Struktūrinė analizė ir plieno kiekio įvertinimas penkių{0}} aukštų plieniniam rėmui

Toliau pateikiama aprašytos penkių{0} aukštų plieno rėmo konstrukcijos analizė ir plieno tonažo įvertinimas

---

 

 

 

Norint atlikti prasmingą apkrovos analizę, taikomos šios pagrįstos prielaidos (būdingos lengvosios pramonės ar komunalinių paslaugų atraminėms konstrukcijoms):

Grindų tuščioji apkrova (DL): 1,0 kN/m²
(Apima paklotą, apdailą, mechaninį / elektrinį, jei yra, ir savo{0}}antrinių elementų svorį-pagrindinės sijos-svoris bus pridėtas atskirai.)

Tiesioginė apkrova (LL): 2,0 kN/m²
(Įprasta prieigai prie lengvos saugojimo ar priežiūros; pakoreguokite, jei ketinate naudoti kitaip.)

Stogo tuščioji apkrova: 0,8 kN/m²

Stogo gyvoji apkrova / sniego apkrova: 1,0 kN/m²

Vėjo apkrova: Čia nepaskirstoma per aukštą; šoninis pasipriešinimas, valdomas sutvirtinant (analizuojamas atskirai).

 

Įlankos geometrija:

Kiekvienas skersinis rėmas yra1,6 m pločio.

Išilginis atstumas tarp rėmų: 5 skyriai → [5,6 m, 5,6 m, 2,8 m, 5,6 m, 5,6 m].

Taigi kiekviena „grindų plokštė“, palaikoma pagrindinių sijų, turi plotą =1,6 m × įlankos plotis.

Tolimosios sijos (W10 × 22)paleistiišilgai, jungiantis 6 skersinius rėmus kiekviename lygyje. Todėl kiekviena sija palaiko pusę intako pločio iš gretimų įlankų-bet kadangi konstrukcija yra tikBendras plotis 1,6 m, yra veiksmingaidvi kraštinės sijoslaikanti visą 1,6 m pločio (arba vieną centrinę siją su konsolėmis). Paprastumo dėlei darome prielaidądvi išilginės sijos, kiekvienas neša0,8 m intako plotis.

Tačiau atsižvelgiant į siaurą plotį (1,6 m), praktiškiau modeliuoti grindų sistemą kaipviena juostelėkur veikia dvi išilginės W10×22 sijoskraštinės sijospalaikantis 1,6 m pločio platformą.

Taigi,intako plotas vienai sijai vienai įlankai = 0,8 m × įlankos ilgis.

Bet užkolonėlės apkrovos skaičiavimas, mes manome,bendra apkrova vienam skersiniam rėmui.

---

 

Kiekvienas skersinis rėmas (tam tikroje išilginėje padėtyje) palaiko:

Pusė įlankos ploto į kairę + pusė ploto į dešinę.

Vidiniams rėmams (2–5 rėmeliai):

Intako ilgis=(kairė įlanka + dešinė įlanka) / 2

Galiniams rėmams (1 ir 6 rėmeliai):

Intako ilgis=gretima įlanka / 2

Rėmas Nr.	Kairė įlanka (m)	Dešinysis įlanka (m)	Intako ilgis (m)	Intakų plotas aukšte (m²)=1.6 × Lₜ
1	–	5.6	2.8	4.48
2	5.6	5.6	5.6	8.96
3	5.6	2.8	4.2	6.72
4	2.8	5.6	4.2	6.72
5	5.6	5.6	5.6	8.96
6	5.6	–	2.8	4.48

Pastaba: bendras plotas=(4.48 + 8.96 + 6.72 + 6.72 + 8.96 + 4.48) =40.32 m²
Viso plano plotas=1.6 m × 25,2 m =40.32 m²→ ✔️ Nuoseklus.

---

 

 

Dead load (DL)= 1.0 kN/m²

Tiesioginė apkrova (LL)= 2.0 kN/m²

Bendra nefaktorinė apkrova= 3.0 kN/m²

Rėmas Nr.	Plotas (m²)	DL (kN)	LL (kN)	Bendra apkrova aukšte (kN)
1,6	4.48	4.48	8.96	13.44
2,5	8.96	8.96	17.92	26.88
3,4	6.72	6.72	13.44	20.16

Be to,Pagrindinių sijų savaiminis-svoristuri būti įtraukta į kolonų apkrovas.

W10×22 svoris=32.7 kg/m=0.321 kN/m

Kiekvienas rėmelis jungiasi priedu sijos segmentai(kairėje ir dešinėje)

Sijos segmento ilgiai=faktiniai segmento ilgiai

3 kadro pavyzdys:

Kairysis skyrius=5.6 m → sijos svoris=0.321 × 5.6=1.80 kN

Dešinysis skyrius=2.8 m → sijos svoris=0.321 × 2.8=0.90 kN

Bendras sijos savaiminio{0}}svorio intakas į 3 rėmą ≈(1.80 + 0.90)/2?→ Tiesą sakant,sijos svoris visiškai palaikomas stulpeliais galuose, todėl kiekvienas rėmo stulpelis nešapusė kiekvienos gretimos sijos svorio.

Taigi,papildoma vertikali apkrova nuo sijų vienam rėmui per grindis:=0.5 × (kairysis skyrius + dešinysis skyrius) × 0,321 kN/m

Apskaičiuokite kiekvienam kadrui:

Rėmas	Gretimos įlankos (m)	Bendras gretimų ilgis (m)	Sijos savaiminis-svoris (kN)
1	[5.6]	5.6	0.5 × 5.6 × 0.321 = 0.90
2	[5.6, 5.6]	11.2	0.5 × 11.2 × 0.321 = 1.80
3	[5.6, 2.8]	8.4	0.5 × 8.4 × 0.321 = 1.35
4	[2.8, 5.6]	8.4	1.35
5	[5.6, 5.6]	11.2	1.80
6	[5.6]	5.6	0.90

Pridėkite tai prie ankstesnių sumų:

 

Bendra vertikali apkrova vienam rėmui tipinėms grindims (1–4 lygiai):

Rėmas	Ploto apkrova (kN)	+ Sijos svoris (kN)	Iš viso viename aukšte (kN)
1,6	13.44	0.90	14.34
2,5	26.88	1.80	28.68
3,4	20.16	1.35	21.51

---

 

 

Stogas DL=0.8 kN/m²

Stogas LL=1.0 kN/m²

Iš viso=1.8 kN/m²

Stogo apkrova pagal plotą- vienam rėmui:

Rėmas	Plotas (m²)	Stogas DL (kN)	Stogas LL (kN)	Tarpinė suma (kN)
1,6	4.48	3.58	4.48	8.06
2,5	8.96	7.17	8.96	16.13
3,4	6.72	5.38	6.72	12.10

Pridėkite tą patį sijos svorį-(sijos vis dar yra ant stogo):

Bendra stogo apkrova vienam rėmui:

Rėmas	Stogo ploto apkrova (kN)	+ Sijos svoris (kN)	Visas stogas (kN)
1,6	8.06	0.90	8.96
2,5	16.13	1.80	17.93
3,4	12.10	1.35	13.45

---

 

 

Darant prielaidą, kad visi aukštai yra vienodi (1–4 lygiai), o stogas – kaip 5 lygis:

Rėmas	Apkrova / grindys (kN)	×4 Aukštai	Stogas (kN)	Bendra stulpelio apkrova (kN)
1,6	14.34	57.36	8.96	66,3 kN
2,5	28.68	114.72	17.93	132,7 kN
3,4	21.51	86.04	13.45	99,5 kN

Pastaba: Tai yranefaktorinės paslaugų apkrovos. Projektuodami naudokite LRFD derinius (pvz., 1.2DL + 1.6LL).

---

 

 

Gravitacijos apkrovosperkeliami iš 1,6 m pločio denio į išilgines W10×22 sijas, po to į W8×24 kolonas prie kiekvieno iš 6 rėmų.

Didžiausia kolonos ašinė apkrovaatsiranda 2 ir 5 kadruose (~133 kN be faktoriaus).

Šoninis stabilumasteikia:

Vertikalus X-tvirtinimas (L3 × 3 × 1/4) bent vienoje dalyje (pvz., 2,8 m centrinėje įlankoje).

Horizontalus tvirtinimas (C9 × 20) prie stogo (ir galbūt kituose lygiuose) su diafragmos šoninėmis jėgomis sutvirtintais rėmais.

Struktūra yrastatiškai nulemtas gravitacijos, irsutvirtintas{0}}rėmo elgesysreguliuoja šoninį atsaką.

Rekomendacija: Atlikite 3D struktūrinę analizę (pvz., naudodami SAP2000, ETABS arba STAAD.Pro), kad patikrintumėte narių pajėgumus, dreifus ir jungties jėgas esant kombinuotai apkrovai pagal AISC 360 ir vietinius statybos kodeksus.

---

Analizės pabaiga.

 

Pritaikomi regionai: Čilė, Filipinai, Naujoji Kredonija, Tonga, Mergelių salos, Reunjono sala, Peru...

Programos: Struktūriniai komponentai sandėliavimui, sandėliavimui, logistikai, mašinų stelažai ir kitiems specialiems tikslams

Istorijų skaičius: 5

Bendras aukštis: 12,2 m → vidutinis aukšto aukštis=12.2 / 5 ≈ 2,44 m

Pastato plotis (trumpa kryptimi): 1.6 m

Pastato ilgis (ilgoji kryptis): 25.2 m

Rėmo skyriai (skersiniai rėmai): 6 kadrai, išdėstyti [5,6 m, 5,6 m, 2,8 m, 5,6 m, 5,6 m] išilgai 25,2 m ilgio
→ Bendra tarpų tarpų suma=5.6 + 5.6 + 2.8 + 5.6 + 5.6=25.2 m (nuosekli)

Pirminiai nariai:

Stulpeliai: W8 × 24 (pagal ASTM A992 arba lygiavertį)

Pagrindinės sijos (sijos): W10×22

Horizontalus tvirtinimas: C9 × 20 (kanalo sekcija)

Vertikalus (istorinis) sutvirtinimas: L3 × 3 × 1/4 (lygus -kojos kampas)

 

Konstrukcija yra momentui{0}}atsparus rėmas, stabilizuotas įstrižais tvirtinimu tiek horizontalioje, tiek vertikalioje plokštumose.

Gravitacijos apkrovos kelias:
Grindų apkrovos (negyvos + gyvos) per grindų sistemą (čia nedetalizuojama) perduodamos į pagrindines sijas (W10×22), po to į kolonas (W8×24). Atsižvelgiant į siaurą plotį (1,6 m), tikėtina, kad pagrindinės sijos driekiasi skersai (1,6 m) ir yra remiamos kolonomis, išdėstytomis 25,2 m kryptimi. Tačiau, atsižvelgiant į įprastą praktiką ir nario paskyrimą, labiau tikėtina, kad:

Thepagrindinės sijos eina išilgai(25,2 m kryptimi), paremtas skersiniais rėmais, išdėstytais kas ~ 5–6 m.

Tačiau tik 1,6 m pločio, tai rodo avienos-įlankos siaura struktūra, galbūt tiltas, stogelis arba įrangos atraminis rėmas.

Atsižvelgiant į geometriją (1,6 m pločio × 25,2 m ilgio × 12,2 m aukščio), tai atrodolinijinis rėmas(pvz., atraminė konstrukcija komunalinėms paslaugoms arba takas), su 6 skersiniais rėmais (kiekvienas 1,6 m pločio), išdėstytais išilgai 25,2 m ilgio.

Taigi:

Kiekvienasskersinis rėmassusideda iš dviejų stulpelių (aukštis=2.44 m vieno aukšto × iš viso 5=12.2 m) ir jungiančių sijų kiekviename lygyje.

Pagrindinės sijos(W10 × 22) greičiausiai veiksišilgai, jungiantis skersinius rėmus kiekviename grindų lygyje.

Tvirtinimas:

Horizontalus tvirtinimas(C9×20) ant stogo ir galbūt tarpiniuose lygiuose šoninėms apkrovoms perkelti į sutvirtintus rėmus.

Vertikalus (istorinis) sutvirtinimas(L3 × 3 × 1/4) vienoje ar daugiau skyrių, kad būtų užtikrintas šoninis standumas nuo vėjo / seisminių apkrovų.

 

 

Vieneto svoris (iš AISC vadovo):

W8 × 24: 24 svarai/pėdų=35.7 kg/m

W10 × 22: 22 lb/ft=32.7 kg/m

C9 × 20: 20 svarų/pėdų=29.8 kg/m

L3 × 3 × 1/4: svoris ≈ 4,9 lb/ft=7.3 kg/m (skaičiuojant pagal plotą ≈ 1,44 in²)

---

A. Stulpeliai

Skersinių rėmelių skaičius: 6

Kiekviename rėmelyje yra 2 stulpeliai (darant prielaidą, kad rėmas yra stačiakampis)

Iš viso stulpelių=6 × 2=12

Stulpelio aukštis=12.2 m

Bendras stulpelio ilgis=12 × 12.2=146.4 m

Kolonos plieno svoris=146.4 m × 35,7 kg/m ≈5,226 kg

 

B. Pagrindinės sijos (išilginės sijos)

Darant prielaidą, kad sijos kiekviename iš 5 grindų lygių eina per visą 25,2 m ilgį irdvi sijos viename lygyje(plius 6 iš 1,6 m pločio):

Sijos vienam lygiui=2

= 5 lygiai

Bendras pluošto ilgis=2 × 5 × 25.2 + 1.6 x 6 x 5=300 m

Sijos plieno svoris=300 m × 32,7 kg/m ≈9 810 kg

Pastaba: jei konstrukcijoje naudojama tik viena centrinė sija arba skirtinga konfigūracija, atitinkamai sureguliuokite. Tai reiškia perimetro įrėminimą.

 

C. Horizontalus tvirtinimas (C9 × 20)

Paprastai įrengiama stogo lygyje ir galbūt tarpiniuose aukštuose. Tarkime:

Vienas horizontalus tvirtinimo sluoksnis ant stogo (suplanuokite tvirtinimą, formuojant X arba vieną įstrižainę vienai plokštei)

Plokštės tarp rėmų: 5 plokštės (tarp 6 kadrų)

Plokštės įstrižainės ilgis ≈ √(5,6² + 1.6²) ≈ 5,82 m (5,6 m įlankoms); 2,8 m įlankai: √(2,8² + 1.6²) ≈ 3,22 m

TarkimeX-tvirtinimas tik vienoje angoje(mažiausias stabilumas), pvz., centrinėje 2,8 m įlankoje:

Įstrižainės prie stogo: 2 × 3.22=6.44 m

Galbūt taip pat žemės lygyje arba tarpiniame: tarkime, 3 lygiai su tvirtinimu → 3 × 6.44=19.3 m

Bendras C9×20 ilgis ≈ 20 m (konservatyvus)

Svoris=20 m × 29,8 kg/m ≈596 kg

Jei visuose lygiuose naudojamos visos horizontalios santvaros, kiekis žymiai padidėja. Tai yra minimalus įvertinimas. Tiesą sakant, kiekvienoje zonoje yra horizontalus tvirtinimas, todėl faktinis naudojimas bus daug didesnis.

 

D. Vertikalus (istorinis) tvirtinimas (L3 × 3 × 1/4)

Tarkimeviena sutvirtinta įlankaišilgai (pvz., tarp 3 ir 4 kadrų, per 2,8 m įlanką) su X-tvirtinimo priemone prie kiekvieno aukšto.

Istorijų skaičius=5 → 5 tvirtinimo plokštės

Skydelio aukštis=2.44 m, plotis=2.8 m

Plokštės įstrižainės ilgis=√(2,44² + 2.8²) ≈ 3,71 m

Dvi įstrižainės viename skydelyje (X-stulpelis) → 2 × 3.71=7.42 m viename aukšte

Bendras ilgis=5 × 7.42=37.1 m

Svoris=37.1 m × 7,3 kg/m ≈271 kg

Jei sutvirtinti keli skyreliai, atitinkamai padauginkite.

---

 

 

Komponentas	Svoris (kg)
Stulpeliai (W8 × 24)	5,226
Pagrindinės sijos (W10 × 22)	9,810
Horizontalus tvirtinimas (C9 × 20)	596
Vertikalus tvirtinimas (L3 × 3 × 1/4)	271
Iš viso (apytiksliai)	15 903 kg

≈ 15,9 metrinės tonos

Pastaba: Tai neapima jungčių, pagrindo plokščių, antrinių elementų ar paklotų. Faktinis gamybos svoris gali būti 10–15% didesnis dėl jungties detalių ir atliekų.

---

 

 

Lieknumas: W8 × 24 stulpeliai (d ≈ 8 colių, A ≈ 7,08 in²) virš 12,2 m nesutvirtinto aukščio gali būti ploni. Efektyvus ilgio koeficientas (K) priklauso nuo pabaigos sąlygų. Prisegtų -prisegtų atveju KL/r gali viršyti ribas, nebent sutvirtintas.Vertikalus tvirtinimas yra būtinassumažinti efektyvų stulpelio ilgį.

Sijos tarpatramis: P10×22 virš 5,6 m (jei sijos tarp rėmų skersai) yra pagrįstas esant nedidelėms apkrovoms. Bet jei sijos tęsiasi 25,2 m ištisai, deformacija ir stiprumas būtų netinkami, todėl numanoma konfigūracija (sijos kaip išilginės juostos tarp skersinių rėmų) yra labiau tikėtinos.

Šoninis stabilumas: Pateikiamas vertikalaus X-tvirtinimo (atsparus vėjui / seisminiam) ir horizontalaus tvirtinimo (diafragmos veiksmas) derinys.

Apkrovos prielaidos: Tai yra preliminarus įvertinimas be konkrečių mirčių / gyvųjų / vėjo apkrovų. Reikalingas detalus projektas pagal AISC 360.

---

 

Išvada
Aprašytas plieninis rėmas yra siauras,{0}}daugiaaukštis sutvirtintas rėmas, kurio numatomas plieno tonažasmaždaug 15,9 metrinės tonos. Struktūrinė sistema remiasi įstrižais tvirtinimais, kad būtų užtikrintas šoninis stabilumas, o elementų dydžiai atrodo tinkami nuo lengvos-ar -vidutinės apkrovos, jei tinkamas sutvirtinimas sumažina efektyvų stulpelio ilgį. Prieš statant rekomenduojama atlikti visą konstrukcijos analizę, įskaitant apkrovų derinius, jungčių projektą ir tinkamumo naudoti patikrinimus.