometria si riduce al calcolo della lunghezza dell'arco).
Per chiarire: stiamo esplorando modi per calcolare l'arco per raggio e angolo noti del settore, nonché per il caso in cui conosciamo solo le distanze tra i punti estremi della superficie dell'arco.
- Sezione minima del tubo con un carico di flessione noto.
In questo ordine, andremo avanti.
Tornitura e spessore del rivestimento
Iniziamo con il calcolo del carico da neve.
Prima di capire come calcolare una tettoia in policarbonato, formuleremo un paio di ipotesi su cui si basa il calcolo.
- I dati forniti sono rilevanti per materiale di alta qualità senza segni di distruzione da parte delle radiazioni ultraviolette. Il policarbonato senza filtro UV diventa fragile dopo 2-3 anni di funzionamento alla luce.
- Trascuriamo deliberatamente la limitata stabilità alla deformazione della cassa, considerandola assolutamente robusta.
E ora - un tavolo che ti aiuterà a scegliere lo spessore ottimale del policarbonato e il passo della cassa.
| Carico, kg/m2 | Dimensioni cella cassa con spessore policarbonato, 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 | |
Arco
Calcolo per raggio e settore
Come calcolare l'arco per una tettoia se conosciamo il raggio di curvatura e il settore dell'arco?
La formula sarà simile a P=pi*r*n/180, dove:
- P è la lunghezza dell'arco (nel nostro caso, la lunghezza di una lastra di policarbonato o di un tubo profilato, che diventerà un elemento del telaio).
- pi è il numero "pi" (nei calcoli che non richiedono una precisione estremamente elevata, generalmente considerato pari a 3,14).
- r è il raggio dell'arco.
- n è l'angolo dell'arco in gradi.
Ad esempio, calcoliamo con le nostre mani la lunghezza dell'arco del baldacchino con un raggio di 2 metri e un settore di 35 gradi.
P \u003d 3,14 * 2 * 35/180 \u003d 1,22 metri.
Nel processo di lavoro si verifica spesso la situazione opposta: è necessario adattare il raggio e il settore dell'arco a una lunghezza fissa dell'arco. I motivi sono chiari: il prezzo del policarbonato è sufficientemente elevato da ridurre al minimo la quantità di rifiuti.
Ovviamente in questo caso il prodotto del settore per il raggio sarà pari a P/pi*180.
Proviamo ad adattare l'arco sotto un foglio standard lungo 6 metri. 6/3.14*180=343.9 (con arrotondamento). Inoltre - una semplice selezione di valori con una calcolatrice in mano: ad esempio, per un settore dell'arco di 180 gradi, puoi prendere il raggio pari a 343,9 / 180 \u003d 1,91 metri; con un raggio di 2 metri, il settore sarà pari a 343,9 / 2 \u003d 171,95 gradi.
Calcolo per accordi
Che aspetto ha il calcolo del progetto di una tettoia in policarbonato con un arco se disponiamo solo di informazioni sulla distanza tra i bordi dell'arco e la sua altezza?
In questo caso viene applicata la cosiddetta formula di Huygens. Per usarlo, dividiamo mentalmente a metà l'accordo che collega le estremità dell'arco, dopodiché disegniamo una perpendicolare all'accordo nel mezzo.
La formula stessa ha la forma Р=2l+1/3*(2l-L), dove l è l'accordo AM e L è l'accordo AB.
Importante: il calcolo fornisce un risultato approssimativo. L'errore massimo è dello 0,5%; minore è il settore angolare dell'arco, minore è l'errore.
Calcoliamo la lunghezza dell'arco per il caso in cui AB \u003d 2 me AM - 1,2 m.
P=2*1.2+1/3*(2*1.2-2)=2.4+1/3*0.4=2.533 metri.
Calcolo della sezione con carico di flessione noto
Piuttosto una situazione di vita: parte del baldacchino è una visiera di lunghezza nota. Possiamo stimare approssimativamente il carico massimo di neve su di esso. Come scegliere un tubo profilato di tale sezione per travi in modo che non si pieghi sotto carico?
Nota! Non tocchiamo deliberatamente come calcolare il carico sul baldacchino. La valutazione del carico di neve e vento è un argomento completamente autosufficiente per un articolo separato.
Per calcolare, abbiamo bisogno di due formule:
- M = FL, dove M è il momento flettente, F è la forza applicata all'estremità della leva in chilogrammi (nel nostro caso, il peso della neve sulla visiera), e L è la lunghezza della leva (la lunghezza della trave che sopporta il carico della neve, dal bordo al punto di fissaggio) in centimetri.
- M/W=R, dove W è il momento di resistenza e R è la forza del materiale.
E come ci aiuterà questo mucchio di valori sconosciuti?
Di per sé, niente. Mancano alcuni dati di riferimento per il calcolo.
| grado di acciaio | Forza (R), kgf/cm2 |
| St3 | 2100 |
| St4 | 2100 |
| St5 | 2300 |
| 14G2 | 2900 |
| 15GS | 2900 |
| 10G2S | 2900 |
| 10G2SD | 2900 |
| 15HSND | 2900 |
| 10HSND | 3400 |
Riferimento: gli acciai St3, St4 e St5 sono solitamente utilizzati per tubi professionali.
Ora, sulla base dei dati che abbiamo, possiamo calcolare il momento resistente alla flessione del tubo profilato. Facciamolo.
Supponiamo che 400 chilogrammi di neve si accumulino su una tettoia di due metri con tre travi portanti in acciaio St3.Per semplificare i calcoli, concorderemo che l'intero carico ricade sul bordo della visiera. Ovviamente il carico su ogni trave sarà di 400/3=133,3 kg; con una leva di due metri, il momento flettente sarà pari a 133,3 * 200 \u003d 26660 kgf * cm.
Ora calcoliamo il momento di resistenza W. Dall'equazione 26660 kgf * cm / W = 2100 kgf / cm2 (resistenza dell'acciaio) ne consegue che il momento di resistenza dovrebbe essere almeno 26660 kgf * cm / 2100 kgf / cm2 = 12,7 cm3.
In che modo il valore del momento resistente ci porterà alle dimensioni del tubo? Attraverso le tabelle di assortimento contenute in GOST 8639-82 e GOST 8645-68 che regolano le dimensioni dei tubi quadrati e sagomati. Per ogni dimensione indicano il momento di resistenza corrispondente e per una sezione rettangolare lungo ciascuno degli assi.
Dopo aver controllato le tabelle, scopriamo che la dimensione minima di un tubo quadrato con le caratteristiche richieste è 50x50x7,0 mm; rettangolare (con orientamento verticale del lato maggiore) - 70x30x5,0 mm.
Conclusione
Speriamo di non aver sovraccaricato il lettore con un'abbondanza di cifre e formule aride. Come sempre, ulteriori informazioni sulle modalità di calcolo e progettazione delle pensiline in policarbonato le trovate nel video di questo articolo. Buona fortuna!
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