Исходные данные
Конструкция представляет собой металлическую раму, закреплённую к шести стойкам, установленных вертикально с небольшим поворотом вокруг оси относительно плоскости рамы. Материал профилей – алюминиевый сплав. Расчётное сопротивление стали принято Ry = 2380 кгс/см2, с учётом коэффициента надёжности 1,3.
| Тип | Элемент, расчётные характеристики | Сечение |
|---|---|---|
| 1 | Площадь сечения A = 5.41 см2
Момент инерции сечения Jxy = 19.47 см4 Момент сопротивления сечения Wxy = 7.788 см3 Радиус инерции сечения ixy = 1.897 см |
Определение нагрузок
Нормативное значение основной ветровой нагрузки w следует определять, как сумму средней wm и пульсационной wg составляющих:
Коэффициент надёжности по ветровой нагрузке следует принимать равным 1,4.
Нормативное значение средней составляющей основной ветровой нагрузки wm следует принимать по формуле:
где w0 – нормативное значение ветрового давления;
k(ze) – коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления для высоты ze;
с – аэродинамический коэффициент.
Для I ветрового районе по табл. 11.1:
w0 = 0,23 кПа=23,45 кгс/м2.
При высоте ze=5,0 м для типа местности А коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по таблице 11.2, составит:
k(ze) = 0,75.
Аэродинамический коэффициент сx определяется по таблице В.2 Приложения В СП 20.13330.2016:
Были разработаны два варианта ветровой нагрузки, (см. рис. 1 и 2)
Рис.1. Схема нагружения 1-й вариант ветровой нагрузки
Рис.2. Схема нагружения 2-й вариант ветровой нагрузки
Для щитовых конструкций принимается: СХ = 2,5kλ =2,5
Значение средней составляющей ветровой нагрузки:
wm = 23.45×0,75×2,5 = 43.97 кгс/м2.
Предельное значение собственной частоты колебаний flim = 0.95, согласно таб.11.5.
Первая собственная частота колебаний строения составляет f1 = 24,53 (согласно расчёту, в SCAD Office), что больше flim = 0.95, поэтому wg вычисляется по формуле: wg = wmζ(ze)v
ζ(ze) = 0,85 по таблице 11.4.
v = 0.927 по таб. 11.6
Значение пульсационной составляющей ветровой нагрузки:
wg = 43,97×0,927×0,85 = 34,63 кгс/м2.
Таким образом нормативное значение ветровой нагрузки составит:
w = 43,97 + 34,63 = 78,60 кгс/м2.
Результаты расчёта по деформации, (рис 3 и 4):
Рис.3. Схема перемещения 1-й вариант ветровой нагрузки
Рис.4. Схема перемещения 2-й вариант ветровой нагрузки
Все перемещения в пределах допустимые, допустимые пресыщения Н/300=5000/300 17 мм
Результаты усилий в элементах конструкции, рис 5 и 6;
Рис.5. Усилия 1-й вариант ветровой нагрузки
Рис.6. Усилия 2-й вариант ветровой нагрузки
Результаты по коэффициенту использования сечений, см рис 7 и 8;
Рис.7. Коэффициент использования сечений 1-й вариант ветровой нагрузки
Рис.8. Коэффициент использования сечений 2-й вариант ветровой нагрузки
Выводы.
- Несущая способность конструкций рекламного стенда достаточна на восприятие ветровых нагрузок Московского региона.
- Необходимо ставить противовеса от опрокидывания, величина веса больше 2 тонна, см рис 9, результаты сил опрокидывания.
Nопро=1,05+0,94= 2 тонн, на каждую опору надо ставить 1 тонн противовеса.