Справочник мебельщика   Строим свой дом. Ремёсла и мастер-классы Экономика, Политика, История. Уроки
фотошоп.
Школа
дизайна.
Столярная мастерская. Мебельные ГОСТы. Техника для кухни. Карта сайта.
  Как делать мебель. Мебельный дизайн. Мебельная фурнитура. Инструмент мебельщика. Станки мебельщика. Мебель как искусство. ЗД модели PRO100.   Мебельный форум.

Забор. Расчёт ветровой нагрузки на забор из профнастила.

 
 
 
 
ветровая устойчивость забора

  Забор из профлиста - один из самых популярных видов забора в нашей стране. Это защита и от посторонних глаз, и от ветра и пыли. Ограждение хорошо и тем, что его установка довольна проста: забор можно не только заказать у профессионалов, но и смонтировать самостоятельно.

  Стоит учесть, что при самостоятельной установке забора из профнастила могут возникать ошибки: из-за перепадов температур столбы могут “вылезти”, испортив форму забора, а при сильных порывах ветер может сорвать профлист, или даже повалить сам забор. Поэтому нужно тщательно подготовиться перед тем, как ставить забор: рассчитать ветровые нагрузки, правильно подобрать материалы.

Ветронагрузка.

  Ветронагрузка - один из основных факторов при выборе материала для забора. Забор из профлиста обладает большой парусностью - ведь полотно забора сплошное. При сильном ветре (при неправильном выборе материалов) - забор будет испорчен.

  Чтобы этого не случилось, толщину трубы и её сечение следует подбирать на основании расчетов. При этом расчет для каждого забора - индивидуален. Зависит он от региона, где происходит строительство, и от конкретного места (открытый участок или закрытое пространство).

Ветронагрузка

Расчет ветровых нагрузок.

  Представим, что происходит, когда в полотно забора направлен сильный ветер. На столб действует сила, которая будет его сгибать (изгибающий момент). Столб с одного конца зафиксирован в земле, и максимальное усилие будет возникать именно там, где он входит в грунт.

  Для упрощенного расчета (с использованием онлайн калькулятора) мы должны посчитать, с какой силой происходит давление на площадь в 1 м2. После этого мы поймем какой профиль трубы нужен, чтобы эту нагрузку выдержать. Воспользуемся формулой:

F = 0,61*V2/9,8

где:

  • F - сила в кгс;
  • 0,61 - 1/2 плотности воздуха (в нормальных условиях);
  • V - скорость ветра в м/с.

Для примера выполним расчет при скорости ветра в 15 м/с:

F = 0,61*15*15/9,8≈14 кгс на 1 м2.

  Воспользовавшись данной формулой, можно самостоятельно рассчитать силу, действующую на 1 м2 площади забора при различной скорости ветра. При расчете делаем запас, чтобы, в случае возникновения нетипично сильного ветра для выбранного района, забор выдержал нагрузку.

  Сильным считается ветер, скорость которого от 20,8 до 24,4 м/с. Штормовой ветер или “буря” начинается от 24,5 до 28,4 м/с. Ураганный ветер развивает скорость от 28,5 м/с до 32,6 м/с.

  Сразу посчитаем силу ветра действующую на одну опору. В расчет мы возьмем забор высотой 2 м и длиной пролёта 2,5 м. Лучше не делать один пролет забора длиной более трех метров, так как нагрузка в этом случае повышается и нужно будет увеличивать сечение каждого столба. Таким образом площадь одной секции забора будет:

S = 2 * 2,5 = 5 м2.

  Вычислим силу действующую на один лист забора:

F = 5 * 14 = 70 кгс.

Далее необходимо найти изгибающий момент, действующий на опору, по формуле:

М = F*L*k,

где:

  • k – коэффициент запаса прочности (1,5);
  • L – точка приложения нагрузки. Считаем, что она приходится на середину профлиста высотой в 2 м, прибавляем к ней расстояние от земли до нижнего края листа: 0,3 м. Итого: 1 м + 0,3 м = 1,3 м.
  • F - сила в кгс,

Изгибающий момент:

М = 70*1,3*1,5 = 136,5 кгс·м.

 

Расчет сечения трубы для забора из профнастила.

Расчет сечения трубы для забора

  Получив данные о нагрузке, переходим к выбору опорных труб. Для этого пользуемся формулой, по которой определяем максимальный изгибающий момент:

М = σW/1000,

где:

  • σ – предел текучести материала, кгс/мм2 (для стали - 20 - 21 кгс/мм2);
  • W – момент сопротивления сечения (мм3). Он определяется по формулам:

W = π*(D4-d4)/32D - для круглой трубы,  W = (H4-h4)/6H - для квадратной трубы.

  Для сравнения возьмем круглую трубу с наружным диаметром 60 мм, толщиной стенки 2 мм, и квадратную трубу 60 мм, с толщиной стенки 2 мм. Чтобы не считать вручную моменты сопротивления изгибу (W) делаем онлайн расчет ветровой нагрузки забора в любом онлайн-калькуляторе, подставляя в него вышеприведенные значения сечений труб.

Итого:

  • Для квадратной трубы W = 8682,0 мм3.
  • Для круглой трубы W = 5114,1 мм3.

Подставляем значения в формулу:

  • М = 20*8682,0/1000 = 173,64 кгс·м — разрушающий изгибающий момент для квадратной трубы.
  • М = 20*5114,1/1000 = 102,28 кгс·м — разрушающий изгибающий момент для круглой трубы.

  Теперь смотрим, удовлетворяют ли выбранные нами трубы ветровой нагрузке. Как мы ранее высчитали, изгибающий момент в месте выхода столба из земли (М) = 136,5 кгс·м.

Сравниваем:

  • Квадратная труба — 173,64 кгс·м > 136,5 кгс·м.
  • Круглая труба — 102,28 < 136,5 кгс·м.

Квадратная труба при нагрузке, возникающей при ветре силой 15 м/с, нам подходит, а круглая – нет.

  Воспользовавшись этим расчетом ветровой нагрузки, можно самостоятельно выбрать сечение и профиль трубы в зависимости от условий эксплуатации и конструкции забора.

Источник: 1metallobaza.ru

Вопросы и обсуждение на форуме:


Вспомогательная информация.


  Яндекс цитирования