Izračunavanje težine dijelova čelične konstrukcije ključni je korak u dizajnu, izradi i ugradnji čeličnih konstrukcija. Kao dobavljač dijelova za začinjene čelične strukture, naišao sam na različite izazove i pitanja klijenata u vezi s ovom temom. U ovom blogu podijelit ću neke praktične metode i razmatranja za izračunavanje težine različitih dijelova čelične konstrukcije.
Razumijevanje osnova gustoće čelika
Prije nego što se unesete u proračune, ključno je razumjeti koncept gustoće čelika. Čelik je legura prvenstveno sastoji se od željeza i ugljika, s drugim elementima koji su dodani kako bi se poboljšala njena svojstva. Gustina čelika obično se kreće od 7.750 do 8.050 kilograma po kubnom metru (kg / m³), sa prosječnom vrijednošću od oko 7.850 kg / m³. Ova vrijednost se široko koristi u kalkulaciji težine za dijelove čelične konstrukcije.
Izračunavanje težine jednostavnih geometrijskih oblika
Većina dijelova čelične konstrukcije mogu se približiti kao jednostavni geometrijski oblici, poput pravougaonika, krugova i trouglova. Korištenjem osnovnih geometrijskih formula možemo izračunati količinu tih oblika, a zatim odrediti njihovu težinu na osnovu gustoće čelika.
Pravokutni presjeci
Pravokutni presjeci, poput greda i stupaca, obično se koriste u čeličnim konstrukcijama. Da biste izračunali težinu pravokutnog dijela, morate znati njegovu dužinu (l), širinu (W) i debljine (t). Glasnoća (v) pravokutnog dijela može se izračunati pomoću formule:
[V = l \ puta w \ puta t]
Nakon što imate jačinu zvuka, možete izračunati težinu (WT) pomoću formule:
[Wt = v \ puta \ rho]
gde je (\ rh) gustoća čelika.
Na primjer, izračunavamo težinu pravokutnog čeličnog snopa dužine 6 metara, širine od 200 milimetara (0,2 metra) i debljine 10 milimetara (0,01 metra). Koristeći formule iznad, dobivamo:
[V = 6 \ puta 0,2 \ puta 0,01 = 0,012 \ Tekst {m} ^ 3]
[Wt = 0.012 \ puta 7850 = 94.2 \ Tekst {kg}]
Kružni presjeci
Kružni presjeci, poput cijevi i šipki, obično se koriste u čeličnim konstrukcijama. Da biste izračunali težinu kružnog dijela, morate znati njegovu dužinu (l) i vanjski promjer (D). Ako je odjeljak šuplji, morate znati i unutarnji promjer (D). Glasnoća (v) čvrstog kružnog dijela može se izračunati pomoću formule:
[V = \ frac {\ pi} {4} \ puta d ^ 2 \ puta l]
Za šuplji kružni dio, jačina zvuka može se izračunati pomoću formule:
[V = \ frac {\ pi} {4} \ puta (D ^ 2 - D ^ 2) \ Times L]
Nakon što imate jačinu zvuka, možete izračunati težinu pomoću iste formule kao i za pravokutne dijelove.
Na primjer, izračunavamo težinu čvrstog čeličnog štapa s dužinom od 3 metra i vanjskog promjera od 50 milimetara (0,05 metara). Upotreba formule iznad, dobivamo:
[V = \ frac {\ pi} {4} \ puta 0,05 ^ 2 \ puta 3 \ cca 0,00589 \ Tekst {m} ^ 3]
[Wt = 0.00589 \ puta 7850 \ cca 46.2 \ tekst {kg}]
Trokutasti dijelovi
Trokutasti dijelovi, poput gusaktovih ploča, ponekad se koriste u čeličnim konstrukcijama. Da biste izračunali težinu trokutastih dijela, morate znati njegovu bazu (b), visinu (h) i debljine (t). Glasnoća (v) trokutaste odjeljenja može se izračunati pomoću formule:
[V = \ frac {1} {2} \ puta b \ puta h \ puta t]
Nakon što imate jačinu zvuka, možete izračunati težinu pomoću iste formule kao i za pravokutne i kružne presjeke.
Izračunavanje težine složenih oblika
U nekim slučajevima dijelovi čeličnih konstrukcija mogu imati složene oblike koji se ne mogu lako približiti kao jednostavni geometrijski oblici. U takvim slučajevima možete koristiti naprednije metode, poput metode konačnih elemenata (FEM) ili računalni dizajn (CAD) softver za izračunavanje jačine i težine dijelova.
Metoda konačnih elemenata (FEM)
Metoda konačnih elemenata je numerička tehnika koja se koristi za rješavanje složenih inženjerskih problema, uključujući izračun težine dijelova čelične konstrukcije. U FEM-u je dio podijeljen u velik broj malih elemenata, a svojstva svakog elementa izračunavaju se na temelju njene geometrije i svojstava materijala. Ukupna težina dijela se zatim dobiva zbrajanjem utega svih elemenata.
Softver za kompjutersko-pomoćni dizajn (CAD)
CAD softver, kao što su AutoCAD i SolidWorks, također se može koristiti za izračunavanje težine dijelova čelične konstrukcije. Ovi softverski programi omogućuju vam kreiranje 3D modela dijelova, a zatim pomoću ugrađenih alata za izračunavanje njihovog volumena i težine. Softver CAD posebno je koristan za složene oblike koji se ne mogu lako izračunati pomoću ručnih proračuna.
Razmatranja za izračunavanje težine dijelova čelične konstrukcije
Prilikom izračunavanja težine dijelova čelične konstrukcije, postoji nekoliko faktora koje morate uzeti u obzir da biste osigurali tačne rezultate.
Svojstva materijala
Gustina čelika može se razlikovati ovisno o svom kompozicijskom i proizvodnom procesu. Stoga je važno koristiti ispravnu vrijednost gustoće za određenu vrstu čelika koji koristite. Uz to, neke čelične legure mogu imati različita svojstva, poput veće čvrstoće ili otpornosti na koroziju, što može utjecati na težinu dijelova.
Tolerancije na proizvodnju
Tokom procesa proizvodnje mogu se postojati neke razlike u dimenzijama dijelova čelične konstrukcije zbog proizvodnih tolerancija. Ove varijacije mogu utjecati na jačinu i težinu dijelova. Stoga je važno uzeti ove tolerancije u obzir pri izračunavanju težine.
Površinski premazi
Dijelovi čelične konstrukcije često su prekriveni bojama, pocinčavanjem ili drugim površinskim tretmanima kako bi ih zaštitili od korozije. Ovi premazi mogu dodati neku težinu dijelovima. Stoga je važno razmotriti težinu premaza prilikom izračuna ukupne težine dijelova.
Izračunavanje težine Z-Type Purlin
Jedna od zajedničkih dijelova čelične konstrukcije koje isporučujemo jeZ-Type Purlin. Z-Type Purlins se široko koriste u krovnim i zidnim sistemima koji podržavaju krov ili zidnu oblogu. Da biste izračunali težinu Z-Type Purlin, možete koristiti iste metode kao i za ostale jednostavne geometrijske oblike.
Prlin Z-Type može se približiti kao kombinacija pravougaonih presjeka. Morate izmjeriti duljinu, širinu i debljinu svakog odjeljka, a zatim izračunati jačinu i težinu svakog odjeljka odvojeno. Konačno, možete sabirati težine svih odjeljaka da biste dobili ukupnu težinu Z-Type Purlin.
Zaključak
Izračunavanje težine dijelova čelične konstrukcije važan je korak u dizajnu, izradi i ugradnji čeličnih konstrukcija. Razumijevanjem osnova čelične gustoće i korištenjem odgovarajućih formula i metoda, možete precizno izračunati težinu različitih dijelova čelične konstrukcije. Uz to, važno je razmotriti svojstva materijala, tolerancije na proizvodnju i površinske premaze prilikom izračunavanja težine kako bi se osigurale tačne rezultate.
Kao dobavljač dijelova čelične konstrukcije imamo veliko iskustvo u pružanju visokokvalitetnih dijelova čelika i preciznim proračunima težine. Ako imate bilo kakvih pitanja ili vam je potrebna pomoć u izračunavanju težine dijelova čelične konstrukcije, slobodno nas kontaktirajte za detaljnu pregovore o diskusiji i nabavki. Radujemo se što ćemo vam poslužiti i sastati vaše potrebe čelične strukture.
Reference
- Budynas, RG, & Nisbett, JK (2011). Shigleyjev dizajn mašinstva. McGraw-Hill.
- Timoshenko, SP, & Videier, JN (1970). Teorija elastičnosti. McGraw-Hill.
- Mladi, WC, & Budynas, RG (2002). Rookove formule za stres i naprezanje. McGraw-Hill.