Расчет стойки по предельному состоянию первой группы

Расчет вертикальной стойки по предельному состоянию первой группы напряжений согласно СП 20.13330.2016 "НАГРУЗКИ И ВОЗДЕЙСТВИЯ"

 

Алюминий (Al) – металл серебристо – белого цвета. Относится к группе легких цветных элементов. Если сравнивать со сталью, алюминий является мягким пластичным материалом.

 

Вертикальную стойку крепим в верхнем узле в максимально возможное крайнее положение как показано на фото выше.

 

Проверим стойку в расчетной программе на допустимое напряжение. Максимальное напряжение возникает в зоне кронштейна (по предельным состояниям 1-ой группы)

 

Пиковая ветровая нагрузка в рядовой зоне согласно СП 20.13330.2016 "Нагрузки и воздействия"

 

W(-) = 23 *0,46*(1+1,27)*1,2*0,9  = 25,9 кгс/м2

 

Площадь нагружения  составит 7,31м2

 

Переведем в сосредоточенную нагрузку на плоскость алюминиевой стойки 7,31 м2 * 25,9 кг/м2 = 189,3 кг. (для расчетной программы)

 

Нагрузка на перила составит 30кг/м (для жилых зданий, дошкольных учреждений, домов отдыха, санаториев, больниц и других лечебных учреждений)

 

1,2 - коэффициент надежности по нагрузке на перила, получаем 30кг/м*1,2 = 36 кг/м.

 

Шаг стоек 1700 мм. (ширина нагружаемой зоны) , получаем 36кг/м*1,7 м = 61,2 кг.

 

Минимально допустимый момент инерции стойки 198 см4 > 167,3 см4

 

Суммируем нагрузки (189,3*1,4) + 61,2 = 326,2 кг. = 3262 Н

 

Y =1,0 коэффициент надежности по ветровой нагрузке для расчета по предельным состояниям 2-ой группы напряжений, для расчета по прогибу.

 

Y =1,4 коэффициент надежности по ветровой нагрузке для расчета по предельным состояниям 1-ой группы напряжений, для расчета по напряжениям.

 

Стойка с глубиной 105 мм. арт. 322280 с моментом инерции Ix=167,3 см4 не проходит, устанавливать сухарь на всю длину в каждую стойку с финансовой стороны очень дорого.

 

Минимально допустимый момент инерции стойки 198 см4 > 167,3 см4 - по формулам СП "Нагрузки и воздействия" (по предельным состояния 2-ой группы) . Условие не выполняется.

 

Решение проблемы: вертикальная стойка + стоечный сухарь на всю длину. Стоимость велика такого решения.

 

Алюминий AlMg 0.7Si 6063 Т6 (для профиля системы АлюТех) согласно ГОСТ 22233 – 2001. Модуль Юнга 69000 Н/мм2, удельная плотность алюминиевого сплава 6063 Т6, р=2710 кг/м3. Коэффициент Пуассона 0,33. Временное сопротивление при растяжении 215 МПа, предел текучести при растяжении 170 МПа.

 

Алюминий, профили прессованные из алюминиевого сплава (АГРИСОВГАЗ) – АД31 Т1 (6063 Т6) согласно ГОСТ 4784-97, ГОСТ 22233-2001. Модуль Юнга 69000 Н/мм2, удельная плотность алюминиевого сплава, р=2710 кг/м3. Коэффициент Пуассона 0,33. Временное сопротивление при растяжении 196 МПа, предел текучести при растяжении 147 МПа.

 

Алюминий, профили прессованные из алюминиевого сплава (ШУКО) AlMgSi 6060 Т6 согласно ГОСТ 22233 – 2001. Модуль Юнга 69000 Н/мм2, удельная плотность алюминиевого сплава 6063 Т6, р=2710 кг/м3. Коэффициент Пуассона 0,33. Возможны другие сплавы в зависимости от поставщика. Временное сопротивление при растяжении 170 МПа, предел текучести при растяжении 140 МПа.

 

Допустимый прогиб для средней однопролетной балки со стеклопакетом

fдоп = L/300 = 410 см /300 = 1,43 см. (по построению в графической программе прогиб стеклопакета не составил 8мм.)

 

По прогибам см. статью "Прогибы_светопрозрачных_конструкций"

 

Результат: напряжение точечное возникает в зоне кронштейна и составляет

 

100 МПа. < 140 МПа. Условие выполняется.

 

Статья дана для сведения