Κατανεμημένο φορτίο
Το χιόνι έπεσε στη στέγη μιας αποθήκης: 2,1 kN/m² κατά τον υπολογισμό, και άλλα 0,5 — η ίδια η στέγη. Αυτό είναι φορτίο ανά τετραγωνικό μέτρο. Μια τεγίδα από διατομή U 20P φέρει λωρίδα στέγης πλάτους 1,5 m — την απόσταση ως τις γειτονικές τεγίδες. Σε κάθε μέτρο τεγίδας αντιστοιχούν 2,6 × 1,5 = 3,9 kN και το ίδιο βάρος της: q = 4,08 kN/m. Αν βάλετε το 2,6 στον τύπο του βέλους ως kN/m, η τεγίδα θα βυθιστεί στο χαρτί κατά 15 mm, ενώ στην πράξη κατά 22 με όριο 24.
Το κατανεμημένο φορτίο είναι δύναμη απλωμένη σε ένα μήκος ή σε μια επιφάνεια. Σε μια πλάκα δρα σε kN/m², σε μια δοκό — σε kN/m. Η μετάβαση είναι μία: πολλαπλασιασμός με το πλάτος επιρροής, δηλαδή με την απόσταση των δοκών. Η πλάκα και το κατάστρωμα συλλέγουν το φορτίο από επιφάνεια, οι δοκοί — από λωρίδες, τα υποστυλώματα — από επιφάνειες επιρροής. Το λάθος σε αυτόν τον πολλαπλασιασμό δεν φαίνεται στις μονάδες, αν δεν τις γράφετε: και το 2,6 και το 3,9 είναι «απλώς φορτίο».
| Σύμβολο | q — γραμμικό, kN/m· p, g, s — επιφανειακά, kN/m² = kPa |
| Σχέση | q = p · a, όπου a — το πλάτος επιρροής της δοκού, m· 1 kN/m = 1 N/mm |
| Αριθμοί αναφοράς | 1 kN/m² ≈ 102 kgf/m² · ένα μέτρο νερού — 9,81 kN/m² · διαμέρισμα 1,5 · χιόνι ζώνης III 1,5 |
| Δοκός σε δύο στηρίξεις | M = qL²/8, R = qL/2, f = 5qL⁴/384EI |
| Πρόβολος | M = qL²/2, R = qL, f = qL⁴/8EI |
| Πού | συλλογή φορτίων, υπολογισμός δοκών και τεγίδων, σχήματα φορτίων στα σχέδια KM και KZh (μεταλλικά και οπλισμένου σκυροδέματος) |
01 · Ορισμός
Επιφάνεια, λωρίδα, δοκός
Το φορτίο συλλέγεται από πάνω προς τα κάτω. Το χιόνι, οι άνθρωποι και ο εξοπλισμός πιέζουν την πλάκα σε kN/m². Το κατάστρωμα το μεταφέρει στις δοκούς, και σε κάθε δοκό αντιστοιχεί μια λωρίδα που φτάνει ως το μέσο των ανοιγμάτων ανάμεσα σε αυτήν και τις γειτονικές. Αν οι δοκοί απέχουν 3 m, η λωρίδα είναι 3 m, και κάθε τετραγωνικό μέτρο γίνεται 3 kN ανά μέτρο δοκού. Από εδώ q = p · a: το επιφανειακό φορτίο επί το πλάτος επιρροής.
Στη συνέχεια το γραμμικό φορτίο καθορίζει τα πάντα στη δοκό. Η καμπτική ροπή αυξάνεται με το τετράγωνο του ανοίγματος, το βέλος — με την τέταρτη δύναμη. Γι' αυτό η απομάκρυνση των δοκών κατά μιάμιση φορά ισοδυναμεί με μιάμιση φορά περισσότερο χιόνι, ενώ η επιμήκυνση του ανοίγματος κατά μιάμιση φορά πενταπλασιάζει το βέλος. Στις μονάδες αυτό φαίνεται αμέσως: kN/m² · m = kN/m, kN/m · m² = kN·m.
Επτά φορτία σε μία λωρίδα
Οι γραμμές είναι επιφανειακά φορτία. Η μπάρα δείχνει τι θα λάβει η δοκός με το επιλεγμένο πλάτος επιρροής, ο αριθμός δεξιά — σε kN/m. Αριστερά — τα αρχικά kN/m².
Πέντε κατασκευές, μία λωρίδα, ένα βέλος
Η κύρια ενέργεια είναι το κουμπί «Έναρξη φόρτισης». Πρώτα στην πλάκα πέφτει το φορτίο — χιόνι, άνθρωποι, παλέτες ή νερό — και ο αισθητήρας το δείχνει σε kN/m². Έπειτα επισημαίνεται η λωρίδα επιρροής μιας δοκού, με πλάτος ίσο με την απόσταση των δοκών, και το φορτίο της λωρίδας συγκεντρώνεται σε μια γραμμή: q = p · a. Μετά η εικόνα περνά στην ίδια τη δοκό: βέλη του γραμμικού φορτίου, διάγραμμα ροπών, αντιδράσεις στηρίξεων και βελόμετρο στο μέσο του ανοίγματος. Το τελευταίο βήμα είναι ο έλεγχος σε αντοχή και σε βέλος. Κάτω από τη σκηνή επιλέγονται η κατασκευή — στέγη αποθήκης, μπαλκόνι, αποθήκη, πεζογέφυρα ή πισίνα — και η απόσταση των δοκών. Το κουμπί «kN/m² ως kN/m» δείχνει τον υπολογισμό όπου ξέχασαν να πολλαπλασιάσουν με την απόσταση.
—
02 · Μετατροπή
Οι παλιοί κανονισμοί και τα εγχειρίδια γράφουν το φορτίο σε kgf/m²: 150 kgf/m² είναι 1,47 kN/m², σχεδόν ακριβώς 1,5. Για πρόχειρη εκτίμηση 1 kN/m² ≈ 100 kgf/m², σφάλμα 2 %.
Οι αμερικανικοί κανονισμοί — σε psf, λίβρες ανά τετραγωνικό πόδι: 40 psf για κατοικίες είναι 1,92 kN/m². Το γραμμικό φορτίο — σε plf ή klf: 1 klf = 14,6 kN/m.
| φορτίο | kN/m² | kgf/m² | kN/m σε 3 m | προέλευση |
| {k} | {v} | {h} | {a} | {n} |
03 · Τάξεις μεγέθους
04 · Όργανα μέτρησης
05 · Κανόνες γραφής
Σειρά · Τεχνικό σχέδιο και CAD
σημειώσεις για το γραφείο σε κάθε σελίδα06 · Γειτονικές μονάδες
07 · Ιστορικό μέρος
Το επιφανειακό φορτίο σχεδόν ποτέ δεν μετριέται απευθείας. Το χιόνι ζυγίζεται με δείγματα, οι άνθρωποι και τα έπιπλα λαμβάνονται από τους κανονισμούς ως στατιστική: μια τιμή που κατά τη διάρκεια ζωής θα ξεπεραστεί με μικρή πιθανότητα. Γι' αυτό το χαρακτηριστικό φορτίο είναι σύμβαση, και ο συντελεστής ασφαλείας γf προσθέτει περιθώριο για την αβεβαιότητα.
Το πώς φέρει μια κατασκευή το φορτίο ελέγχεται με δοκιμή: η πλάκα φορτίζεται κλιμακωτά με δοκιμαστικό φορτίο — σάκους, νερό σε δεξαμενές από μεμβράνη, τσιμεντόλιθους — και σε κάθε βαθμίδα μετριέται το βέλος. Αν το βέλος αυξάνεται γραμμικά και μετά την αποφόρτιση επανέρχεται, το υλικό εργάζεται ελαστικά, και ο υπολογισμός επιβεβαιώνεται.
Κατάλογος μεγεθών
όλο το ευρετήριο →Οι επτά θεμελιώδεις μονάδες του SI
Μια σταγόνα οξέος αλλάζει το χρώμα του χυμού, το αλάτι χρωματίζει τη φλόγα, το νερό παγώνει με ένα χτύπημα. Από κάτω, όλα τα φύλλα του Simetrium κατά επιστήμη και αλφαβητικά.
Άνοιγμα ευρετηρίου →