Подвижные и неподвижные опоры: Опоры трубопроводов подвижные и неподвижные

Содержание

Различия между подвижными и неподвижными опорами

Обустройство трубопроводных магистралей предполагает удержание конструкции в пространстве. В противном случае, элементы инженерных систем могут повреждаться от испытываемых нагрузок. С этой целью давно и успешно используют подвижные и неподвижные опоры. Каждый вариант имеет характерные отличия. Они по-разному реагируют на нагрузки и возможность перемещаться в процессе эксплуатации.

Все опорные устройства разрабатываются, производятся, устанавливаются в обязательном соответствии с нормативными документами. Кроме этого, имеются отраслевые стандарты и тех. условия, которые считаются ведомственными нормативами. Обычно их прописывают, основываясь на основную документацию.

Неподвижные опоры

Они имеют свое разделение на «мертвые» и шарнирно-неподвижные. В первом случае речь идет о конструкциях, препятствующих угловым и линейным смещениям. Во втором варианте опоры не допускают линейных деформаций. Назначение неподвижных устройств – сохранять проектное положение труб, не допускать деформаций и разрушения инженерных магистралей.

Сегодня встречаются следующие марки:

  • трубчатые;
  • швелерно-приварные;
  • трубчатые для крутоизогнутых элементов;
  • тавровые приварные;
  • корпусные хомутовые;
  • бескорпусные хомутовые;
  • приварные для вертикальных элементов;
  • тавровые хомутовые;
  • корпусные хомутовые;
  • швеллерные приварные.

Среди наиболее востребованных неподвижных конструкций находятся тавровые, хомутовые, а также приварные. Первые изготавливаются путем присоединения хомута для труб к тавру. Приварные состоят из основания, на которое устанавливается тавр, приваривающийся к магистрали. Чтобы сделать одну из деталей опоры – тавр, используют два метода. При первом – используя листовой металл, делают плоские детали, которые впоследствии сваривают. Чтобы усилить систему, применяют поперечные ребра жесткости. Во втором случае, разрезают пополам двутавр.

Большинство подвижных устройств могут быть использованы для неподвижных соединений. Кроме: вертикально-подвижных, шариковых, катковых. Все подвижные и неподвижные опоры служат защитой труб от повреждения.

Подвижные опоры

Когда требуется допускать перемещение трубопроводных магистралей, используются подвижные опоры. Это необходимо для компенсации теплового расширения. Такие конструкции допускают смещение элементов вдоль оси, а временами и поперек.

Серия марок подвижных систем можно выделить:

  • бескорпусные;
  • скользящие диэлектрические;
  • шариковые;
  • катковые направляющие;
  • с хомутом;
  • опорные с диэлектриком;
  • однокатковые;
  • двухкатковые;
  • приварные;
  • скользящие.

Некоторые опоры – катковые и скользящие, обеспечивают горизонтальную подвижность. При этом допускается смещение элементов вдоль оси. Речь идет о продольно подвижных конструкциях. Существуют опоры, которые допускают как горизонтальную, так и вертикальную подвижность. Это могут быть скользящие и шариковые конструкции. Для обеспечения вертикальной подвижности применяют пружинные устройства. Они могут предназначаться для постоянных или переменных нагрузок.

Использование катковых направляющих позволяет трубе перемещаться. Для такой системы между основанием и полкой располагают один или несколько катков. В процессе эксплуатации они перемещаются вместе с опорной частью. Прочность придают хомуты. В качестве опорных плит применяются листы металла.

Все подвижные и неподвижные опоры производятся с учетом труб различного диаметра. Надежность трубопроводных магистралей обеспечивается соблюдением нормативов и требований по их монтажу.

Опоры трубопроводов неподвижные, подвижные и подвесные (серия 4.903-10)

Опоры трубопроводов неподвижные, подвижные и подвесные в зависимости от вида, типа и исполнения изготавливаются из различной арматуры, такой как швеллер, тавр, уголок, труба, хомут и пр. Тип и исполнение опоры выбирается в зависимости от условий эксплуатации трубопровода, а также в зависимости от влияния внешних условий. В 1972 году была специально разработана и введена в эксплуатацию серия опор трубопровода, которая включала в себя все виды опор. Данная серия называется: серия 4.903-10. В серии 4.903-10 представлены следующие виды опор:

  • Опоры трубопроводов неподвижные (опоры серия 4.903-10, вып.4)
  • Опоры трубопроводов подвижные (опоры серия 4.903-10, вып.5)
  • Опоры трубопроводов скользящие (опоры серии 4.903-10 вып.5)
  • Опоры трубопроводов катковые (опоры серии 4.903-10 вып.5)
  • Опоры трубопроводов шариковые (опоры серии 4.903-10 вып.5)
  • Опоры трубопроводов подвесные (опоры серия 4.903-10, вып.6)
  • Опоры трубопроводов подвесные жесткие (опоры серии 4.903-10 вып.6)
  • Опоры трубопроводов подвесные пружинные (опоры серии 4.903-10 вып.6)

Таким образом, серия 4.903-10 подразделяет опоры трубопровода на 3 основных типа: опоры неподвижные, опоры подвижные и опоры подвесные. Для каждого из данных типов был разработан свой отдельный документ, который называется “выпуск”. Каждый выпуск серии 4.903-10 имеет свой порядковый номер, к которому относится конкретный тип опор, например опоры серия 4.903-10, вып.5 – это опоры трубопроводов подвижные. На рисунке, приведенном ниже, вы можете посмотреть как схематично выглядят опоры серии 4.903-10:

Опоры серии 4.903-10:

В зависимости от того, какой трубопровод должен быть проложен, а также в какой среде и местности он будет эксплуатироваться, выбирается тип опоры, которые представлены в серии 4. 903-10. Серия 4.903-10, вып.5 (опоры подвижные) подразделяются на 4 основных подтипа:

  1. Опоры трубопроводов подвижные
  2. Опоры трубопроводов скользящие
  3. Опоры трубопроводов катковые
  4. Опоры трубопроводов шариковые

Подвижные опоры используются в тех областях, в которых имеет место смещение трубопровода, вследствии каких-либо температурных деформаций. Такие опоры могут перемещаться не препятствуя смещениям трубопровода. Из названий подтипов подвижных опор понятно, что подвижные опоры могут перемещаться только вдоль собственной оси, скользящие опоры могут перемещаться как вдоль собственной оси, так и поперек ее, катковые опоры и шариковые опоры – это опоры, которые находятся на колесах или роликовых системах и могут перемещаться на значительные расстояния.

Опоры серия 4.903-10, вып.6 (опоры подвесные), в свою очередь, подразделяются на 2 основных подтипа:

  1. Опоры подвесные жесткие
  2. Опоры подвесные пружинные

Другими словами, подвесные опоры жесткие – это опоры, которые подвешены на жесткой сцепке, а подвесные опоры пружинные – это опоры, которые подвешены на пружинной сцепке. Опоры серия 4.903-10, вып.6 (подвесные опоры) используются в тех местах, где трубопровод нужно проложить над землей. Подвесные опоры также еще называют подвески трубопровода.

Опоры серии 4.903-10 могут быть изготовлены из углеродистой и низколегированной стали. Диаметр трубопровода, к которому применимы опоры серии 4.903-10 варьируется от 25мм до 1400мм, давление не может превышать 10МПа, а транспортирующее вещество может быть температурой от -70°С до +450°С.

Вес и другие параметры опор и подвесок трубопровода серии 4. 903-10 зависят от ее типа и исполнения. Ниже приведен пример условного обозначения подвижных опор и подвесок трубопровода серии 4.903-10:

Опора неподвижная, для трубопровода с Дн=219мм:

Опора неподвижная 219-Т3 11 серия 4.903-10 вып.5

Опора подвесная, исполнения 1, для трубопровода с Дн=76мм, Н=1130мм:

Опора подвесная I-76 Т22.29 серия 4.903-10 вып.6

Если Вам требуются остальные характеристики неподвижных, подвижных, а также подвесных опор, изготовленных по серии 4.903-10, то вы можете посмотреть их, скачав данную серию с нашего сайта.

Пользуясь таблицами, в серии 4.903-10 вы всегда сможете точно рассчитать стоимость транспортных расходов т.к. в них указан вес всех существующих неподвижных, подвижных, а также подвесных опор трубопроводов по серии 4.903-10.

Наша компания может поставлять опоры подвижные, опоры неподвижные, опоры подвесные, подвески трубопровода по серии 4.903-10 из сталей таких марок, как сталь 20 и сталь 09г2с (опоры стальные, подвески стальные).

Если у вас остались вопросы, связанные с опорами и подвесками трубопровода серии 4.903-10, то Вы можете задать их менеджерам нашей компании по электронной почте [email protected] или по телефону +7 (343)361 2377

Изготавливаемая продукция: Опоры серия 4.903-10

Неподвижные опоры трубопроводов: виды, особенности, преимущества

Существует масса различных ситуаций, предполагающих использование разнообразных вариантов опор трубопроводов. Неподвижные и подвижные опоры для трубопроводов используются чаще всего из-за низкой цены и широкого спектра возможностей их применения.

Неподвижные опоры

Их применяют в тех случаях, когда необходимо зафиксировать в нужном положении следующие разновидности коммуникаций:

  • нефтепроводы и газопроводы;
  • коммуникации жилищно-коммунального хозяйства;
  • трубопроводные конструкции для заводов и больших предприятий;
  • арматуры ТЭС и АЭС.

Обратите внимание! Неподвижные опоры трубопроводов считаются крайне важными элементами, их выбор напрямую сказывается на надежности всей конструкции. По этой причине необходимо уделять должное внимание не только выбору, но и процессу установки этих элементов — только так можно будет добиться нужного результата.

Квалифицированные специалисты Компании «ЗПИ «ЕВРОПРОМ» готовы дать консультации по выбору нужного вида опор.

Виды неподвижных опор

При выборе вы столкнётесь с массой различных вариантов, каждый из которых отличается от других не только стоимостью и характеристиками, но и видами. Существует три основных разновидности:

  • Лобовые опоры Могут быть двухупорными и четырёхупорными, их конструкция может быть реализована по-разному, но их объединяет отсутствие полного закрепления, как на щитовых или хомутовых вариантах, так как трубопровод держится именно за счёт упора отдельных элементов опоры. Этот вариант уступает другим из-за такой технологии закрепления, но в некоторых случаях рассмотреть его всё же стоит.
  • Щитовые опоры Используются в 2-х случаях: если необходимо проложить трубопровод в каком-то месте через стену или требуется надежно закрепить вертикальный участок трубы. Устанавливаются конструкции щитового характера при помощи сварки, но это не вызывает особых затруднений в процессе работы, так как их устанавливают в малом количестве мест.
  • Хомутовые опоры Наиболее распространенный и удобный в использовании тип опор неподвижного характера, принцип действия которых интуитивно понятен из названия. Сразу упомянем, что такие модели могут иметь как подвижный (скользящий), так и неподвижный характер. При выборе хомутовых неподвижных опор необходимо в первую очередь обращать внимание на их основной элемент, то есть хомут. Дело в том, что он может иметь плоскую или же круглую форму, от чего зависят возможности использования. Изделия, имеющие хомут плоского типа, используются только для металлических трубопроводов и не могут быть применены в иных ситуациях, а конструкции с круглым хомутом могут применяться и для других трубопроводов.

Применение неподвижных опор трубопроводов позволяет добиться следующих целей, благодаря своим особенностям:

  • надежная защита трубы от возникновения повреждений в точках соприкосновения с различными опорными конструкциями;
  • полное исключение деформационных процессов коммуникации из-за негативного влияния погодных условий, а в первую очередь – температуры;
  • гашение возникающих вибрации, которые чаще всего появляются при транспортировке различных сред;
  • снижение напряжения внутри трубопровода;
  • равномерное распределение нагрузок и передача их опорным конструкциям, от них – почве;
  • обеспечение грамотного положения самого трубопровода.

Установка может производиться на совершенно различных трубопроводах, направленность которых также существенно отличается. В превосходящем большинстве случаев монтаж осуществляется прямо на том месте, где они будут установлены. Особенностью установки можно считать то, что они будут разделять трубопровод на сегменты. В большинстве случаев будет осуществляться монтаж компенсаторов, предохраняющих сам трубопровод от возникновения деформаций, причём не из-за механических повреждений, а из-за изменений в температурном режиме или в погодных условиях (например, из-за резкого похолодания).

Сами монтажные работы проводятся посредством применения специального сварочного оборудования, благодаря которому удается зафиксировать элементы на платформах. К трубопроводу они крепятся по-разному, это зависит от разновидности опор, наиболее распространённые из которых уже были описаны ранее.

Обратите внимание! Профессионалы нередко для обеспечения надежной фиксации приваривают к торцам хомутов металлические пластины.

Для грамотного выполнения работ по установке необходимо обладать глубокими специфическими знаниями. Существует масса важных нюансов, таких как рассчёт расстояния между опорами трубопроводов или зазор в 1,5 мм между самой опорой и хомутом.

Компания «ЗПИ «ЕВРОПРОМ» предлагает вам приобрести неподвижные опоры трубопроводов напрямую у производителя. Вся наша готовая продукция сопровождается сертификатами и паспортами качества.

Не найдено — Hilti Литва

Не найдено — Hilti Литва

Skip to main content

Страница, которую Bы ищете, не существует.

Это может быть потому, что:

  • Страница была удалена.
    Если Bы использовали закладку, мы рекомендуем обновить ссылку.
  • Также возможно, что в ссылке присутствует опечатка.

Пожалуйста, попробуйте следующие варианты:

  • Воспользуйтесь нашим поиском, чтобы найти то, что Bы искали.
  • Используйте основную навигацию по сайту, чтобы получить доступ к информации о нашей продукции и услугах.
  • Перейти к просмотру нашей домашней страницы.

Нужна помощь? Контакты

Зарегистрироваться

Регистрация позволяет получить доступ к ценам с учетом персональной скидки.

Зарегистрироваться

Не получается войти или забыли пароль?

Пожалуйста, введите свой e-mail адрес ниже. Вы получите письмо с инструкцией по созданию нового пароля.

Нужна помощь? Контакты

























































Войдите, чтобы продолжить

Зарегистрироваться

Регистрация позволяет получить доступ к ценам с учетом персональной скидки.

Зарегистрироваться

Выберите следующий шаг, чтобы продолжить

Ошибка входа

К сожалению, вы не можете войти в систему.
Email адрес, который вы используете, не зарегистрирован на {0}, но он был зарегистрирован на другом сайте Hilti.

Количество обновлено

Обратите внимание: количество автоматически округлено в соответствии с кратностью упаковки.

Обратите внимание: количество автоматически округлено до в соответствии с кратностью упаковки.

COVID-19: Важная информация Обработка заказов и заявок на обслуживание Узнать больше

Подвижные и неподвижные опоры.

Опоры в тепловых сетях устанавливают для восприятия усилий, возникающих в теплопроводах, и передачи их на несущие конструкции или грунт. В зависимости от назначения их подразделяют на подвижные (свободные) и неподвижные (мертвые).

Подвижные опоры предназначены для восприятия весовых нагрузок теплопровода и обеспечения свободного его перемещения при температурных деформациях. Устанавливают их при всех видах прокладки, кроме бесканальной, когда теплопроводы укладывают на утрамбованный слой песка, что обеспечивает более равномерную передачу весовых нагрузок на грунт.

Теплопровод, лежащий на подвижных опорах, под действием весовых нагрузок (веса трубопровода с теплоносителем, изоляционной конструкцией и оборудованием и иногда ветровой нагрузки) прогибается и в нем возникают изгибающие напряжения, значения которых зависят от расстояния (пролета) между опорами. В связи с этим основной задачей расчета является определение максимально возможно го пролета между опорами, при котором изгибающие напряжения не превышают допустимых значений, а также величины прогиба теплопровода между опорами.

В настоящее время находят применение подвижные опоры следующих основных типов: скользящие, катковые (шариковые) (рис. 29.1) и подвесные с жесткими и пружинными подвесками.

Рис. 29.1. Подвижные опоры

а — скользящая с приваренным башмаком; б — катковая; в — скользящая с приклеенные полуцилиндром; 1 — башмак; 2 — опорная подушка; 3 — опорный полуцилиндр

 

В скользящих опорах происходит скольжение башмака (корпуса опоры), приваренного к трубопроводу, по металлической подкладке, заделанной в опорную бетонную или железобетонную подушку. В Катковых (и шариковых) опорах башмак вращает и перемещает каток (или шарики) по опорному листу, на котором предусматриваются направляющие планки и выточки для предотвращения перекосов, заеданий и выхода катка. При вращении катка (шариков) скольжение поверхностей отсутствует, вследствие чего уменьшается значение горизонтальной реакции. Места приварки башмака к трубопроводу являются опасными в коррозионном отношении, поэтому более перспективными следует считать конструкции свободных опор с хомутовыми. и приклеенными башмаками, которые устанавливают без нарушения тепловой изоляции. На рис. 29.1, в показана разработанная НИИМосстроем конструкция скользящей опоры с приклеенным опорным башмаком (полуцилиндром). Скользящие опоры являются наиболее простыми и находят широкое применение.

Подвесные опоры с жесткими подвесками применяют при надземной прокладке теплопроводов на участках, не чувствительных к перекосам: при естественной компенсации, П-образных компенсаторах.

Пружинные опоры компенсируют перекосы, вследствие чего их применяют на участках, где перекосы недопустимы, например, при сальниковых компенсаторах.

Неподвижные опоры предназначены для закрепления трубопровода в отдельных точках, разделения его на независимые по температурным деформациям участки и для восприятия усилий, возникающих на этих участках, что устраняет возможность последовательного нарастания усилий и передачу их на оборудование и арматуру. Изготовляют эти опоры, как правило, из стали или железобетона.

Стальные неподвижные опоры (рис. 29.2, а и б) представляют собой обычно стальную несущую конструкцию (балку или швеллер), располагаемую между упорами, приваренными к трубе. Несущая конструкция защемляется в строительные конструкции камер, приваривается к мачтам, эстакадам и др.

Железобетонные неподвижные опоры обычно выполняют в виде щита (рис. 29.2,в), устанавливаемого при бесканальной прокладке на фундамент (бетонный камень) или защемляемого в основании и перекрытии каналов и камер. С обеих сторон щитовой опоры к трубопроводу приваривают опорные кольца (фланцы с косынками), через которые и передаются усилия. При этом щитовые опоры не требуют мощных фундаментов, так как усилия на них передаются центрально. При выполнении щитовых опор в каналах в них делают отверстия для пропуска воды и воздуха.

Рис 29.2 Неподвижные опоры

а — со стальной несущей конструкцией б — хомутовые· в — щитовая

 

При разработке монтажной схемы тепловых сетей неподвижные опоры устанавливают на выходе из источника тепла, на входе и выходе ЦТП, насосных подстанций и т. п. для снятия усилий на оборудование и арматуру; в местах ответвлений для устранения взаимного влияния участков, идущих в перпендикулярных направлениях; на поворотах трассы для устранения влияния изгибающих и крутящих моментов, возникающих при естественной компенсации. В результате указанной расстановки неподвижных опор трасса тепловых сетей разбивается на прямолинейные участки, имеющие различные длины и диаметры трубопроводов. Для каждого из этих участков выбирают тип и требуемое число компенсаторов, в зависимости от которого определяется и число промежуточных неподвижных опор (на одно меньше, чем компенсаторов).

Максимальное расстояние между неподвижными опорами при осевых компенсаторах зависит от их компенсирующей способности. При гнутых компенсаторах, которые могут изготовляться для компенсации любых деформаций, исходят из условия сохранения прямолинейности участков и допустимых изгибающих напряжений в опасных сечениях компенсатора. В зависимости от принятой длины участка, на концах которого устанавливают неподвижные опоры, определяют его удлинение, а затем расчетом или по номограммам габаритные размеры гнутых компенсаторов и горизонтальную реакцию.

Узнать еще:

Опоры трубопроводов, скользящие, неподвижные, подвесные

Опоры трубопроводов являются неотъемлемой частью трубопроводов различного назначения: технологических трубопроводов промышленных предприятий, ТЭС и АЭС, нефтепроводов и газопроводов инженерных сетей жилищно-коммунального хозяйства, для комплектации трубопроводных систем в судостроении.

Наша компания предлагает изготовить все типы опор и подвесок горизонтальных и вертикальных трубопроводов согласно ГОСТ, ОСТ, альбомов типовых конструкций, а также по чертежам заказчика.

Опоры скользящие хомутовые серия 1-487-1997-00-00
СПО, СПОк, СПОн

Опоры скользящие хомутовые серии 1-487-1997-00-00 в футляре
ФСО-1, ФСО-2

Опоры по альбому 313.ТС-008.000 (для трубопроводов в ппу изоляции)
альбом 313.ТС-008.000 , альбом 313.ТС-008.011, альбом313.ТС-008.012 футляр

Опоры по альбому НТС 65-06 для тепловых сетей 
НТС 65-06 выпуск 1, НТС 65-06 выпуск-2

Опоры трубопроводов ГОСТ 14911-82 ОСТ 36-94-83 
ОПБ1, ОПБ2, ОПП, ОПП2, ОПП3, ОПХ1, ОПХ2, ОПХ3, ОПС, ОПМ

Опоры трубопроводов ОСТ 36-146-88 
ВП, КН, КП-А11(А21), КП-А12(А22), КХ, ТО, ТП, ТР, ТХ, УП, ХБ, ШП

Опоры трубопроводов неподвижные Серия 4. 903-10: Выпуск 4
Т3, Т4, Т5, Т6, Т7, Т8, Т9, Т10, Т11, Т12, Т44, Т46

Опоры трубопроводов подвижные (скользящие) Серия 4.903-10 Выпуск 5 
Т13, Т14, Т15, Т16, Т17, Т18, Т19, Т20, Т21, Т43

Опоры по серии 5.903-13 выпуск 8-95 
ТС-623, ТС-624, ТС-625, ТС-626, ТС-627, ТС-628, ТС-630, ТС-631, ТС-632

Опоры по серии 5.903-13 выпуск 7-95
ТС-659 , ТС-660 , ТС-661 , ТС-662, ТС-664, ТС-665, ТС-666, ТС-667, ТС-668, ТС-669, ТС-670, ТС-671

Закладные детали

Опоры трубопроводов изготавливаются из сталей углеродистых, а также из низколегированных сталей.

Опоры предназначены для установки и крепления трубопроводов, также опоры используют для снятия различных нагрузок на трубопровод (осевых, поперечных и т.д.). Устанавливаются, как правило, как можно ближе к нагрузкам: запорной арматуре, деталям трубопровода. Трубопроводные опоры изготавливаются от 25 до 1400 диаметра, материал опор трубопровода должен соответствовать материалу трубы, (пример: если труба из стали 20, то и опора должна быть из стали 20).
Основной материал, указанный в рабочих чертежах — углеродистая сталь — используется для изготовления опор, применяемых в районах с расчетной температурой наружного воздуха до минус 30°С. В случае применения неподвижных опор в районах с температурой наружного воздуха до минус 40°С, для изготовления используется материал — сталь низколигированной марки: 17ГС-12, 17Г1С-12, 14Г2-12, по ГОСТ 19281-89, размеры опор и их деталей остаются не измененными. Для районов с расчетной температурой воздуха до минус 60°С используется сталь 09Г2С-14 ГОСТ 19281-89.

Опора для труб принимает на себя не только вес, но и нагрузку, получаемую в результате температурных расширений труб, а также для компенсации распорных усилий, образующихся по воздействием давления воды в системе. В таких случаях трубопроводы комплектуются сальниковыми компенсаторами. Опоры трубопроводов используются для ликвидации вибрации водопроводных систем и балансирования усилий трубопровода на оборудование.  

Опоры трубопровода делятся по назначению на:

НЕПОДВИЖНЫЕ ОПОРЫ

Опорный элемент — одна из составных частей трубопроводной системы. Неподвижная опора закрепляется в определенных местах трубопровода, воспринимая нагрузки, которые возникают в этих точках при изменении температурных условий. 
Опоры неподвижные бывают следующих видов:

  • для надземной прокладки — опоры подвесные ( в данном случае, в качестве гидроизоляции применяется оцинкованный слой).
  • для подземной прокладки — (гидроизоляция — полиэтиленовая оболочка).

ОПОРЫ ПОДВИЖНЫЕ: скользящие, катковые, лобовые направляющие, хомутовые и неподвижные (приварные, хомутовые, упорные). 

Скользящие (подвижные) опоры принимают на себя вес трубопроводной системы, воспринимая нагрузки, которые возникают в этих точках при изменении температурных условий.
Условия эксплуатации данных элементов:

  • температура транспортирующих веществ от 0°С до +450°С
  • условное давление в линии до 10 МПа
  • внешняя температура до -70°С

При надземной прокладке трубопроводных линий помимо неподвижных опор используются скользящие опоры. Данный вид опор не препятствует перемещению конструкции, но и способствует устойчивости к нагрузкам. Прочность этих элементов зависит от качества металла, используемого при производстве. В качестве подвижных элементов могут использоваться — хомутовые опоры типа ХБ-А.

Качество трубопроводных опор
Обязательное условие изготовления опорных элементов — качественная заключительная термообработка изделий, нанесение защитных покрытий на всю продукцию, с целю защиты от коррозии, улучшения внешнего вида и воздействия устойчивости при работе в агрессивных средах, тщательный электронный контроль параметров. 

Опоры трубопроводов поставляются как из наличия, так и под заказ. Продажа от 1 шт. Доставка на объект по Санкт-Петербургу и Ленинградской области.

Более подробную информацию по ценам, скидкам на опоры трубопроводов и другим интересующим Вас вопросам Вы получите при обращении к нашим менеджерам.  

 с сайта [email protected] или по тел. (812) 309-10-68

 

 Вернуться>>>

См.также:

Скользящие и неподвижные опоры трубопроводов

Хабаровску

RU,Khabarovskiy Kray,Khabarovsk

Новосибирску

RU,Novosibirskaya Oblast,Novosibirsk

Красноярску

RU,Krasnoyarskiy Kray,Krasnoyarsk

Владивостоку

RU,Primorskiy Kray,Vladivostok

Иркутску

RU,Irkutskaya Oblast,Irkutsk

Омску

RU,Omskaya Oblast,Omsk

Тюмени

RU,Tyumenskaya Oblast,Tyumen

Барнаулу

RU,Altayskiy Kray,Barnaul

Томску

RU,Tomskaya Oblast,Tomsk

Кемерово

RU,Kemerovskaya Oblast,Kemerovo

Якутску

RU,Sakha (Yakutiya),Yakutsk

Южно-Сахалинску

RU,Sakhalinskaya Oblast,Yuzhno-Sakhalinsk

Новокузнецку

RU,Kemerovskaya Oblast,Novokuznetsk

Благовещенску

RU,Amurskaya Oblast,Blagoveshchensk

Улан-Удэ

RU,Buryatiya,Ulan-Ude

Чите

RU,Zabaykal,Chita

Комсомольску-на-Амуре

RU,Khabarovskiy Kray,Komsomolsk-on-Amur

Сургуту

RU,Khanty-Mansiyskiy Avtonomnyy Okrug — Yugra,Surgut

Москве

RU,Moskva,Moscow

Петропавловску-Камчатскому

RU,Kamtchatski Kray,Petropavlovsk-Kamchatskiy

Ангарску

RU,Irkutskaya Oblast,Angarsk

Абакану

RU,Khakasiya,Abakan

Нижневартовску

RU,Khanty-Mansiyskiy Avtonomnyy Okrug — Yugra,Nizhnevartovsk

Братску

RU,Irkutskaya Oblast,Bratsk

Тобольску

RU,Tyumenskaya Oblast,Tobolsk

Бийску

RU,Altayskiy Kray,Biysk

Екатеринбургу

RU,Sverdlovskaya Oblast,Yekaterinburg

Санкт-Петербургу

RU,Sankt-Peterburg,Saint Petersburg

Новому Уренгою

RU,Yamalo-Nenetskiy Avtonomnyy Okrug,Novyy Urengoy

Норильску

RU,Krasnoyarskiy Kray,Norilsk

Магадану

RU,Magadanskaya Oblast,Magadan

Прокопьевску

RU,Kemerovskaya Oblast,Prokopyevsk

Уссурийску

RU,Primorskiy Kray,Ussuriysk

Усть-Илимску

RU,Irkutskaya Oblast,Ust-Ilimsk

Свободному

RU,Amurskaya Oblast,Svobodnyy

Кызылу

RU,Tyva,Kyzyl

Нерюнгри

RU,Sakha (Yakutiya),Neryungri

Нефтеюганску

RU,Khanty-Mansiyskiy Avtonomnyy Okrug — Yugra,Nefteyugansk

Северску

RU,Tomskaya Oblast,Seversk

Ноябрьску

RU,Yamalo-Nenetskiy Avtonomnyy Okrug,Noyabrsk

Салехарду

RU,Yamalo-Nenetskiy Avtonomnyy Okrug,Salekhard

Краснодару

RU,Krasnodarskiy Kray,Krasnodar

Анжеро-Судженску

RU,Kemerovskaya Oblast,Anzhero-Sudzhensk

Нижнему Новгороду

RU,Nizhegorodskaya Oblast,Nizhniy Novgorod

Ханты-Мансийску

RU,Khanty-Mansiyskiy Avtonomnyy Okrug — Yugra,Khanty-Mansiysk

Ленинск-Кузнецкому

RU,Kemerovskaya Oblast,Leninsk-Kuznetskiy

Уфе

RU,Bashkortostan,Ufa

Ачинску

RU,Krasnoyarskiy Kray,Achinsk

Находке

RU,Primorskiy Kray,Nakhodka

Челябинску

RU,Chelyabinskaya Oblast,Chelyabinsk

Мирному

RU,Sakha (Yakutiya),Mirny

Горно-Алтайску

RU,Altay,Gorno-Altaysk

Междуреченску

RU,Kemerovskaya Oblast,Mezhdurechensk

Заринску

RU,Altayskiy Kray,Zarinsk

Ростову-на-Дону

RU,Rostovskaya Oblast,Rostov-na-Donu

Рубцовску

RU,Altayskiy Kray,Rubtsovsk

Железногорску

RU,Krasnoyarskiy Kray,Zheleznogorsk

Биробиджану

RU,Yevreyskaya Avtonomnaya Oblast,Birobidzhan

Бердску

RU,Novosibirskaya Oblast,Berdsk

Артёму

RU,Primorskiy Kray,Artem

Саяногорску

RU,Khakasiya,Sayanogorsk

Белово

RU,Kemerovskaya Oblast,Belovo

Надыму

RU,Yamalo-Nenetskiy Avtonomnyy Okrug,Nadym

Белогорску

RU,Amurskaya Oblast,Belogorsk

Минусинску

RU,Krasnoyarskiy Kray,Minusinsk

Зеленогорску

RU,Krasnoyarskiy Kray,Zelenogorsk

Курску

RU,Kurskaya Oblast,Kursk

Юрге

RU,Kemerovskaya Oblast,Yurga

Когалыму

RU,Khanty-Mansiyskiy Avtonomnyy Okrug — Yugra,Kogalym

Перми

RU,Perm Krai,Perm

Казани

RU,Tatarstan,Kazan

Самаре

RU,Samarskaya Oblast,Samara

Воронежу

RU,Voronezhskaya Oblast,Voronezh

Волгограду

RU,Volgogradskaya Oblast,Volgograd

Поддержка

и типы подключения Поддержка

и типы подключения

Типы опор и соединений


Структурные системы передают свою нагрузку через ряд элементов
наземь. Это достигается путем создания соединения элементов.
на их пересечениях. Каждое соединение спроектировано так, чтобы оно могло передавать,
или опора, конкретный тип нагрузки или условия нагрузки. Для того, чтобы быть
способность анализировать структуру, прежде всего необходимо иметь четкое представление о
силы, которым можно противостоять и передавать на каждом уровне поддержки на всем протяжении
структура.Фактическое поведение службы поддержки или связи может быть весьма
сложный. Настолько, что если бы были учтены все различные условия,
проектирование каждой опоры было бы ужасно долгим процессом. И все еще,
условия на каждой из опор сильно влияют на поведение
элементы, составляющие каждую структурную систему.

Конструкционные стальные системы имеют сварные или болтовые соединения. Сборный железобетон
железобетонные системы можно механически соединять разными способами,
в то время как монолитные системы обычно имеют монолитные соединения.Древесина
системы соединяются гвоздями, болтами, клеем или специальными соединителями.
Независимо от материала, соединение должно иметь особую
жесткость. Жесткие, жесткие или неподвижные соединения лежат на одном крайнем пределе
этот спектр и шарнирные или штыревые соединения ограничивают друг друга. Жесткий
соединение поддерживает относительный угол между соединенными элементами, в то время как
шарнирное соединение допускает относительное вращение. Также есть связи
в стальных и железобетонных конструкционных системах, в которых частичная жесткость
является желаемой конструктивной особенностью.

ТИПЫ ПОДДЕРЖКИ
Три общих типа соединений, которые соединяют построенную структуру с ее
фундамент есть; ролик , штифтовый и фиксированный . Четвертый
тип, который не часто встречается в строительных конструкциях, известен как простой
служба поддержки. Это часто идеализируется как поверхность без трения). Все из этого
опоры могут располагаться в любом месте элемента конструкции. Они найдены
на концах, в середине или в любых других промежуточных точках.Тип
соединения опоры определяет тип нагрузки, которой может выдержать опора.
Тип опоры также имеет большое влияние на несущую способность
каждый элемент, а значит, и система.

Схема иллюстрирует различные способы, которыми каждый тип поддержки
представлен. Единый унифицированный графический метод для представления каждого из этих
типов поддержки не существует. Скорее всего, одно из этих представлений
будет похож на местную общепринятую практику. Однако независимо от того, какое представление,
силы, которым этот тип может сопротивляться, действительно стандартизированы.

РЕАКЦИИ
Обычно необходимо идеализировать поведение опоры, чтобы
для облегчения анализа. Применяется подход, аналогичный безмассовому,
шкив без трения в домашнем задании по физике. Хотя эти шкивы
не существуют, они полезны для изучения определенных вопросов. Таким образом,
трение и массу часто игнорируют при рассмотрении поведения
связи или поддержки. Важно понимать, что все графические
Представления опор являются идеализацией реального физического соединения.Следует приложить усилия, чтобы найти и сравнить реальность с реальной.
и / или численная модель. Часто очень легко забыть, что предполагаемая идеализация может быть совершенно иной.
чем реальность!

На диаграмме справа указаны силы и / или моменты, которые
«доступны» или активны для каждого типа поддержки. Это ожидаемо
что эти репрезентативные силы и моменты, если правильно рассчитать, будут
добиться равновесия в каждом структурном элементе.


РОЛИКОВЫЕ ОПОРЫ
Роликовые опоры могут свободно вращаться и перемещаться по поверхности при
на которую опирается ролик.Поверхность может быть горизонтальной, вертикальной или наклонной.
под любым углом. Результирующая сила реакции всегда представляет собой единую силу, которая
перпендикулярно поверхности и от нее. Роликовые опоры обычно
расположен на одном конце длинных мостов. Это позволяет мостовой конструкции
расширяться и сжиматься при изменении температуры. Силы расширения могли
сломать опоры у берегов, если конструкция моста была «заблокирована»
на месте. Роликовые опоры также могут иметь форму резиновых подшипников, коромысел,
или набор шестерен, которые предназначены для ограниченного бокового
движение.

Роликовая опора не может оказывать сопротивление боковым силам. Представить
конструкция (возможно, человек) на роликовых коньках. Он останется на месте
до тех пор, пока конструкция должна только поддерживать себя и, возможно, идеально
вертикальная нагрузка. Как только на конструкцию воздействует какая-либо боковая нагрузка
он откатится в ответ на силу. Боковая нагрузка могла быть толчком,
порыв ветра или землетрясение. Поскольку большинство конструкций подвержены
боковые нагрузки, из чего следует, что у здания должны быть другие типы опор
в дополнение к роликовым опорам.


ОПОРЫ НА ШПИРАХ
Опора на штифтах может выдерживать как вертикальные, так и горизонтальные силы, но не
момент. Они позволят элементу конструкции вращаться, но не перемещаться.
в любом направлении. Предполагается, что многие соединения являются штыревыми.
даже если они могут сопротивляться небольшому моменту в реальности. это
также верно, что штифтовое соединение может допускать вращение только в одном направлении;
обеспечение сопротивления вращению в любом другом направлении. Колено может быть
идеализирован как соединение, которое допускает вращение только в одном направлении и
обеспечивает сопротивление боковому смещению.Конструкция штыревого соединения
хороший пример идеализации действительности. Одно контактное соединение
обычно недостаточно для устойчивости конструкции. Другая поддержка должна
должны быть предусмотрены в какой-то момент, чтобы предотвратить вращение конструкции. Представление
шарнирной опоры включает в себя как горизонтальные, так и вертикальные силы.


ШТИФТОВЫЕ СОЕДИНЕНИЯ
В отличие от роликовых опор проектировщик часто может использовать штифтовые соединения.
в структурной системе. Это типичные соединения, которые можно найти почти в
все фермы.Они могут быть сочлененными или скрытыми от глаз; они могут быть очень
выразительный или тонкий.

На Олимпийском стадионе изображен один из элементов.
в Мюнхене ниже. Это соединитель из литой стали, который действует как узел для устранения
ряд растягивающих усилий. При ближайшем рассмотрении можно заметить, что
соединение состоит из нескольких частей. Каждый кабель подключен к
узел концевой «скобкой», которая соединена с большим штифтом.
Это буквально «закрепленное соединение». Из-за природы
геометрии кронштейна и штифта, определенное количество вращательного движения
будет разрешено вокруг оси каждого штифта.

Далее следует одно из соединений пирамиды Лойвра И.М. Пея.
ниже. Обратите внимание, как он также использовал закрепленные соединения.

Закрепленные соединения встречаются ежедневно. Каждый раз, когда открывается распашная дверь.
открытое штифтовое соединение позволило вращаться вокруг определенной оси;
и помешал перевод на два. Петля двери предотвращает вертикальное и горизонтальное
перевод. На самом деле, если не создается достаточный момент
для создания вращения дверь вообще не будет двигаться.

Вы когда-нибудь рассчитывали, сколько времени требуется, чтобы открыть конкретный
дверь? Почему одну дверь открыть легче, чем другую?


ФИКСИРОВАННЫЕ ОПОРЫ
Фиксированные опоры могут выдерживать вертикальные и горизонтальные силы, а также момент.
Поскольку они ограничивают как вращение, так и перемещение, они также известны как
жесткие опоры. Это означает, что конструкции требуется только одна фиксированная опора.
чтобы быть стабильным. Все три уравнения равновесия могут быть выполнены.Флагшток, установленный в бетонное основание, является хорошим примером такой опоры.
Представление неподвижных опор всегда включает две силы (горизонтальные
и вертикальный) и момент.

ФИКСИРОВАННЫЕ СОЕДИНЕНИЯ
Фиксированные подключения очень распространены. Составляются стальные конструкции многих размеров.
элементов, которые свариваются. Монолитная бетонная конструкция
автоматически становится монолитным и превращается в серию жестких соединений
при правильном размещении арматурной стали.Спрос на фиксированные соединения
больше внимания во время строительства и часто являются источником строительства
неудачи.

Позвольте этому маленькому креслу проиллюстрировать, как два типа «фиксированных»
соединения могут быть созданы. Один сварен, а другой состоит из
два винта. Оба соединения считаются фиксированными из-за того, что
что оба они могут противостоять вертикальным и поперечным нагрузкам, а также развиваться
сопротивление моменту. Таким образом, было обнаружено, что не все фиксированные соединения
должны быть сварными или монолитными по своей природе.Пусть петли в точках A и
B следует рассмотреть более подробно.


ПРОСТЫЕ ОПОРЫ

Некоторые идеализируют простые опоры как опоры поверхности без трения.
Это правильно, поскольку результирующая реакция всегда является единственной
сила, которая перпендикулярна поверхности и от нее. Однако
в этом также похож на роликовые опоры. Они не похожи друг на друга тем, что
опора не может выдерживать боковые нагрузки любой величины.Созданная реальность
часто зависит от силы тяжести и трения, чтобы развить минимальное трение
устойчивость к умеренной боковой нагрузке. Например, если уложена доска
через промежуток, чтобы обеспечить мост, предполагается, что доска останется
на свое место. Он будет делать это до тех пор, пока его не пинает или не сдвигает нога. В тот момент
доска будет двигаться, потому что простое соединение не может вызвать никакого сопротивления
к боковой локации. Простая опора может рассматриваться как разновидность опоры.
для длинных мостов или пролетов кровли.Простые опоры часто встречаются в зонах
частой сейсмической активности.


ПОСЛЕДСТВИЯ
Следующие фильмы иллюстрируют значение типа поддержки.
условие на поведение прогиба и на место максимального изгиба
напряжения балки, поддерживаемой на ее концах.

Простые балки с шарнирами слева и роликовыми опорами справа.

Простые балки, шарнирно закрепленные слева и закрепленные на
верно.

Простые балки, закрепленные на обоих концах.


Вопросы для размышления

хммм …..

Домашние задания

Дополнительное чтение

TBA


Авторские права © 1995 Крис Х. Любкеман и Дональд
Peting
Авторские права © 1996, 1997, 1998 Крис Х. Любкеман

Простые машины — шкив

Шкивы

— это простые машины в форме колеса, установленного на фиксированной оси и поддерживаемого рамой. Колесо или диск обычно имеют желобки для крепления троса.Колесо иногда называют «шкивом» (иногда «связкой»). Рама, поддерживающая колесо, называется блоком. Блок и снасть состоят из пары блоков. Каждый блок содержит один или несколько шкивов и трос, соединяющий шкив (и) каждого блока.

Одиночный фиксированный шкив

Одиночный фиксированный шкив — действительно первоклассный рычаг с равноплечными рычагами. На рисунке 3-10 плечо от точки «R» до точки «F» равно плечу от точки «F» до точки «E» (оба расстояния равны радиусу шкива).Когда рычаг первого класса имеет равные рычаги, механическое преимущество равно 1. Таким образом, сила натяжения веревки должна быть равна весу поднимаемого объекта. Единственное преимущество одиночного фиксированного шкива — это изменение направления силы или натяжение троса.

Рисунок 3-10. Одиночный фиксированный шкив.

Одиночный подвижный шкив

Одиночный шкив можно использовать для увеличения прилагаемой силы. На рис. 3-11 шкив подвижен, и оба троса, отходящие от шкива, совместно поддерживают груз.Этот единственный подвижный шкив действует как рычаг второго класса, при этом рычаг усилия (EF) является диаметром шкива, а рычаг сопротивления (FR) — радиусом шкива. У этого типа шкива будет два механических преимущества, потому что диаметр шкива в два раза больше радиуса шкива. При использовании, если кто-то натянул веревку на 4 фута, вес поднялся бы от пола только на 2 фута. Если бы вес был 100 фунтов, приложенное усилие должно было бы составлять всего 50 фунтов. усилие всегда будет составлять половину поднимаемого веса.

Рисунок 3-11. Одиночный подвижный шкив.

Блок и захват

Блок и захват состоит из нескольких шкивов, некоторые из которых фиксированные, а некоторые подвижные. На рис. 3-12 блок и захват состоят из четырех шкивов, два верхних фиксированы, а два нижних подвижны. Рассматривая рисунок справа налево, обратите внимание, что есть четыре веревки, поддерживающие вес, и пятая веревка, к которой прилагается усилие. Количество поддерживающих вес тросов определяет механическое преимущество блока и снасти, так что в этом случае механическое преимущество равно четырем.Если бы вес был 200 фунтов, потребовалось бы усилие в 50 фунтов, чтобы поднять его.

Рисунок 3-12. Блокируй и отбивай.

Бортовой механик рекомендует

Типы опор и соединений

Опоры, возможно, являются одним из наиболее важных аспектов конструкции, поскольку они определяют, как силы внутри конструкции передаются на землю. Эти знания необходимы перед решением модели, поскольку они говорят нам, каковы граничные условия. SkyCiv Structural 3D предлагает своим членам профессиональные и экспертные советы по моделированию вашей конструкции, чтобы обеспечить оптимизацию вашего дизайна.Опоры — важная часть вашей расчетной модели конструкций. Крайне важно, чтобы вы с самого начала разбирались в различных типах опор, поскольку они могут неверно представить вашу модель. Это может привести к получению неверных результатов, которые не будут точно моделировать реальную ситуацию. Эта статья от SkyCiv будет стремиться объяснить различные типы поддержки, а также их реальные примеры, преимущества, недостатки, а также их допустимые реакции.

1. Фиксированная опора

Неподвижная опора — это самый жесткий тип опоры или соединения.Он ограничивает элемент во всех перемещениях и поворотах (т.е. он не может двигаться или вращаться в любом направлении). Самым простым примером неподвижной опоры может быть столб или колонна в бетоне. Полюс не может крутиться, вращаться или смещаться; в этой связи он в основном ограничен во всех своих движениях.
Приложение: Фиксированные опоры чрезвычайно полезны, когда вы можете использовать только одну опору. Фиксированная опора обеспечивает все ограничения, необходимые для обеспечения статичности конструкции. Он наиболее широко используется в качестве единственной опоры для консоли. Ограничения: Фиксированные опоры абсолютно бесполезны. В некотором смысле, его самым большим преимуществом может быть и его падение, поскольку иногда конструкция требует небольшого отклонения или «люфта» для защиты других окружающих материалов. Например, по мере того, как бетон продолжает набирать прочность, он также расширяется. Поэтому, если опора спроектирована неправильно, расширение может привести к снижению ее прочности.
При использовании SkyCiv Structural 3D и другого программного обеспечения для расчета конструкций этот тип опоры определяется кодом фиксации «FFFFFF», что означает, что опора является фиксированной (F) во всех перемещениях и поворотах (т.е.е. он зафиксирован во всех 6 степенях свободы). Для получения дополнительной информации о том, что означают эти коды, посетите нашу статью о кодах исправления.

Пример В лице Реакция
Вертикальный, Горизонтальный, Моменты
Исправность: FFFFFF

Фиксированная опора: (слева) Этот столб является примером неподвижной опоры; бетон не дает основанию опоры вообще двигаться (в центре) трехмерное представление конструкции и (справа) реакции, связанные с этим типом опоры и кодом ее фиксации.

2. Штифтовая опора

Штифтовая опора — очень распространенный тип опоры, и ее чаще всего сравнивают с петлей в гражданском строительстве. Как и шарнир, опора на штифтах позволяет вращать, но не перемещать (т.е. она сопротивляется горизонтальным и вертикальным силам, но не моменту). Подумайте о своем локте; вы можете разгибать и сгибать локоть (вращение), но не можете двигать предплечьем слева направо (перевод).
Заявка: Штифтовые опоры могут использоваться в фермах. Связывая несколько элементов, соединенных шарнирными соединениями, они будут давить друг на друга; создание осевой силы внутри элемента.Преимущество этого заключается в том, что элементы не содержат внутренних сил момента и могут быть спроектированы только в соответствии с их осевой силой.
Ограничения: Одиночная опора с штифтом не может полностью удерживать конструкцию, так как вам нужны как минимум две опоры, чтобы противостоять моменту.

Пример В лице Реакция
Вертикальный, горизонтальный
Исправность: FFFFRR

Прикрепленная опора: (слева) Здесь большой элемент поддерживается штифтовой опорой и не может перемещаться вверх или вниз, но может вращаться, (в центре) трехмерное представление конструкции и (справа) реакции, связанные с этим типом опоры, и ее фиксированный код.

3. Роликовая опора

Роликовые опоры могут противостоять вертикальной силе, но не горизонтальной силе. Роликовая опора или соединение могут свободно перемещаться по горизонтали, так как ничто не ограничивает их.
Заявка: Роликовая опора чаще всего используется в мостах. В гражданском строительстве мост обычно содержит роликовую опору на одном конце для учета вертикального смещения и расширения из-за изменений температуры. Это необходимо для предотвращения расширения, вызывающего повреждение закрепленной опоры. Ограничения: Этот тип опоры не выдерживает горизонтальных сил. Очевидно, что это само по себе имеет ограничения, так как это означает, что конструкции потребуется еще одна опора для сопротивления этому типу силы.

Пример В лице Реакция
Вертикальный
Исправность: RFFRRR

Роликовая опора: (слева) Мост может расширяться в горизонтальном направлении с помощью роликовой опоры.Этот ролик поддерживает одну сторону моста. (В центре) структурное трехмерное представление и (справа) реакции, связанные с этим типом опоры и ее кодом фиксации.

4. Простая опора

Простая опора — это в основном то место, где член опирается на внешнюю структуру. Они очень похожи на роликовые опоры в том смысле, что способны сдерживать вертикальные силы, но не горизонтальные. Элемент просто опирается на внешнюю конструкцию, на которую передается сила.В этом случае, если вы приложите вертикальную силу, он не сможет его поддержать. Примером может служить деревянная доска, покоящаяся на двух бетонных блоках. Доска может выдерживать любую направленную вниз (вертикальную) силу, но если вы приложите горизонтальную силу, доска просто соскользнет с бетонных блоков.
Простые опоры не используются широко в реальных конструкциях, если инженер не уверен, что элемент не будет перемещаться; в противном случае они рискуют, что член просто упадет с опоры.

Пример В лице Реакция
Вертикальный
Исправность: FRFFFR

Простая опора: (слева) Стоунхендж — отличный пример простой опоры.Верхний камень опирается на камни «колонны», вес которых удерживает его на месте. (В центре) структурное трехмерное представление и (справа) реакции, связанные с этим типом опоры и ее кодом фиксации.

Опоры — это обязательная часть построения вашей модели, чтобы гарантировать точные и безопасные результаты. Они не являются аспектом модели, о котором следует догадываться, поскольку это может привести к тому, что ваша структура будет вести себя не так, как вы ожидали. Благодаря членству в SkyCiv Structural 3D вы можете получить помощь по всем вопросам моделирования.Спросите нас о своей модели или дизайне в любое время, и мы будем рады помочь!

Подпишитесь бесплатно

Сэм Карильяно

Генеральный директор и соучредитель SkyCiv

BEng (Гражданский), BCom

LinkedIn

Мощные шкивы — Урок — TeachEngineering

Быстрый просмотр

Уровень оценки: 4
(3-5)

Требуемое время: 30 минут

Зависимость урока: Нет

Тематические области:
Геометрия, Физические науки, Решение проблем, Рассуждения и доказательства, Наука и технологии

Подпишитесь на нашу рассылку новостей

Резюме

Студенты продолжают изучать историю построения пирамиды, узнавая о простой машине, называемой шкивом.Они узнают, как можно использовать шкив для изменения направления приложенных сил и перемещения / подъема чрезвычайно тяжелых предметов, а также узнают о мощных механических преимуществах использования системы с несколькими шкивами. Учащиеся проводят простую демонстрацию, чтобы увидеть механическое преимущество использования шкива, и они определяют современные инженерные применения шкивов. На практике они видят, как шкив может изменять направление силы, разницу между фиксированными и подвижными шкивами и механическое преимущество, полученное при использовании нескольких / комбинированных шкивов.Они также узнают, как инженеры используют шкивы в повседневных целях.
Эта инженерная программа соответствует научным стандартам нового поколения (NGSS).

Инженерное соединение

Инженеры — эксперты в использовании преимуществ простых машин во всех видах реальных приложений, приносящих пользу обществу. Они включают механическое преимущество шкивов в свою конструкцию многих современных конструкций, машин, продуктов и инструментов, таких как краны, лифты, флагштоки, тросы, моторы, велосипедные кольца / цепи, веревки для белья, ведра / веревки для колодцев, устройства для скалолазания, жалюзи на окнах и парусные / рыболовные лодки.Используя несколько шкивов в сочетании с двигателями и электроникой, инженеры создают сложные современные устройства, которые выполняют большую работу при очень небольшой мощности.

Цели обучения

После этого урока учащиеся должны уметь:

  • Покажите, как используются шкивы.
  • Объясните, как в древние времена инженеры могли использовать шкивы для работы.
  • Определите современные приложения, в которых инженеры используют шкивы.

Образовательные стандарты

Каждый урок или задание TeachEngineering соотносится с одним или несколькими научными предметами K-12,
образовательные стандарты в области технологий, инженерии или математики (STEM).

Все 100000+ стандартов K-12 STEM, охватываемых TeachEngineering , собираются, обслуживаются и упаковываются сетью стандартов достижений (ASN) ,
проект Д2Л (www.achievementstandards.org).

В ASN стандарты иерархически структурированы: сначала по источникам; например , по штатам; внутри источника по типу; например , естественные науки или математика;
внутри типа по подтипу, затем по классу, и т. д. .

NGSS: научные стандарты нового поколения — наука

Ожидаемые характеристики NGSS

3-ПС2-1. Спланируйте и проведите расследование, чтобы получить доказательства воздействия сбалансированных и неуравновешенных сил на движение объекта.

(Класс 3)

Вы согласны с таким раскладом?


Спасибо за ваш отзыв!

Нажмите, чтобы просмотреть другие учебные программы, соответствующие этим ожиданиям от результатов.

Этот урок посвящен следующим аспектам трехмерного обучения NGSS:
Наука и инженерная практика Основные дисциплинарные идеи Сквозные концепции
Совместно спланируйте и проведите расследование для получения данных, которые послужат основой для доказательств, используя справедливые тесты, в которых контролируются переменные и количество рассмотренных испытаний.

Соглашение о выравнивании:
Спасибо за ваш отзыв!

В научных исследованиях используются различные методы, инструменты и техники.

Соглашение о выравнивании:
Спасибо за ваш отзыв!

Каждая сила действует на один конкретный объект и имеет как силу, так и направление. На покоящийся объект обычно действует несколько сил, но они складываются, чтобы получить нулевую чистую силу на объект.Силы, которые не равны нулю, могут вызвать изменение скорости или направления движения объекта. (Граница: на этом уровне используется качественное и концептуальное, но не количественное сложение сил.)

Соглашение о согласовании:
Спасибо за ваш отзыв!

Соприкасающиеся предметы оказывают друг на друга силу.

Соглашение о выравнивании:
Спасибо за ваш отзыв!

Причинно-следственные связи обычно выявляются.

Соглашение о выравнивании:
Спасибо за ваш отзыв!

Ожидаемые характеристики NGSS

3-ПС2-2.
Выполняйте наблюдения и / или измерения движения объекта, чтобы предоставить доказательства того, что шаблон может быть использован для прогнозирования будущего движения.(Класс 3)

Вы согласны с таким раскладом?


Спасибо за ваш отзыв!

Нажмите, чтобы просмотреть другие учебные программы, соответствующие этим ожиданиям от результатов.

Этот урок посвящен следующим аспектам трехмерного обучения NGSS:
Наука и инженерная практика Основные дисциплинарные идеи Сквозные концепции
Проводите наблюдения и / или измерения для получения данных, которые служат в качестве основы для доказательства для объяснения явления или проверки проектного решения.

Соглашение о выравнивании:
Спасибо за ваш отзыв!

Научные открытия основаны на распознавании закономерностей.

Соглашение о выравнивании:
Спасибо за ваш отзыв!

Можно наблюдать и измерять закономерности движения объекта в различных ситуациях; когда это прошлое движение демонстрирует регулярный образец, будущее движение может быть предсказано по нему. (Граница: технические термины, такие как величина, скорость, импульс и векторная величина, не вводятся на этом уровне, но разрабатывается концепция, согласно которой для описания некоторых величин требуется как размер, так и направление.)

Соглашение о выравнивании:
Спасибо за ваш отзыв!

Шаблоны изменений можно использовать для прогнозирования.

Соглашение о выравнивании:
Спасибо за ваш отзыв!

Общие основные государственные стандарты — математика

  • Умножаем и делим в пределах 100.(Оценка
    3)

    Подробнее

    Посмотреть согласованную учебную программу

    Вы согласны с таким раскладом?


    Спасибо за ваш отзыв!

  • Умножайте или делите для решения словесных задач, связанных с мультипликативным сравнением, например.g., используя рисунки и уравнения с символом неизвестного числа для представления проблемы, отличая мультипликативное сравнение от аддитивного.
    (Оценка
    4)

    Подробнее

    Посмотреть согласованную учебную программу

    Вы согласны с таким раскладом?


    Спасибо за ваш отзыв!

Международная ассоциация преподавателей технологий и инженерии — Технология

ГОСТ

Предложите выравнивание, не указанное выше

Какое альтернативное выравнивание вы предлагаете для этого контента?

Рабочие листы и приложения

Посетите [www.teachengineering.org/lessons/view/cub_simple_lesson05], чтобы распечатать или загрузить.

Больше подобной программы

Поднимите собственный вес

Используя обычные материалы (катушки, веревку, мыло), ученики узнают, как можно использовать шкив, чтобы легко изменить направление силы, облегчая перемещение больших объектов. Они видят разницу между фиксированными и подвижными шкивами и механическое преимущество, полученное при использовании нескольких / комбинированных шкивов….

Рычаги подъема

Студенты знакомятся с тремя из шести простых механизмов, используемых многими инженерами: рычагом, шкивом и колесно-осевым механизмом. Как правило, инженеры используют рычаг для увеличения силы, приложенной к объекту, шкив для подъема тяжелых грузов по вертикальной траектории и колесо с осью для увеличения крутящего момента…

Инженерное дело: простые машины

Студенты знакомятся с шестью типами простых машин — клином, колесом и осью, рычагом, наклонной плоскостью, винтом и шкивом — в контексте построения пирамиды, получая общее представление об инструментах, которые использовались с тех пор. древние времена и используются до сих пор.

Let’s Move It!

Учащиеся изучают методы с использованием простых машин, которые, вероятно, использовались при строительстве древних пирамид, а также обычную современную транспортировку материалов. Они узнают о колесе и оси как о средстве транспортировки материалов из карьера на строительную площадку.

Предварительные знания

Общие сведения о пирамидах. Знакомство с шестью простыми машинами, представленными в Уроке 1 этого раздела.

Введение / Мотивация

Мы активно изучаем простые машины и строим древние египетские пирамиды, которые были наняты инженерами для проектирования и строительства.Теперь мы собираемся углубиться в наше понимание шкивов, чтобы увидеть, сможем ли мы использовать эти знания, чтобы облегчить нашу работу с .

Никто не знает наверняка, были ли шкивы одной из простых машин , которые древние культуры использовали для строительства пирамид. Некоторые люди считают, что красивые и массивные пирамиды не могли быть построены с использованием чего-то столь же простого, как простые машины. У некоторых людей есть дикие теории о том, как возникли пирамиды — возможно, пришельцы с другой планеты пришли на Землю и построили их.Что ж, мы не знаем об этом, но мы знаем, что люди очень творческие и находчивые, когда они этого хотят. Пока мы ограничиваемся материалами и технологиями, которые были доступны древним египтянам, для нас приемлемо использовать наши знания для создания систем шкивов для построения нашей пирамиды.

Рис. 2. Шкив рыболовного судна. Авторское право

Copyright © 2004 Microsoft Corporation, One Microsoft Way, Redmond, WA 98052-6399 USA. Все права защищены.

Шкив представляет собой простую машину, состоящую из струны (или веревки), обернутой вокруг колеса (иногда с канавкой), с одним концом веревки, прикрепленным к объекту, а другим концом, прикрепленным к человеку или двигателю. Шкивы могут показаться простыми, но они могут обеспечить мощное механическое преимущество, позволяющее легко выполнять подъемные операции.

Шкивы используются в повседневной жизни по-разному. Какие шкивы вы можете придумать? Некоторыми распространенными примерами являются большие строительные краны, которые используют шкивы для подъема тяжелых предметов с помощью двигателя, который обычно является очень слабым (см. Рисунок 1), силовые тренажеры в тренажерном зале, некоторые лифты, флагштоки, оконные жалюзи, велосипедные кольца / цепи, бельевые веревки, ведро / веревка для водозабора, тросы, моторы, устройства для скалолазания, а также парусные и рыболовные лодки (см. Рисунок 2).

Лифт — это современное инженерное использование системы шкивов, которая работает так же, как подъем большого камня при строительстве пирамиды. Без использования шкивов лифту потребовался бы большой двигатель, чтобы тянуть кабель прямо вверх. Вместо использования большого двигателя в некоторых лифтах используется большой вес, который использует преимущество силы тяжести , чтобы помочь поднять кабину лифта (см. Рисунок 3). В этой ситуации приводной двигатель может быть намного меньше и использоваться только для определения направления, в котором должен двигаться лифт.

Рис. 3. Добавление противовеса и двух шкивов с двигателем посередине упрощает перемещение лифта. Авторское право

Авторские права © Джастин Фриттс, Программа ITL, Колледж инженерии, Университет Колорадо в Боулдере, 2005.

Но как колесо с веревкой может помочь нам перемещать огромные камни, необходимые для постройки пирамиды? Что ж, шкивы помогают нам, изменяя направление силы , которую мы используем для подъема объекта. Вам легче подтянуться на веревке или потянуть вниз? Используя шкив, нам не нужно тянуть вверх за веревку, чтобы поднять прикрепленный к ней тяжелый предмет, но вместо этого мы можем потянуть за нее.Представьте себе флагшток в качестве примера. Когда вы тянете за веревку флагштока, флаг поднимается вверх по полюсу и развевается в воздухе. Это потому, что на флагштоке есть шкив. Используя шкивы для перенаправления силы , камень можно было бы поднять с земли, позволяя большему количеству людей ухватиться за веревку и увеличивая вес, поэтому рабочим приходилось меньше тянуть. Чтобы еще больше упростить это усилие, рабочие, использующие шкив, могли перемещать большой камень вверх по пандусу, натягивая веревку при спуске по пандусу, используя силу тяжести в своих интересах.

Настоящее механическое преимущество шкива заключается в использовании сразу нескольких шкивов. Использование нескольких шкивов уменьшает силу, необходимую для перемещения объекта, за счет увеличения длины веревки, используемой для подъема объекта. Механическое преимущество (MA) шкивной системы равно количеству тросов, поддерживающих подвижную нагрузку. (Это означает, что не считайте веревки, которые — только , используемые для перенаправления, см. Рисунки 6 и 7.) Из других уроков, посвященных простым машинам, мы знаем, что для получения большего механического преимущества существует компромисс.Со шкивом компромисс — расстояние. Таким образом, если два шкива используются вместе, требуемое усилие уменьшается вдвое, но требуется вдвое больше веревки, чтобы поднять объект на ту же желаемую высоту. (Проиллюстрируйте эту концепцию студентам, проведя следующую демонстрацию в классе; см. Рисунок 4.)

Рис. 4. (слева) Используя один виток веревки, сложно стянуть метлы вместе. (справа) Использование нескольких оберток упрощает сборку веников.авторское право

Copyright © Джастин Фриттс, Программа ITL, Инженерный колледж, Университет Колорадо в Боулдере, 2005.

Демонстрация классной метлы и веревки:

Для этой демонстрации требуются три ученика, две метлы и ~ 6 метров веревки. Привяжите веревку к одной из метел (метла 1) и оберните ее вокруг другой метлы (метла 2). Попросите двух учеников встать на расстоянии примерно метра друг от друга, каждый держит по одной метле, и постарайтесь держать метлы разделенными, пока третий ученик тянет за свободный конец веревки; Собрать палки метлы должно быть непросто.Затем снова оберните веревку вокруг каждой метлы. Попробуйте снова собрать учеников / метлы вместе; чем чаще вы наматываете веревку на метлы, тем легче третьему ученику стягивать остальных вместе! Это пример, демонстрирующий силу механического преимущества. Обратитесь к соответствующему упражнению «Тяга к собственному весу», чтобы помочь учащимся лучше понять системы шкивов, проиллюстрировав, как шкив можно использовать для легкого изменения направления силы, облегчая перемещение больших объектов.

Шкивы могут быть намного сложнее. Инженеры объединяют множество шкивов в систему шкивов, которая значительно снижает силу, необходимую для подъема объекта. Они часто используют системы шкивов для перемещения очень тяжелых предметов. Блок и снасть — это пример системы шкивов, которую можно прикрепить к чему угодно. Для этого может потребоваться много троса или веревки, но человек, использующий достаточное количество шкивов, может поднять несколько тонн. Инженеры используют блоки и подъемники вместе с двигателями и электроникой для создания современных устройств, которые работают с очень низким энергопотреблением, таких как краны и лифты.В Диснейленде инженеры даже используют систему шкивов, чтобы перемещать Тинкербелл по небу.

Мы не уверены, использовали ли египтяне шкивы, и еще не нашли никаких доказательств того, что они использовали, но мы знаем, что если бы они использовали их, жизнь была бы легче, чем если бы они этого не делали. Теперь, когда мы разбираемся в шкивах и располагаем современными материалами, мы можем строить пирамиды намного проще. Сегодня мы рассмотрим разработку системы шкивов и посмотрим, сможем ли мы спроектировать способ доставить самые тяжелые камни на вершину нашей пирамиды с помощью этой простой машины.

Предпосылки и концепции урока для учителей

Используйте презентацию PowerPoint «Шкивы и пирамиды» как полезный инструмент в классе. (Покажите презентацию PowerPoint или распечатайте слайды для использования с диапроектором. Презентация анимирована для продвижения стиля, основанного на запросах; каждый щелчок раскрывает новую точку зрения о каждой машине; попросите учащихся предложить характеристики и примеры, прежде чем вы их покажете .)

Шкив, простой механизм, помогает выполнять работу, изменяя направление сил и облегчая перемещение крупных объектов. Думая о шкивах, большинство людей думают о типе шкива, который позволяет человеку перенаправлять направление силы. При использовании этого типа шкива, называемого фиксированным шкивом , при опускании веревки объект поднимается над землей. Также существуют подвижные шкивы и системы шкивов . Тысячи лет назад первые инженеры использовали шкивы для облегчения строительства и выполнения многих полезных повседневных задач.Многие обелиски были возведены с помощью шкивов, а в колодцах есть шкивы для сбора воды.

Фиксированные шкивы

Рис. 5. Фиксированный шкив без механического преимущества. Авторское право

Copyright © Дениз У. Карлсон, Программа ITL, Инженерный колледж, Университет Колорадо в Боулдере, 2007.

Наиболее распространенная концепция шкива заключается в том, что это простой механизм, перенаправляющий силу. Это означает, что, обматывая веревку вокруг шкива и прикрепляя веревку к объекту, человек тянет веревку вниз, чтобы поднять объект, вместо того, чтобы поднимать объект (см. Рисунок 5; представьте, что поднимаете флаг).Хотя это полезное и удобное использование шкивов, оно имеет серьезное ограничение: сила, которую вы должны приложить, чтобы поднять объект, была такой же, как если бы вы просто поднимали объект без шкива (что приемлемо для поднятия флажка, но недостаточно помогает при попытке поднять камень пирамиды). Это означает, что фиксированный шкив не дает никаких механических преимуществ.

Фиксированная конфигурация шкива полезна для поднятия объекта на уровень над вашей головой. Использование этого типа шкива также позволяет использовать силу тяжести.И, прикрепив веса к концу веревки, которую вы тянете, вы можете уменьшить силу, которую вы должны приложить. Этот тип шкива также можно использовать для балансировки объекта, прикрепляя предметы равного веса к обеим сторонам веревки, при этом ни один объект не перемещается. После приложения силы к любой из сторон система продолжает движение в этом направлении. Такая система шкивов используется в некоторых лифтах. К лифту прикреплен трос, который поднимается вокруг шкива, затем опускается и прикрепляется к противовесу.Двигатель, приводящий в движение кабину лифта, потребляет гораздо меньше энергии, поскольку противовес удерживает лифт в равновесии.

Подвижные шкивы

Рис. 6. Подвижный шкив с механическим преимуществом двух. Авторское право

Авторские права © Дениз У. Карлсон, Программа ITL, Инженерный колледж, Университет Колорадо в Боулдере, 2007.

Другой тип шкива — подвижный шкив. В системе с подвижным шкивом канат прикреплен к фиксированной (неподвижной) точке, шкив прикреплен к объекту, который вы хотите переместить, а другой конец каната остается свободным (см. Рисунок 6).При натяжении веревки шкив перемещается, и объект поднимается. Этот тип системы хорош, если вы пытаетесь поднять объект, расположенный под вами, до вашего уровня. В другом варианте, если обе стороны подвижной системы шкивов зафиксированы и веревка натянута между фиксированными точками, система становится похожей на колесо и ось, потому что объект может двигаться по веревке, если к нему приложена сила (например, , почтовый индекс).

Шкивные системы

Рис. 7. Система шкивов с механическим преимуществом двух.авторское право

Copyright © Дениз Карлсон, Программа ITL, Инженерный колледж, Университет Колорадо в Боулдере, 2007.

Рис. 8. Система шкивов с механическим преимуществом в четыре, поскольку она имеет четыре несущих нагрузку сегмента веревки. Авторское право

Авторские права © Дениз У. Карлсон, Программа ITL, Инженерный колледж, Университет Колорадо в Боулдере, 2007.

Использование системы шкивов может быть гораздо более сложным и дает мощное механическое преимущество — значительно уменьшая силу, необходимую для перемещения объекта.Если используется один подвижный шкив (Рисунок 6), сила, необходимая для подъема объекта, прикрепленного к подвижному шкиву, уменьшается вдвое. Система шкивов, показанная на рисунке 7, не меняет механического преимущества, показанного на рисунке 6, однако она меняет направление необходимой силы. Компромисс заключается в том, что количество требуемой веревки увеличивается, а также увеличивается количество веревки, которую вы должны тянуть, чтобы поднять объект. Если к системе добавлены два фиксированных шкива и к объекту прикреплен второй подвижный шкив, сила, необходимая для подъема объекта, станет четвертью веса объекта, и потребуется в четыре раза больше веревки (см. Рис. 8). презентация PowerPoint «Шкивы и пирамиды»).

Механическое преимущество

Сильное механическое преимущество шкива заключается в использовании сразу нескольких шкивов. Комбинирование нескольких шкивов уменьшает силу, необходимую для перемещения объекта, за счет увеличения длины веревки, используемой для подъема объекта. Количество веревки можно найти по формуле веревка = исходное количество веревки x количество шкивов. Механическое преимущество (MA) шкивной системы равно количеству тросов, поддерживающих подвижную нагрузку. (Это означает, что не учитывайте веревки, которые используются только для перенаправления, см. Рисунки 6, 7 и 8.)

Сопутствующие мероприятия

Закрытие урока

Как шкивы могут облегчить нам жизнь? Шкивы — это мощные простые машины. Они могут изменить направление силы, что может значительно облегчить нам перемещение чего-либо. Если мы хотим поднять объект весом 10 килограммов на высоту одного метра, мы можем поднять его прямо вверх или использовать шкив, чтобы мы могли потянуть за один конец, чтобы поднять объект вверх.Использовать шкив намного проще, потому что, пока мы весим более 10 килограммов, мы можем просто повиснуть за конец веревки и воспользоваться силой тяжести, так что наш вес обеспечивает всю необходимую силу для подъема объекта.

Шкивы

также могут дать нам механическое преимущество, если мы используем несколько веревок вместе и больше. Этот процесс уменьшает количество силы, необходимой для поднятия чего-либо.

Хотя мы не знаем, использовались ли шкивы древними строителями пирамид, мы знаем, что шкивы — идеальная простая машина для многих задач, необходимых для строительства пирамиды.В сегодняшнем высокотехнологичном мире инженеры по-прежнему используют шкивы для облегчения сложных задач. Без них наша жизнь была бы намного труднее.

Проведите итоговую оценку, как описано в разделе «Оценка». В заключение завершите таблицу KWL и задайте задачи со словами, в которых учащиеся вычисляют механическое преимущество наклонной плоскости (см. Раздел «Оценка»).

На других уроках этого раздела студенты изучают каждую простую машину более подробно и видят, как каждую из них можно использовать в качестве инструмента для построения пирамиды или современного здания.

Словарь / Определения

Фиксированный шкив: система шкивов, в которой шкив прикреплен к фиксированной точке, а веревка прикреплена к объекту.

сила: толкать или тянуть объект; способность выполнять работу.

гравитация: естественная сила притяжения, оказываемая Землей на объекты на ее поверхности или вблизи нее, стремящаяся притягивать их к центру тела.

механическое преимущество: преимущество, полученное за счет использования простых машин, позволяющих выполнять работу с меньшими усилиями. Облегчение задачи (что означает меньшее усилие), но может потребоваться больше времени или места для работы (большее расстояние, веревка и т. Д.). Например, приложение меньшей силы на большем расстоянии для достижения того же эффекта, что и приложение большой силы на небольшом расстоянии. Отношение выходной силы, оказываемой машиной, к приложенной к ней входной силе.

подвижный шкив: система шкивов, в которой шкив прикреплен к объекту; один конец веревки прикреплен к фиксированной точке, а другой конец веревки свободен.

шкив: простой механизм, который изменяет направление силы, часто для подъема груза. Обычно состоит из рифленого колеса, в котором движется натянутый трос или цепь.

перенаправить силу: чтобы изменить направление вашего толчка или тяги, чтобы получить преимущество над задачей.

простая машина: машина с небольшим количеством движущихся частей или без них, которая используется для облегчения работы (дает механическое преимущество). Например, клин, колесо и ось, рычаг, наклонная плоскость, винт или шкив.

работа: сила, действующая на объект, умноженная на расстояние, на которое он перемещается. W = F x d (сила, умноженная на расстояние).

Оценка

Оценка перед уроком

Мозговой штурм: Предложите учащимся участвовать в открытом обсуждении в классе. Напомните студентам, что в ходе мозгового штурма ни одна идея или предложение не являются «глупыми». Все идеи следует уважительно выслушивать. Занять некритическую позицию, поощрять дикие идеи и препятствовать критике идей.Попросите их поднять руки, чтобы ответить. Напишите их идеи на доске. Спросите у студентов:

  • Что такое простые машины? В чем преимущество простых машин? (Возможные ответы: машина с небольшим количеством движущихся частей или без них, которая используется для облегчения работы. Простые машины облегчают работу, создавая механическое преимущество, например, заменяя большее расстояние за меньшее усилие.)
  • Почему инженеры заботятся о простых машинах? (Ответ: Современное оборудование, конструкции и инструменты используют простые машинные принципы для выполнения простых и сложных задач.Хотя вы, возможно, никогда не увидите шкив в действии на стройплощадке, шкивы спрятаны внутри двигателей, внутри кранов и все время работают за кулисами.)

Таблица «Знай / хочу знать / учиться» (KWL): Создайте классную диаграмму KWL, чтобы помочь организовать изучение новой темы. На большом листе бумаги или классной доске нарисуйте таблицу с заголовком «Простые машины: шкивы». Нарисуйте три столбца с заголовками K, W и L, представляющие, что студенты знают о шкивах, что они хотят, чтобы знал о шкивах и что они узнали о шкивах и их механических преимуществах.Заполняйте разделы K и W во время введения к уроку по мере появления фактов и вопросов. Заполните L-часть в конце урока.

Оценка после введения

Вопросы для обсуждения: Запрашивайте, объединяйте и обобщайте ответы студентов.

  • Что мы наблюдали во время демонстрации метлы и веревки? Каков был эффект от добавления шкивов? (Возможные ответы: шкивы в действии, использование механического преимущества для облегчения работы, добавление большего количества шкивов (обмоток веревки), которые упростили стягивание двух щеток вместе.)
  • Объясните, как найти механическое преимущество системы шкивов. (Ответ: механическое преимущество шкива в том, что система равна количеству веревок, поддерживающих подвижный шкив.)
  • В чем заключается преимущество механического преимущества в системе шкивов? (Ответ: расстояние или длина веревки.)
  • Какие примеры современных изделий разработали инженеры со шкивами? (Возможные ответы: краны, лифты, блоки и снасти на лодках, флагштоки, тросы, моторы, велосипедные кольца / цепи, устройства для скалолазания, оконные жалюзи и парусные лодки.)

Итоги урока Оценка

Таблица KWL (Заключение): Как класс, завершите столбец L таблицы KWL, как описано в разделе «Оценка перед уроком». Составьте список всего, что студенты узнали о шкивах и их механических преимуществах. Были ли даны ответы на все вопросы W? Что нового они узнали? Можно ли использовать шаблон, основанный на их наблюдениях за движением объекта, для предсказания будущего движения?

Задачи со словами: Оцените понимание учащимися концепций урока, задав следующие задачи со словами.Напишите на доске: Механическое преимущество системы шкивов = количество отрезков каната, поддерживающих нагрузку.

  • Если бы мы использовали один фиксированный шкив и хотели поднять камень на 100 метров, сколько силы и веревки потребовалось бы, чтобы поднять 500-килограммовый камень? (Ответ: сила равна весу камня, поэтому 500 килограммов. Поскольку мы используем только один шкив, веревка должна быть не менее 100 метров [расстояние от шкива до камня], но больше вероятно, будет около 200 метров [одна длина до шкива от камня и одна длина от шкива до вас].)
  • Если бы мы использовали 10 шкивов в системе и хотели бы поднять камень на 100 метров, сколько силы и веревки нам потребуется, чтобы поднять тот же самый 500-килограммовый камень? (Ответ: Сила может быть уменьшена до 1/10 веса камня [50 килограммов], поскольку у нас будет 10 веревок со шкивами. Однако нам легко понадобится 1000 метров веревки [в 10 раз больше длины одной веревки] или 2000 метров, если бы мы были на одном уровне со скалой.)

Мероприятия по продлению урока

Попробуйте сделать человеческий шкив.Вам понадобится доска, прочная веревка и место с верхней опорой, например, футбольные ворота или игровая площадка. Оберните один конец веревки вокруг веревки 2 x 4 (или чего-нибудь прочного, например, сиденья от качелей), а другой конец веревки оберните вокруг ворот так, чтобы задний конец висел на земле. Позвольте одному ребенку сесть на 2 x 4, пока двое других детей пытаются поднять их, потянув за свободный конец веревки. Оборачивайте веревку вокруг ворот или опоры, пока двое детей не смогут легко поднять и опустить сидящего ребенка.Может быть полезно начать сидящего ребенка из положения стоя (обе ноги на земле).

Если учащиеся не знакомы с зиплайном, предложите им поискать это в Интернете. Застежка-молния — забавный пример подвижного шкива.

Предложите более продвинутым ученикам вычислить механическое преимущество использования нескольких шкивов, требующих деления с остатками или дробями.

Рекомендации

Словарь.com. ООО «Издательская группа« Лексико ». По состоянию на 25 января 2006 г. (Источник некоторых словарных определений с некоторой адаптацией) http://www.dictionary.com

Авторские права

© 2005 Регенты Университета Колорадо.

Авторы

Джастин Фриттс; Лоуренс Э. Карлсон; Жаклин Салливан; Малинда Шефер Зарске; Дениз Карлсон, при участии студентов, участвовавших в курсе подготовки инженерного корпуса К-12 весной 2005 года.

Программа поддержки

Комплексная программа преподавания и обучения, Инженерный колледж, Университет Колорадо в Боулдере

Благодарности

Содержание этих программ электронных библиотек было разработано в рамках Комплексной программы преподавания и обучения в рамках гранта GK-12 Национального научного фонда. 0338326. Однако это содержание не обязательно отражает политику Национального научного фонда, и вам не следует предполагать, что оно одобрено федеральным правительством.

Последнее изменение: 15 декабря 2020 г.

Вертикально перемещаемая опора для всего тела пользователей патентов и патентных заявок (класс 5/611)

Номер патента:

93

Резюме: Опора для пациента включает каркас и матрас, поддерживаемый каркасом.Каркас включает в себя опору для деки и площадку, поддерживающую матрас.

Тип:
Грант

Зарегистрирован:
15 марта 2012 г.

Дата патента:
21 апреля 2015 г.

Цессионарий:
Hill-Rom Services, Inc.

Изобретателей:

Кеннет Л. Крамер, Юджин Э. Осборн, Джеймс К. Финдли, Гленн С. Саттман, Джеффри Р. Веллинг, Роберт А. Кинкер-младший., Джон В. Кениг, Мэтью К. Виска, Джон Б. Уилкер-младший, Грегори В. Брэнсон, Брюс Э. Дикман-младший, Дин М. Вальвано, Уильям Л. Жак, II, Фрэнсис К. Гэнанс, Дуглас Дж. Менкедик, Роберт Марк Церхузен, Дэвид А. Альберсмейер, Роджер С. Филбек, Азиз А. Бхаи, Николас К. Батта, Терри Л. Рихтер, Томас Ф. Риггс, Кенит В. Чемберс, Стивен Дж. Шварц, Мэтью Р. Кну, Стивен А. Диксон, Джошуа В. Шенк, Брент Э. Гудвин, Эндрю Ф. Скиннер, Грегори Дж. Фигель, Джеймс Р. Столпманн, Брайан Дж. Хоффман, Ирвин Дж.Вандерпол, III, Дэвид В. Хорнбах, Пол Р. Вейл, Эрик Р. Мейер, Дэвид П. Любберс, Роберта М. Мурняк, Ками С. Шееле

Влияние трения на подвижных опорах на упругопластические сейсмические характеристики неразрезных балочных мостов

Влияние трения на подвижных опорах на упругопластические сейсмические характеристики неразрезных балочных мостов

Abstract : Влияние трения на подвижные опоры на упруго-пластические сейсмические характеристики неразрезных балочных мостов было проанализировано на основе трех аспектов, включая вклад жесткости, диссипацию энергии трения подвижных опор и кинетическое взаимодействие между балками и подвижными опорами. пирсы.Были созданы конечно-элементные модели, в которых учитывалась нелинейность трения подвижных опор и нелинейность материала железобетонных опор. Кроме того, был выполнен нелинейный анализ истории изменений во времени, чтобы проанализировать влияние трения на подвижных опорах на кривизну днища сваи, смещение, скорость и ускорение балки. Результаты показали, что эффект трения подвижных опор не всегда благоприятен. В некоторых случаях необходимо учитывать трение в этих точках.Для нелинейного анализа динамики изменений следует также учитывать влияние собственных вибрационных характеристик моста и спектра отклика грунта. Для некоторых сложных неразрезных мостов, особенно тех, которые имеют высоту и жесткость неподвижных и подвижных опор, трение о подвижные опоры следует учитывать при сейсмическом анализе.

Ключевые слова:
Мостостроение
мост с неразрезными балками
нелинейный анализ истории во времени
эффект трения опоры
упругопластический сейсмический отклик
вклад в жесткость подвижной опоры
диссипация энергии трения

1. Введение

Реакция мостов на сейсмическую активность исторически показала, что если стационарные опоры повреждаются и скользят, степень повреждения не является серьезной; однако, если подвижные опоры повреждены так, что они потеряют подвижность, степень повреждения может превысить ожидаемую официальными лицами.Эти выводы предполагают, что сейсмические реакции опор и опор взаимосвязаны. Подвижные опоры влияют на сейсмическую реакцию мостовых конструкций посредством трения. Во время землетрясений верхние конструкции мостов из неразрезных балок, включая главную балку, перемещаются в горизонтальном направлении. Трение подвижных опор влияет на сейсмический отклик опор неподвижных опор через главную балку.

Несмотря на то, что в настоящее время проводились многочисленные исследования по отдельности фрикционного воздействия опор и упругопластического анализа опор, исследования, учитывающие оба элемента и их взаимодействие, проводятся редко.Настоящие исследования упругопластической сейсмической реакции мостов с неразрезными балками обычно обычно игнорируют трение о подвижные опоры, предполагая, что инерционный эффект массы тела балок концентрируется на вершинах неподвижных опор при горизонтальном сейсмическом воздействии. Таким образом, неразрезные мосты с балками с простой опорой можно упростить до моделей с одной опорой для простоты анализа. WANG [1] использовал элементы трения для анализа влияния трения на подвижных опорах на сейсмический отклик балочного моста с простой опорой.Был сделан вывод, что при анализе влияния трения на подвижных опорах на горизонтальную нагрузку на неподвижных опорах с использованием статического подхода, предел рассматриваемого трения должен быть скорректирован там, где это необходимо. KIM [2] проанализировал относительное смещение между опорами и балками после повреждения опор с учетом столкновений между балками. LI [3] проанализировал влияние жесткости и демпфирования опор, а также высоты опоры на сейсмические характеристики мостов.FAN [4] адаптировал модель двусторонней скользящей опоры для анализа кинетических характеристик резиновых опор на городских эстакадах, когда сопротивление скольжению опор было недостаточным. Затем были оценены кинетические характеристики скольжения этих опор и влияние на конструкцию.

Механическое поведение железобетонных образцов колонного типа (например, опор) под действием циклической нагрузки является относительно полным. Модель восстанавливающей силы обычно включает каркасную кривую [5] , гистерезисные характеристики и ухудшение жесткости.Общие модели восстанавливающей силы включают билинейные модели, модели Ромберга-Осгуда и Клафа в дополнение к линейной модели Такедатри. Трехлинейная модель [6] компании Takeda, которую можно адаптировать к образцам, разрушенным в результате изгиба, была разработана путем восстановления силовых характеристик на основе экспериментальных исследований большого количества железобетонных образцов.

Исследование, основанное на предположении, что опоры являются упругими, показало, что эффект трения на опорах в большинстве случаев благоприятствует сейсмическим характеристикам мостов [7] .Однако сейсмические отклики мостовых конструкций могут быть увеличены в нескольких конкретных ситуациях. В редких случаях во время землетрясений опоры могут демонстрировать нелинейное поведение и иметь определенную степень повреждения. В таких случаях собственная частота вибрации и временная характеристика конструкции могут значительно отличаться от той, в которой опоры являются упругими. Следовательно, следует учитывать упругопластические характеристики опор, чтобы лучше отражать влияние нелинейности опор на упругопластический сейсмический отклик конструкций.В этом исследовании оценивается влияние трения на опорах с точки зрения диссипации энергии трения, вклада жесткости и кинетических взаимодействий с использованием нелинейной модели хронологии конечных элементов, учитывающей влияние трения на подвижные опоры и упруго-пластическое поведение опор.

2 Влияние трения на опоры при землетрясениях

Влияние трения на опоры мостовых конструкций во время землетрясений можно заключить по следующим трем аспектам:

(1) Рассеяние энергии трения на подвижных опорах: из-за рассеивания энергии трения на подвижных опорах уменьшается процент сейсмической нагрузки, переносимой неподвижными опорами.

(2) Вклад подвижных опор в жесткость: Как показано на рисунке 1, жесткость подвижных опор перед скольжением способствует общей жесткости конструкции. По сравнению со структурами, которые игнорируют эффекты трения о подвижные опоры, общая жесткость тех, которые учитывают такие эффекты, увеличивается до скольжения. В результате период собственных колебаний конструкции меньше, чем в традиционных моделях, используемых при сейсмическом анализе.Спектр реакции показывает большее значение для конструкций с короткими периодами собственных колебаний. Учитывая вклад жесткости от подвижных опор, общая сейсмическая энергия, поглощаемая конструкцией, увеличивается. Если увеличенная поглощенная энергия больше, чем энергия, рассеиваемая трением на подвижных опорах, сейсмический отклик неподвижных опор также увеличивается. Для сейсмических волн, в которых энергия сконцентрирована в определенном диапазоне частот, таких как сейсмические волны Тяньцзинь или Эль-Центро, максимальный сейсмический отклик конструкции проявлялся на первой петле гистерезиса в большинстве случаев, когда не было или происходило незначительное скольжение опор и диссипация энергии трения не активировалась.В таких случаях сейсмический отклик конструкции недооценивается, если не учитывать вклад жесткости подвижных опор.

Рис.1 Влияние трения на подвижной опоре на сейсмостойкость мостов.

(3) Кинетическое взаимодействие между опорами: из-за различий в частоте вибрации неподвижных и подвижных опор направления сейсмической вибрации опор различаются, и вибрация опор взаимодействует посредством трения на подвижных опорах.Как показано на рисунке 2, если трение, передаваемое подвижными опорами к неподвижным опорам, совпадает в направлении движения (скорости) неподвижных опор до того, как они достигнут максимального смещения, трение на подвижных опорах может стать неблагоприятным с точки зрения сейсмической реакции неподвижных опор. поддерживает.

Рис.2 Неблагоприятное относительное вибрационное состояние неразрезного балочного моста

3 Моделирование методом конечных элементов

3.1 Нелинейность опор

Нелинейность общих опор можно упростить до билинейной модели, как показано на рисунке 3 [8-9] . Вертикальная сила реакции подвижной опоры составляет F N ; горизонтальная поперечная сила F s ; и k s — начальная жесткость на сдвиг подвижной опоры, которая принимается равной 0 после того, как скольжение произошло; μ — коэффициент кинетического трения контактной поверхности опор; и критическая сила трения F s = мкФ N .Опоры моделировались билинейными пружинными элементами.

Рис.3 Диаграмма усилие-перемещение для фрикционных элементов

До возникновения скольжения у опор матрица жесткости элементов фрикционных элементов составляет [10-11]

$
{{K} _ {\ text {e}}} = \ left [\ begin {matrix}
{{k} _ {s}} & — {{k} _ {s}} \\
— {{k} _ {s}} & {{k} _ {s}} \\
\ end {matrix} \ right].$
(1)

В системе координат элемента узловая сила элемента равна

$
{{F} _ {\ text {e}}} = \ left \ {\ begin {matrix}
{{F} _ {s}} \\
— {{F} _ {s}} \\
\ end {matrix} \ right \}.
$
(2)

Когда происходит скольжение, касательная жесткость элемента становится равной 0. Внутренняя сила элемента является критической силой трения скольжения, а узловая сила элемента становится равной

.

$
{{F} _ {\ text {e}}} = \ left \ {\ begin {matrix}
\ mu {{F} _ {N}} \\
— \ mu {{F} _ {N}} \\
\ end {matrix} \ right \}.$
(3)

3.2 Нелинейность опор

Нелинейность опор моделировалась балочными элементами с трехлинейной гистерезисной характеристикой Takeda (рисунок 4). Длина пластмассового шарнира, расположенного в нижней части опор, была принята равной 1,0 D , где D — высота поперечного сечения в расчетном направлении. Упругопластичность конструкции опоры учитывалась только в диапазоне пластического шарнира.Коэффициент усиления опор был принят 0,5%. Данные кривизны момента на каркасной кривой для нижних участков сваи приведены в таблице 1.

Рис.4 Модель трехлинейного гистерезиса Такэда

Табл.1 Данные каркасной кривой момент-кривизна нижних секций сваи в продольном направлении

Направление расчета Взрывной момент
(кН · м)
Кривизна трещин
(рад · м)
Момент текучести
(кН · м)
Кривизна текучести
(рад · м)
Конечный момент
(кН · м)
Предельная кривизна
(рад · м)
Боковые опоры 33 265 0.000 14 59 050 0,000 87 83 684 0,036 49
Средние опоры 102 917 0,000 12 203 459 0,000 68 237 879 0,008 1

3.3 Моделирование взаимодействия грунт-конструкция

Эффект фундамента был упрощен за счет поворотных пружин, расположенных на крышке амортизатора.Коэффициент пропорциональности фундамента был принят равным 20 000 кПа / м 2 , а жесткость пружин рассчитывалась по методу « м ».

4 Модель расчета

4.1 История проекта

В качестве фона для проекта был выбран мост

м (60 + 100 + 60) м с балками. Высота опор составляла 20 м. Поперечное сечение опор было прямоугольным размером 6.75 м × 2,8 м. Средняя опора имела размеры в поперечном сечении 6,8 м × 4,0 м и длину 40 м. В данном исследовании предполагалось заземление типа. Общий вес балок составил 14 367,248 т. Вертикальная сила реакции боковых опор составила 8 793,74 кН, средних — 63 042,5 кН.

Две модели были созданы с учетом и игнорированием эффектов трения на подвижных опорах [12] .

(1) Модель 1 не учитывала влияние трения на подвижные опоры.Аналогичная методология была принята для обычного упругого и пластического сейсмического анализа. Эффект связи между сейсмической реакцией неподвижных и подвижных опор не наблюдался, и модель была упрощена до модели единственной опоры. Расчетная схема модели 1 представлена ​​на рисунке 5.

Рис.5 Расчетная схема модели 1

(2) Модель 2 учитывала влияние трения на подвижные опоры.Коэффициенты трения на подвижных опорах были приняты соответственно равными 0,02, 0,05, 0,10, 0,15 и 0,20, а жесткость была принята за 0, когда скольжение произошло на этих опорах. Расчетная схема модели 2 изображена на рисунке 6. Жесткость опор перед скольжением обычно велика; поэтому начальная жесткость средних подвижных опор была принята равной 1 × 10 6 кН / м, а жесткость боковых подвижных опор — 4 × 10 5 кН / м.

Инжир.6 Расчетная схема модели 2

4.2 Ограничения модели

Вертикальные степени свободы вершин опор и балок были смоделированы с помощью основных и подчиненных ограничений для обеих моделей. Горизонтальные степени свободы верхних частей опор и балок в модели 1 были независимыми; в модели 2 они были связаны подвижными опорными элементами.

В днище опор использовались вращающиеся пружины для имитации воздействия фундамента на конструкцию.Смещение всех степеней свободы было установлено равным 0, за исключением вращательных степеней свободы.

4.3 Входные сейсмические волны

В анализ были включены три типа искусственно смоделированных сейсмических волн, которым были присвоены характеристики редких землетрясений в соответствии с данными оценки безопасности, в дополнение к одной сейсмической волне типа Тяньцзинь. Пиковое значение сейсмических волн было установлено равным 0,4 g; направление ввода было вертикальным направлением моста.Спектры отклика первой искусственной сейсмической волны и тяньцзиньской сейсмической волны представлены на рисунке 7.

Рис.7 Спектры входных волн

5 Результаты и анализ

Когда учитывалось влияние трения на подвижные опоры, сейсмический отклик конструкции, включая момент и кривизну основания опоры, смещение балки, скорость и ускорение, был изменен.

5.1 Сравнение результатов анализа кривизны днища сваи

Максимальный момент на дне и кривизна сваи определяют степень повреждения сваи. Поскольку момент не изменяется значительно после деформации сваи, кривизна напрямую демонстрирует пластическое состояние сваи. Максимальные кривизны нижних секций для каждой опоры показаны на рисунках 8-10. Результаты под искусственными сейсмическими волнами были идентичны; поэтому были предоставлены только аналитические результаты для первой искусственной сейсмической волны и сейсмической волны в Тяньцзине.

Рис. 8 Максимальная кривизна нижней части боковой подвижной опоры (опора № 1)

Рис. 9 Максимальная кривизна нижней части неподвижной опоры (опора №2)

Рис. 10 Максимальная кривизна нижней части средней подвижной опоры (опора № 3) ⓐ

На основании цифр 8-10 определены следующие результаты:

(1) Для подвижных опор в результате воздействия трения на подвижные опоры момент и кривизна в нижних частях опор в модели, которая учитывала трение на подвижных опорах (модель 2), были больше в сейсмической реакции по сравнению с той, которая игнорировали трение (модель 1).Кроме того, изгибы на нижних участках сваи увеличивались с увеличением коэффициента трения.

(2) Для стационарных опор под воздействием искусственных сейсмических волн момент и кривизна в нижних частях опор, когда учитывалось влияние трения на подвижные опоры, были меньше, чем те, когда это влияние не учитывалось, а момент и кривизна на опорах нижние секции уменьшены с увеличением коэффициента трения. Однако сейсмический отклик кривизны в нижних секциях опоры увеличился, если учесть влияние трения на опорах под действием сейсмической волны Тяньцзиня, что предполагает, что эффекты трения на опорах не всегда благоприятны для сейсмических характеристик мостов.Этот вывод согласуется с аналитическими результатами в [7], которые рассматривали упругую опору, что предполагает, что упругопластический сейсмический отклик связан со спектром сейсмических волн и характеристиками естественной вибрации конструкции. Рекомендуется учитывать влияние трения на подвижные опоры, когда период собственных колебаний конструкции после учета вклада подвижных опор в жесткость близок к характерному периоду грунта или когда конструкция строится на мягком грунте.

5.2 Сравнение смещения балок

Аналитические результаты вертикального смещения балок представлены на рисунке 11.

Рис.11 Сравнение смещения балок

Смещение балки показало те же вариационные тенденции, что и наблюдаемые в кривизне у днища сваи.Когда учитывалось влияние трения на опоры, смещение фермы было меньше по сравнению с тем, когда эффект не учитывался, и значение увеличивалось с уменьшением коэффициента трения. Однако смещение фермы под воздействием сейсмической волны в Тяньцзине увеличилось, если учесть влияние трения на опорах, и значение увеличилось с увеличением коэффициента трения на подвижных опорах.

5.3 Сравнение ускорения на вершине пирса

Поскольку фиксированные опоры и фермы в моделях 1 и 2 были смоделированы по горизонтали с помощью основных и второстепенных степеней свободы, сейсмический отклик на горизонтальное смещение, скорость и ускорение на вершине неподвижной опоры был идентичен таковым для балки.Временные диаграммы ускорения на вершине неподвижного пирса под искусственными сейсмическими волнами и сейсмическими волнами Тяньцзиня показаны на рисунке 12.

Рис.12 Временные диаграммы ускорения на закрепленной вершине сваи

Цифрой обозначены следующие результаты:

(1) При учете вклада подвижных опор в жесткость период собственных колебаний конструкции уменьшился.В результате сейсмическое воздействие на конструкцию усилилось, а ускорение наверху неподвижной опоры увеличилось.

(2) Ускорение на вершине пирса под сейсмической волной в Тяньцзине достигло максимума в двух циклах колебаний на начальной стадии колебаний. Вибрация в первом цикле была небольшой; таким образом, подвижные опоры не достигли стадии скользящего рассеивания энергии. В результате при воздействии сейсмической волны Тяньцзиня, в которой энергия сосредоточена в верхней части, и учитывался вклад жесткости подвижных опор, кривизна в нижней части неподвижных опор и смещение фермы были больше, чем в случае, когда эффект не рассматривался.

(3) При воздействии искусственной сейсмической волны, в которой энергия распределена равномерно, скользящее рассеяние энергии становилось эффективным с увеличением кинетической энергии. Таким образом, кривизна в основании неподвижных опор и смещение фермы были меньше, чем те, когда не учитывалось влияние трения на опорах.

5.4 Аналитические результаты скорости на вершине сваи

Если направление колебаний подвижной и неподвижной опор одинаково, трение, передаваемое от подвижной опоры к неподвижной опоре, будет таким же, как направление колебаний неподвижной опоры.В результате трение, передаваемое от подвижной опоры к неподвижной опоре, будет неблагоприятным. Следовательно, направление трения в опоре связано со скоростью. Чтобы продемонстрировать влияние кинетического взаимодействия на нелинейный сейсмический отклик конструкции моста, на рисунке 13 показана временная диаграмма скорости на вершине каждой опоры под тяньцзиньской сейсмической волной с коэффициентом трения 0,2 от 0 до 3,0 с.

Инжир.13 Временная диаграмма скорости на вершине пирса при воздействии тяньцзиньской сейсмической волны

На рисунке показано, что до того, как кривизна в нижней части неподвижной опоры и смещение фермы достигли максимального значения, так что скорость на вершине неподвижной опоры была равна 0, скорость средней подвижной опоры (опора № 3) была идентична этой. неподвижных опор, которые обеспечивали трение неподвижных опор и балок в том же направлении, что и вибрация неподвижной опоры.В результате сейсмический отклик неподвижной опоры был увеличен. До того, как скорость неподвижной опоры достигла максимального значения, скорость боковых подвижных опор была такой же, как скорость неподвижных опор, что привело к увеличению максимальной скорости вибрации неподвижных опор. До того, как кривизна в нижней части неподвижных опор и смещение фермы достигли максимального значения, направление колебаний боковых подвижных опор изменилось на положительное направление оси. Кроме того, трение, создаваемое боковыми подвижными опорами, было направлением, противоположным направлению вибрации неподвижных опор.Поскольку трение, создаваемое боковыми подвижными опорами, было относительно небольшим, а нежелательное трение, создаваемое средними подвижными опорами, было большим, эффект трения на подвижных опорах привел к неблагоприятному увеличению сейсмической реакции неподвижных опор.

6. Выводы

В этом исследовании детальное влияние трения на подвижные опоры на упруго-пластический сейсмический отклик мостовых конструкций объяснялось отдельно и в основном сосредоточивалось на аспектах диссипации энергии трения, вклада в жесткость и кинетического взаимодействия.Сегментарный эффект трения на подвижных опорах был изучен путем сравнения временных диаграмм скорости и ускорения днища сваи и балок. По результатам исследования сделаны следующие выводы:

(1) В большинстве случаев трение подвижных опор является благоприятным с точки зрения рассеивания энергии трения и снижения сейсмических характеристик неподвижных опор.

(2) В некоторых случаях небезопасно игнорировать влияние трения на подвижные опоры во время упругопластического анализа из-за вклада этих опор в жесткость.Для конструкций, в которых период собственных колебаний первого порядка после учета вклада подвижных опор в жесткость аналогичен преобладающему периоду грунта, следует учитывать влияние трения на подвижные опоры, особенно для конструкций, подверженных сейсмическим волнам, в которых энергия сосредоточена вверху.

(3) В результате кинетического взаимодействия неподвижных и подвижных опор вибрация этих опор в неразрезных балочных мостовых конструкциях неодинакова во время землетрясений.Для сложных мостовых конструкций, особенно со значительными различиями между высотой опор и жесткостью, также следует учитывать влияние трения на подвижные опоры.

Мы не можем найти эту страницу

(* {{l10n_strings.REQUIRED_FIELD}})

{{l10n_strings.CREATE_NEW_COLLECTION}} *

{{l10n_strings.ADD_COLLECTION_DESCRIPTION}}

{{l10n_strings.COLLECTION_DESCRIPTION}}
{{addToCollection.description.length}} / 500

{{l10n_strings.TAGS}}
{{$ item}}

{{l10n_strings.PRODUCTS}}

{{l10n_strings.DRAG_TEXT}}

{{l10n_strings.DRAG_TEXT_HELP}}

{{l10n_strings.LANGUAGE}}
{{$ select.

Related Posts

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.