كيف يتم حساب جداول الأحمال لشبكات القضبان المعدنية

الإجراءات المستخدمة لإعداد البيانات لجداول أحمال شبكات القضبان المعدنية

***الوثيقة المرجعية "MBG534-12" دليل التصميم الهندسي لشبكات القضبان المعدنية***

جداول أحمال شبكات القضبان هي أدوات تصميم هندسية بالغة الأهمية تلخص قدرة التحمل الآمنة لألواح الشبكات. بالنسبة للمهندسين والمصممين، فإن استشارة الجداول الدقيقة—بما في ذلك الإصدارات المتخصصة لجداول أحمال الشبكات الثقيلة أو المواد المحددة مثل جداول أحمال شبكات القضبان الفولاذية—أمر أساسي لاختيار منتجات آمنة ومتوافقة من الناحية الهيكلية. البيانات في هذه الجداول مشتقة من التطبيق الدقيق للمعادلات الهندسية المعتمدة وخصائص المواد، كما هو موضح في إجراءات الحساب أدناه.

الرموز

أ = طول الحمل المنتظم الموزع جزئيًا أو حمل المركبات، الموازي للقضبان الحاملة، بالبوصة

ب = سمك القضيب الحامل المستطيل، بالبوصة

ج = عرض الحمل المنتظم الموزع جزئيًا أو حمل المركبات، العمودي على القضبان الحاملة، بالبوصة

د = عمق القضيب الحامل المستطيل، بالبوصة

A_c= المسافة من مركز إلى مركز للقضبان الرئيسية، للشبكات المبرشمة، بالبوصة

A_r= المسافة من الوجه إلى الوجه بين القضبان الحاملة في الشبكات المبرشمة، بالبوصة

A_w= المسافة من المركز إلى المركز بين القضبان الحاملة في الشبكات الملحومة والمقفلة بالضغط، بالبوصة

C = الحمل المركّز عند منتصف الامتداد، رطل لكل قدم من عرض الشبكة

D_c= الانحراف تحت الحمل المركّز، بالبوصة

D_u= الانحراف تحت الحمل المنتظم، بالبوصة

E = معامل المرونة، رطل لكل بوصة مربعة

F = الإجهاد المسموح، رطل لكل بوصة مربعة

I = عزم القصور الذاتي، بوصة⁴

I_H20= عزم القصور الذاتي للشبكة تحت حمل H20، بوصة⁴

I_b= I للقضيب الحامل، بوصة⁴

I_g= I للشبكة لكل قدم من العرض، بوصة⁴

I_n= عزم القصور الذاتي للأنف، بوصة⁴

K = عدد القضبان لكل قدم من عرض الشبكة، 12"/A_w

L = الامتداد الحر للشبكة، بالبوصة (مسنود ببساطة)

M = عزم الانحناء، رطل-بوصة

Mb = أقصى M للقضيب الحامل، رطل-بوصة

Mg = أقصى M للشبكة لكل قدم من العرض، رطل-بوصة

N = عدد القضبان الحاملة في الشبكة المفترض أنها تحمل الحمل

NbH20 = عدد القضبان الحاملة الرئيسية تحت حمل H20

NcH20 = عدد القضبان الحاملة المتصلة تحت حمل H20

Pb = الحمل لكل قضيب، رطل

Pu = إجمالي الحمل المنتظم الموزع جزئيًا، رطل

PuH20 = حمل العجلة، H20، رطل

Pw = حمل العجلة، رطل

S = معامل المقطع، بوصة³

Sb = S للقضيب الحامل، بوصة³

Sg = S للشبكة لكل قدم من العرض، بوصة³

SH20b = معامل المقطع في الجزء السفلي من الشبكة تحت حمل H20، بوصة³

Sn = معامل المقطع للأنف، بوصة³

U = الحمل المنتظم، رطل لكل قدم مربع

الاختصارات

بوصة = بوصة

قدم = قدم

رطل = رطل

رطل-بوصة = رطل-بوصات

رطل لكل قدم من عرض الشبكة = رطل لكل قدم من عرض الشبكة

رطل لكل قدم مربع = رطل لكل قدم مربع

رطل لكل بوصة مربعة = رطل لكل بوصة مربعة

المعادلات

1. عدد القضبان الحاملة لكل قدم من العرض للشبكة الملحومة

K = 12/AW

2. معامل المقطع للقضيب الحامل المستطيل

S_b= bd²/6 بوصة³

3. معامل المقطع للشبكة لكل قدم من العرض

S_g= Kbd²/6 بوصة³= KS_bبوصة³

4. معامل المقطع المطلوب لعزم وإجهاد مسموح معينين

S = M/F بوصة³

5. عزم القصور الذاتي للقضيب الحامل المستطيل

I_b= bd³/12 بوصة⁴= S_bd/2 بوصة⁴

6. عزم القصور الذاتي للشبكة لكل قدم من العرض

I_g= Kbd³/12 بوصة⁴= Kl_bبوصة⁴

7. عزم الانحناء لإجهاد مسموح ومعامل مقطع معينين

M = SF رطل-بوصة

المعادلات التالية خاصة بالعتبات المسنودة ببساطة مع أقصى عزوم وانحرافات عند منتصف الامتداد.

8. أقصى عزم انحناء تحت حمل مركّز

M = CL/4 رطل-بوصة لكل قدم من عرض الشبكة

9. الحمل المركّز لإنتاج أقصى عزم انحناء

C = 4M/L رطل لكل قدم من عرض الشبكة

10. أقصى عزم انحناء تحت حمل منتظم

M = UL²/(8 × 12) = UL²/96 رطل-بوصة لكل قدم من عرض الشبكة

11. الحمل المنتظم لإنتاج أقصى عزم انحناء

U = 96M/L²رطل لكل قدم مربع

12. أقصى عزم انحناء بسبب حمل منتظم موزع جزئيًا

M = P_u(2L - أ)/8 رطل-بوصة

13. أقصى انحراف تحت حمل مركّز

D_c= CL³/48EI_gبوصة⁴.

14. عزم القصور الذاتي لانحراف معين تحت حمل مركّز

Ig = CL3/48EDc بوصة⁴

15. أقصى انحراف تحت حمل منتظم

D_u= 5UL4/(384 × 12El_g) = 5UL4/4608EI_gبوصة

16. عزم القصور الذاتي لانحراف معين تحت حمل منتظم

Ig = 5UL⁴/4608EDu بوصة⁴

17. أقصى انحراف تحت حمل منتظم موزع جزئيًا

D_u= P_u((a/2)³+ L³- أ²L/2)/48El_bN بوصة

اختيار الشبكة

مثال

سيتم حساب قدرات التحمل للحمل المركّز في منتصف الامتداد والحمل المنتظم لشبكة ملحومة W-19-4 (1-1/2 × 3/16) من

فولاذ كربوني A1011 النوع Bشبكة فولاذيةوالانحرافات المقابلة في منتصف الامتداد.

الإجهاد المسموح، F = 18,000 رطل لكل بوصة مربعة

معامل المرونة، E = 29,000,000 رطل لكل بوصة مربعة

الامتداد، L = 54 بوصة

تباعد القضبان الحاملة، A_w= 1.1875 بوصة

عدد القضبان الحاملة لكل قدم من العرض

K = 12/A_w= 12/1.1875 = 10.105

معامل المقطع للشبكة لكل قدم من العرض

S_g= Kbd²/6 = 10.105 × 0.1875 (1.5)²/6 = 0.711 بوصة³

عزم القصور الذاتي للشبكة لكل قدم من العرض

I_g= Kbd³/12 = 10.105 × 0.1875 (1.5)³/12 = 0.533 بوصة⁴

أقصى عزم انحناء للشبكة لكل قدم من العرض

M_g= FS_g= 18,000 × 0.711 = 12,800 رطل-بوصة

الحمل المركّز

الحمل، C = 4M_g/L = 4 × 12,800/54 = 948 رطل لكل قدم من عرض الشبكة

الانحراف، D_c= CL³/48El^g= 948 × (54)³/(48 × 29,000,000 × 0.533) = 0.201 بوصة

الحمل المنتظم

الحمل، U = 96M_g/L²= 96 × 12,800/(54)²= 421 رطل لكل قدم مربع

الانحراف، D_u= 5UL⁴/4608El_g= 5 × 421 × (54)⁴/(4608 × 29,000,000 × 0.533) = 0.251 بوصة

الحمل المركّز في منتصف الامتداد لكل قدم من العرض    الحمل المنتظم لكل قدم مربع