|
| |
  |
Перейти на главную Журналы Изгибаемые деревянные элементы прямоугольного поперечного сечения проверяют на устойчивость плоской формы деформирования по формуле а = МДф.Гвр) «/?и, (16) где М - максимальный изгибающий момент на рассматриваемом участке длиной Iq, Wgp - максимальный момент сопротивления брутто на том же участке (для элементов из круглых лесоматериалов принимают в сечении, расположенном в середине расчетной длины элемента). Коэффициент определяют по формуле ф/и = 140 jOTg Фжм, Таблица 16. Значение коэффициентов и (17) где Iq- расстояние между опорами элемента или между закрепленными точками по сжатой кромке, препятствующее смещению элемента из плоскости изгиба; - коэффициент, зависящий от формы эпюры изгибающих моментов на участке 1, км - коэффициент, учитывающий переменность высоты сечения по длине элемента, не имеющего закреплений из плоскости по растянутой от момента М кромке или при числе подкрепленных точек растянутой кромки менее четырех (если т > 4, то кум = !)• Коэффициенты кф и /гжм приведены в табл. 15. Если на участке /о элемента растянутая кромка закреплена из плоскости изгиба, значения коэффициента ф, определенные по формуле (17), умножают на коэффициент кпм, равный пМ=1 + (0,142+ 1,7бА+i,4cjp l «2 (18) где Кр-центральный угол в радианах, определяющий участок элемента кругового очертания, например арки (для прямолинейных элементов ар = 0); при числе закрепленных точек растянутой кромки на участке 1 m > 4 величина m/(m+ 1) = 1- Изгибаемые элементы постоянного по длине двутаврового или коробчатого, а из древесно-слоистого пластика и стеклопластика прямоугольного поперечного сечения рассчитывают на устойчивость плоской формы деформирования при 1д > 7Ьп по формуле a=Ml(>yW6p)Rc> (19) где фу- коэффициент продольного изгиба в плоскости, перпендикулярной к плоскости изгиба сжатого пояса элемента, определяемый по формулам табл. 10 (здесь % = IJry, to- расстояние между закрепленными точками верхнего пояса; - ширина сжатого пояса сечения элемента). Составные элементы, работающие на изгиб, рассчитывают по формулам (11), (12), (13) и (14), в которых геометрические характеристики принимают равными: Wpac4 = k-jW и /расч = kxl, а коэффициенты kw и принимают по табл. 16.
 Примечание. Для промежуточных значений коэффициенты определяются по интерполяции. При равномерной расстановке условных «срезов» связей Пс в каждом шве по длине элемента на участке с однозначной эпюрой поперечных сил определяю!" их количество по формуле = (20) где УИв и Ма- изгибающие моменты в начальном и конечном сечениях рассматриваемого участка; Т - расчетная несущая способность связи в рассматриваемом шве (см. формулы (29) - (36) в табл. 18). § 2.4. ВНЕЦЕНТРЕННО СЖАТЫЕ И СЖАТО-ИЗГИБАЕМЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ Эти элементы в плоскости изгиба рассчитывают по формуле о = #/fpac4 + ММ9М < (21) где Мд- изгибающий момент от действия поперечных и продольных нагрузок, определяемый из расчета по деформированной схеме Лд = М/Ш; (22) Фбр >>Q- (23) М - изгибающий момент в расчетном сечении без учета дополнительного момента от продольной силы; „= 1 - для шарнирно опертых элементов при симметричных эпюрах изгибающих моментов: синусоидального, параболического, полигонального и близких к ним очертаний, а также для консольных элементов; й„= а„+ + g (1 -схн) -для шарнирно опертых элементов с эпюрами изгибающих моментов треугольного и прямоугольного очертания; ф - принимают по табл. 10; а„= 1,22 при треугольной эпюре и а„= = 0,81 при прямоугольной эпюре изгибающих моментов; бр- площадь поперечного сечения элемента, принимаемая по наибольшему значению высоты сечения h. при несимметричном загружении шарнир но опертых элементов где Мс, и Мк, к - изгибающие моменты в расчетном сечении элемента и коэффициенты, определяемые по величинам гибкостей соответствующих симметричной и кососимметричной форм продольного изгиба. При MW6p< 0,Ш/бр расчет в плоскости изгиба производят по формуле (7) без учета изгибающего момента. Проверяют прочность элементов по касательным напряжениям по формуле бррасч ск» (24) а прогиб по формуле /вн =f/l<f пр> (25) где / определяют по формуле (14), а g - по формуле (23). Для других статических схем элементов и видов эпюр изгибающих моментов расчет производят по методике, изложенной в [12]. Сжато-изгибаемые элементы прямоугольного поперечного сечения рассчитывают на устойчивость плоской формы деформирования по формуле N I ТИд Ф,=бр Фми1бр < 1, (26) где ф;- коэффициент продольного изгиба для гибкости участка элемента расчетной длиной /ц в плоскости, перпендикулярной к плоскости деформирования, определяют по табл. 10 и умножают на коэффициент жж. который находят по табл. 15; флг определяют по формуле (17); Fp и Wap- соответственно максимальное значение площади и момента сопротивления поперечного сечения на рассматриваемом участке длины 1 элемента; « = 2 - для элементов без закрепления растянутой кромки из плоскости деформирования и « = 1-для элементов с закрепленной растянутой кромкой. Если на участке U элемента растянутая кромка закреплена из плоскости деформирования, значение коэффициента ф, определяемого по формуле (17), умножают на коэффициент „ж (формула (18)), а коэффициент ф- на коэффициент „л, равный nv = 1 + [0,75 + 0,06(/о г) + 0,6ар/о г - 1] m-f 1 • (27) Если в формуле (20) ф> 1 и фл1> 1- проверку устойчивости плоской формы деформирования не производят; если же один из коэффициентов больше единицы, то проверка необходима. Условия применения формул (26) и (27) для элементов переменного поперечного сечения те же, что и формул (16), (17) и (18). Составные элементы, работающие на сжатие с изгибом и на вне-центренное сжатие в плоскости изгиба, рассчитывают по формулам (21)-(25), в которых принимают расч= шбр, а при вычислении коэффициента g гибкость принимают по формуле (10). Количество связей определяют по формуле (20) с введением в ее знаменатель коэффициента \. Устойчивость элементов в плоскости, перпендикулярной к плоскости изгиба, проверяют по формуле (7). Проверяют также устойчивость наиболее напряженной ветви (при 1{> 7 а) по формуле а = ВДр -f MlWtp < iRc, (28) где ф коэффициент продольного изгиба рассматриваемой ветви, вычисленный по ее расчетной длине li- 2.5. АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ Автоматизация проектирования (АП) - основной способ повышения производительности труда инженерно-технических работников, занятых проектированием. Задачи АП реализуются при создании систем автоматизированного проектирования (САПР) - организационно-технической системы, состоящей из комплекса средств автоматизации проектирования, который взаимодействует с подразделениями проектной организации, и выполняющей АП (ГОСТ 23501.101-87*). В настоящем учебном пособии даны общие понятия об АП н САПР и некоторые прикладные программы геометрического, статического и конструктивного расчетов деревянных конструкций. Более подробно указанные вопросы отражены в учебных пособиях по САПР. АП возникла на базе достижений конкретных технических дисциплин, вычислительной математики и техники. В них зародились и получили развитие принципы построения технических объектов, приемы и типовые последовательности выполнения проектных задач, система основных понятий, терминов, классификаций, оценок проектируемых объектов. Многие положения, принципы и приемы традиционного инженерного проектирования совместимы с требованиями автоматизации и определенно повлияли на методологию современного АП. Однако при неавтоматизированном проектировании используются преимущественно экспериментальные методы исследования и оценки качества проектных решений, получаемых на основе инженерного опыта и интуиции без привлечения формальных методов. Сроки и стоимость такого проектирования чрезмерно большие. Поэтому необходимо переходить от физического экспериментирования к математическому моделированию, заменять приближенные приемы оценок, определения параметров и оформления документации алгоритмическими процедурами. Вычислительная математика позволила алгоритмизировать и автоматизировать ряд проектных процедур. Однако математическая постановка для большинства проектных процедур не очевид- на, а их последующая алгоритмическая реализация существующими математическими методами часто неудовлетворительна. Поэтому формализация задач, выбор и разработка математических моделей, методов и алгоритмов выполнения проектных задач в значительной мере определяют содержание теоретической направленности АП. Для реализации алгоритмизированных процедур необходимо наличие соответствующих средств вычислительной техники. Особенностью АП являются осуществление возможности решения, которые без принятия упрощающих предположений находятся за пределами возможностей вычислительной техники как уже созданной, так и ожидаемой в ближайшем будущем. Поэтому в крупных САПР применяют высокопроизводительные ЭВМ. Задачи приспосабливают к возможностям вычислительной техники, во-первых, на основе специальных приемов разделения процессов проектирования на ряд уровней и аспектов, во-вторых, благодаря сохране нию за человеком в САПР тех функций, которые не могут быть вы полнены формальными методами с приемлемыми затратами времеш и средств. Таким образом, процесс АП сводится к необходимост! решения конечной последовательности задач приемлемой сложно сти в режиме взаимодействия человека и ЭВМ. При взаимодействии человека и ЭВМ и в зависимости от спе цифики проектных задач возникают дополнительные задачи и тре бования к техническим средствам. Кроме устройств программно? разработки данных необходимы специальные устройства оперативного обмена информацией, документирования и архива проектных решений, хранения информации в виде базы данных, отражающей накопленный опыт проектирования. Средства взаимодействия человека и ЭВМ должны быть многократно продублированы и приближены к рабочим местам пользователей. Вопросы организации и совместного функционирования разнообразных технических средств относятся не только к аппаратным средствам, но и к средствам программного обеспечения САПР. Средства АП можно сгруппировать по видам обеспечения автоматизированного проектировани я. Техническое обеспечение САПР - совокупность взаимосвязанных и взаимодействующих технических средств, предназначенных для выполнения АП. Техническое обеспечение делится на средства: программной обработки данных, их подготовки и ввода, отображения и документирования, архива проектных решений, передачи данных. Средства программной обработки данных представлены процессорами и запоминающими устройствами, т. е. устройствами ЭВМ, в которых реализуются преобразования данных и программное управление вычислениями. Средства подготовки н ввода, отображения и документирования данных служат для общения человека с ЭВМ. К средствам архива проектных решений принадлежат внешние запоминающие устройства. Средства передачи данных используются для организации связей между территориально разнесенными ЭВМ и терминами (оконечными пунктами). Математическое обеспечение САПР объединяет математические модели проектируемых объектов, методы и алгоритмы выполнения проектных процедур, используемые при автоматизированном проектировании. К математическому обеспечению относятся широко применяемые в различных САПР инвариантные элементы: принципы построения функциональных моделей, методы численного решения алгебраических и дифференциальных уравнений, постановки экстремальных задач, поиска экстремума. Специфика предметных областей проявляется прежде всего в математическом моделировании проектируемых объектов, а также в способах решения задач структурного синтеза. Формы представления математического обеспечения довольно разнообразны, но практически его используют после реализации в программном обеспечении. Программное обеспечение САПР объединяет собственно программы для систем обработки данных на машинных носителях и программную документацию, необходимую для эксплуатации программы. Программное обеспечение (ПО) делится на общесистемное, базовое и прикладное (специальное). Общесистемное ПО предназначено для организации функционирования технических средств, т. е. для планирования и управления вычислительным процессом, распределения имеющихся ресурсов, и представлено операционны ми системами ЭВМ. Обычно создается для многих прилежений и специфику САПР не отражает. Базовое и прикладное ПО создаются для нужд САПР. В базовое ПО входят программы, обеспечивающие правильное функционирование прикладных программ. В прикладном ПО реализуется математическое обеспечение для непосредственного выполнения проектных задач. Прикладное ПО обычно имеет форму пакетов прикладных программ (ППП), каждый из которых обслуживает определенный этап проектирования или группу однотипных задач внутри различных этапов. Информационное обеспечение САПР объединяет всевозможные данные, необходимые для выполнения автоматизированного проектирования. Эти данные могут быть представлены в виде документов на различных носителях, содержащих справочные сведения о материалах, комплектующих изделиях, плановых проектных решениях, параметрах элементов, состоянии текущих разработок в виде промежуточных и окончательных проектных решений, структур и параметров проектируемых объектов и т. п. Основная составная часть информационного обеспечени я САПР - банк данных, представляющий собой совокупность средств для централизованного накопления и коллективного использования данных в САПР. Банк накопления данных (БНД) состоит из базы данных и системы управления базой данных. База данных (БД) - сами данные, находящиеся в запоминающих устройствах ЭВМ и структурированные в соответствии с принятыми в данном БНД правилами. Система управления базой данных (СУБД) - совокупность программных средств, обеспечивающих функционирование БНД. С помощью СУБД производится запись данных в БНД, их выборка по запросам пользователей и 0 1 2 [ 3 ] 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 |
||||||||||||||||||||||||||||
