В моём строящемся доме совсем мало используется металл, только в винтовых сваях, арматуре ростверка, перемычек, армопояса и некоторых вспомогательных сооружений (септик, основа тандыра), а также крепёжных элементов (куда без шурупов–саморезов, винтов–болтов, перфорированных соединительных лент и уголков?). Ах да, ещё часть забора, которая приходится на сад–огород смонтирована из металлической сетки Рабица. Можно было сюда приплести и электрические кабели, — медь тоже металл, — но это уже совсем другая тематика.
С началом весны «металлическая» тема зазвучала на моей стройке с новой силой и заиграла яркими красками. Во–первых, возникла необходимость в сооружении опорной конструкции для крыши вегетария в контексте установки фотоэлектрических панелей для приватной солнечной электростанции.
Читать дальше...Несмотря на возникшие затруднения юридическо–организационного характера, я не отказался от своих намерений и продолжаю работы по их реализации, в частности, произвёл расчёт прочности крыши вегетария и определился с сортаментом металлоконструкций в первом приближении.
Во–вторых, в туманной дали моих планов уже который год смутно маячит задача устройства межэтажной лестницы на металлическом каркасе. Мне показалось совершенно естественным и обоснованным приобрести металл сразу для обоих сооружений, — и для вегетария, и для лестницы, — можно сэкономить на доставке, поскольку транспортировка длинномерных грузов может составить существенную часть стоимости материала.
Чтобы подобрать материал нужных сечений придётся произвести расчёт прочности косоуров и опор для ступеней. На схеме вверху справа, рядом с названием этой статьи, представлен общий вид двух пролётов лестницы (без промежуточной площадки, на которой осуществляется поворот лестницы).
Длина марша AB составляет 1,45 м, а CD — 3,44 м; наклон обоих маршей — 34°. В точке Е, по середине длинного пролёта, предполагается установить опорную стойку и тогда длина пролёта DE составит 1,72 м. Поскольку наиболее проблемной частью конструкции является марш CD (AB меньше CE или ED, значит, прочность верхнего марша будет удовлетворена автоматически), именно его расчёт и ляжет в основу проектирования. На эскизе слева изображена расчётная схема косоура и, во врезке (EF), опоры для ступени.
Первым делом необходимо определить нагрузку, q0, которой будет подвержена лестница:
- буковая ступень 38×270×950 мм весит 6,63 кг, а суммарная расчётная нагрузка от веса всех 12 ступеней 25 кгс/м² (с учётом коэффициента надёжности 1,1);
- временная нагрузка (люди, грузы и т.п.) — 420 кгс/м² (с учётом коэффициента надёжности 1,4);
- суммарная расчётная нагрузка — 445 кгс/м² или на каждый косоур q0 = 212 кгс/м (с учётом ширины ступени 0,95 м).
Следующий шаг — преобразование наклонной схемы в горизонтальную: длина горизонтальной проекции косоура 2l = 3,44·cos(34°) = 2,92 м или l = 1,46 м, а нагрузка — q = 212·cos(34°) = 180 кгс/м (см. рис. справа). Максимальный изгибающий момент возникает на опоре E:
Дальше всё просто: момент сопротивления сечения косоура W = M/σ, где σ=2100 кгс/см² — расчётное сопротивление стали марки ст3. Итак, W = 4800/2100 = 2,29 см3, заодно посчитал и момент инерции сечения I = 6,1 см4. Этим параметрам вполне соответствует труба прямоугольного сечения 40×20×4 мм или квадратного — 35×35×3 мм, что, мягко говоря, слабо сочетается с житейским опытом: слишком хлипкой представляется такая несущая основа будущей лестницы.
Расчёт консоли EF, на которую будет укладываться ступень, начинается с определения нагрузки: из общей величины (445 кгс/м²) на одну ступеньку придётся чуть больше 114 кг (её площадь 0,27 × 0,95 = 0,2565 м²), то есть, по 57,5 кг на каждую из двух опор. Онлайн калькулятор (лень было считать «врукопашную») выдал W = 0,85 см3 и I = 1,33 см4, что соответствует прямоугольной трубе сечением 30×10×2,5 мм, квадратной 25×25×2 мм и катаному уголку 45×45×3 мм.
Комментариев нет:
Отправить комментарий