Расчет легких металлических конструкций

С чего начинается расчет легких металлических конструкций? У каждого проектировщика своя методика. Но лучше начинать с детальной технико-экономической оценки возведения объекта, являющейся важной составляющей строительной сметы. Она дается исходя из анализа стоимости на один квадратный или кубический метр здания или один метр конструкции, а также учета затрат на ее изготовление и сроков установки. К примеру, цена стальных конструкций складывается из тарифа изделий, полученных прокаткой (60 – 65 %), заводского изготовления (16 – 22 %), стоимости монтажа (5 – 20 %), эксплуатационных расходов, которые составляют около 2%.
Менее затратной является металлоконструкция с наименьшим собственным весом, поэтому усилия проектировщиков направлены на улучшение имеющихся установок и их деталейв пользу небольшого расхода металла.
Опыт советских и зарубежных ученых показывает, что повысить технико-экономические показатели металлических конструкций можно за счет широкого применения в строительстве установок из низколегированных и высокопрочных сталей с использованием эффективных профилей проката. К примеру, вес каркаса заводского сооружения будет меньше, если использовать фермы (сооружения из скрепленных стержней и брусьев) из трубчатых, гнутых и гнутосварных профилей, тавров и широкополочных двутавров.


Прим. авт. Профиль – это изделие, полученное прокаткой, прессованием, формовкой между валками; тавры – сплошные профили, в поперечном сечении которых отсутствует полое пространство, двутавры – металлические балки, которые в сечении напоминают букву Н).
Подобные стальные установки в несколько раз меньше железобетонных, имеют наименьшую трудоемкость изготовления и стоимость. Используются в сооружениях в виде высокого столба, служащих опорой для здания, сооружениях из скрепленных стержней, в части, несущей рельс кранового пути и воспринимающей нагрузки от ходовых тележек мостового крана, резервуаров, газгольдеров, мостов. Такой выбор оправдан: повышается качество возводимых установок, экономится сталь в заменяемых частях. По данным ученых, стропильные фермы из трубчатых элементов, которые используются в легких металлических конструкциях для покрытия здания, экономия стали составляет 15 – 20%. Если трубчатые детали выполнить из стали высокой прочности, то затраты металла уменьшатся примерно на 40%, потраченное время на производство – в 1,6 раза, цена снизится на 20%. Вот такой математический расчет.
К другим видам легких металлических конструкций относятся тонкостенные прогоны, имеющие толщину 3,5 миллиметра. Прогоны – это элементы покрытия здания, укладываемые по основным несущим конструкциям. Сюда же можно отнести балки с перфорированной стенкой, легкие колонны постоянного сечения. Лучше разрабатывать такие установки вместе с предписаниями для металлопокрытия и ламината.


Программы для расчета металлических конструкций

Лет 50 назад проектировщику приходилось затрачивать большое количество времени, чтобы сделать расчеты металлических конструкций, которые выполняли математики. Теперь для автоматического выполнения алгебраических, инженерных расчетов применяются как портативная ЭВМ, так и мощнейшая вычислительная техника. И все же, такие вычисления для многих остаются сложны, ведь прежде чем производить их на компьютере, разработчик должен знать основы правил для решения данной задачи, пользоваться хотя бы одним языком программирования. Выход был найден, когда вышли в свет специальные комплексные программы, объединившие математические и инженерные расчеты. Это Mathcad, MatLab, Mathematica, Maple, MuPAD, Derive.

Mathсad – инженерный калькулятор

Специализированный пакет Mathcad наиболее удобен для инженеров, ведь он объединяет систему выполнения научных и технических вычислений. Что такое MathCad? Это инженерный «калькулятор» или система ведения документов по тому или иному техническому проекту. Любая ошибка, которая может возникнуть в процессе расчета, часто приводит к серьезным последствиям. Чтобы такого не происходило, в Mathcad предусмотрена система документирования в легком, читаемом формате. Кроме того, есть возможности для программирования, что значительно сокращает время на разработку различных изделий, повышая их качество и соотнесенность к общепринятым стандартам. Программа снабжена несложным в освоении и в работе графическим интерфейсом: редактор записей, комбинации математических знаков, калькулятор, инструментарий технической и научной графики, а также большая база информации по точной прикладной науке и инженерному делу. В текстовой редактор вводят и редактируют записи. Редактор также включает в себя алгебраические знаки, слова. С помощью формульного процессора производится «многоэтажный» ввод формул в привычном математическом наборе. То есть можно делить, умножать, извлекать корень, находить интеграл, складывать. Новая программа Mathcad – 14 обеспечивает поддержку кирилличного алфавита в объяснениях, математических словах, в схемах. Калькулятор производит расчет по сложным теоремам. В программе есть необходимый инструментарий знаковой математики, который позволяет выполнять решения за счет компьютерные аналитических видоизменений. Широки возможности и графического процессора. Графика обеспечивает решение типичных математических задач. Мгновенно можно преобразовать масштаб чертежа, наложить на рисунок сноски, передвигать чертеж в файле. Mathcad – 14 объединен с Pro/ENGINEER . Теперь все желающие могут соотнести любую линейную последовательность записи Mathcad с изделием и монтажом Pro/ENGINEER с помощью программы Pro/ENGINEER.
Подводя итог сказанному, хочется отметить, что программное средство Mathcad для инженеров хорошо тем, что в нем все прозрачно в расчетах металлических конструкций.

Arm Civil Engineering - проектирование и расчет металлических конструкций

Незаменимы для проектирования и анализа металлических конструкций, а также системы их расчетов пакет программы Arm Civil Engineering. В нем есть необходимый инструментарий в подготовке образцов металлических конструкций различного назначения при произвольном нагружении и закреплении. Кроме того, Arm Civil Engineering , позволяет сделать выбор поперечных сечений, исходя из их основных характеристик, детально их проанализировать, а также оформить конструкторскую документацию по требованиям основных форм стандартизации.
Безусловно, мы коснулись лишь малой части системных компьютерных программ, по которым можно автоматически выполнять
расчеты металлических конструкций. Надеемся, что наши тезисы помогут вам в выборе оптимальных расчетов металлических конструкций.

 

Закрыть