100 tensiuni şi deformaţii provocate de

  • Published on
    29-Jan-2017

  • View
    217

  • Download
    0

Embed Size (px)

Transcript

  • TENSIUNI I DEFORMAII PROVOCATE DE GREUTATEA ZPEZII LA CPRIORUL UNEI

    ARPANTE DIN LEMN

    Marcu FRIL

    STRESSES AND DEFORMATIONS IN FARMING OF WOOD RAFTER CAUSED BY SNOW WEIGHT

    This paper analyses the stresses and deformations in farming of wood

    rafter caused by snow weight. The finite element method was used to determine stresses and deformations. Were analyzed several variants of dimensional framing.

    Cuvinte cheie: arpant, cpriori, tensiuni, deformaii Keywords: sloping, roof, stress, strain

    1. Introducere

    Acoperiurile cldirilor industriale sau de locuit au rolul de a proteja construcia de intemperii i de a izola termic cldirea. n practic se utilizeaz dou variante constructive de acoperi i anume acoperiuri nclinate i acoperiuri plane.

    Acoperiul este format dintr-o structur de rezisten, care susine elementele componente ale straturilor de acoperire i a spaiilor de aerisire. n funcie de unghiul de nclinare elementele componente ale stratului exterior de acoperire pot s fie conectate etan sau fr etanare. Astfel pentru acoperiurile care au unghiul de nclinare mai mare de 25o elementele de acoperire sunt formate din elemente de tip igl sau solzi. Pentru acoperiurile care au unghiul de nclinare mai mic

    735

  • de 25o elementele de acoperire trebuie realizate din materiale omogen mbinate.

    Acoperiurile nclinate se construiesc n general ca un acoperi cu cpriori.

    Sub aciunea sarcinilor provocate de greutatea zpezii i a aciunii vntului cpriorii sunt solicitaii de eforturi care pot produce cedarea acestora.

    n prezenta lucrare este prezentat un studiu privind modul de solicitare a cpriorilor datorat sarcinilor provocate de condiiile meteorologice.

    2. Modelarea i analiza cu elemente finite Analiza eforturilor i a tensiunilor s-a realizat cu ajutorul

    metodei elementelor finite. Pentru aceasta s-a utilizat programul de calcul cu elemente finite ALGOR. Pentru determinarea eforturilor i a tensiunilor care solicit cpriorii s-au luat n considerare urmtoarele situaii:

    - stratul de zpad este uniform repartizat i acoper ntreaga suprafa a acoperiului, figura 1, a; - poziia tijei care rigidizeaz cpriorii (numit clete) este modificat n raport cu nlimea final a acoperiului i se ncadreaz n intervalul h = (0,60H0,90H), figura 1, b. - nlimea acoperiului are valori n intervalul H = (1/6.3/6)L, ceea ce corespunde unui unghi de nclinare a cpriorului de = 18,4o45o.

    a) b) c)

    Fig. 1 Geometria arpantei

    736

  • S-a urmrit determinarea efectului pe care l are greutatea stratului de zpad asupra eforturilor i tensiunilor care se produc n cprior, n dependen cu dimensiunile acoperiului.

    Pentru calcul s-au utilizat urmtoarele dimensiuni pentru arpant:

    - distana ntre punctele de sprijin L = 6 m; - nlimea arpantei H = 13 m; - cpriorul este confecionat din lemn i are dimensiunile

    12080 mm; - distana dintre cpriori este de a = 0,75 m; - greutatea zpezii este de Gzpad =1,2 kN/m2.

    O pereche de cpriori din structura arpantei a fost asimilat cu o structur static nedeterminat ncrcat cu o sarcin uniform distribuit conform figurii 1, c. Sarcina aplicat pe lungimea cpriorului se determin cu relaia 1.

    pz = (aLcGzpad)/Lc = aGzpad= 0,751,2 = 0,9 kN/m (1)

    unde: - Lc este lungimea cpriorului.

    n figurile 24 sunt prezentate diagramele de variaie a forei axiale, a forei tietoare i a momentelor de ncovoiere care solicit seciunea transversal a cpriorului.

    Se constat c seciunea periculoas, pentru cprior, este n zona unde cletele este fixat de cprior, punctul A din figura 4.

    Fig. 2 Diagrama de fore axiale

    737

  • Fig. 3 Diagrama de fore tietoare

    Fig. 4 Diagrama de momente ncovoietoare

    n figurile 56 este reprezentat modul de variaie al tensiunilor

    normale maxime i a deformrii cpriorilor pentru cazul n care nlimea arpantei este de H = 1,20 m i h = 0,6H i respectiv H = 2,20 m i h = 0,8H.

    Fig. 5 Variaia tensiunilor normale maxime i a deformaiei arpantei pentru H

    = 1,20 m i h = 0,6H

    738

  • Fig. 6 Variaia tensiunilor normale maxime i a deformaiei arpantei

    pentru H = 2,20 m i h = 0,8H 3. Concluzii Din analiza diagramelor se constat c valoare tensiunilor

    crete proporional cu creterea nlimii arpantei, gradientul de cretere al tensiuni fiind mai mare dect gradientul de cretere al nlimii.

    De asemenea nlimea de poziionare a cletilor de rigidizare influeneaz valoarea tensiunilor din cprior. n figura 7 sunt prezentate diagramele de variaie a tensiunilor normale din seciunea periculoas n funcie de nlimea la care este poziionat cletele de rigidizare.

    Prin micorarea nlimii la care sunt poziionai cletii de rigidizare se realizeaz o scdere a tensiunilor maxime din seciunea transversal a cpriorului.

    Fig. 7 Variaia tensiunilor n raport cu nlimea de poziionare a cletilor

    739

  • n figura 8 sunt prezentate diagramele de variaie a tensiunilor normale din seciunea periculoas n funcie de nlimea maxim a arpantei. Prin mrirea nlimii arpantei se realizeaz o mrire a tensiunilor maxime din seciunea transversal a cpriorului. arpanta cu nlime mic are o deformaie defavorabil n raport cu deformaia arpantei cu nlime mare figurile 5, 6.

    BIBLIOGRAFIE [1] Faur, N., Dumitru, I., Diferene finite i Elemente finite n Rezistena materialelor, Editura Mirton, Timioara 1997. [2] * ** Htte, Manualul inginerului-Fundamente. Editura tehnic, Bucureti 1997.

    Prof.Dr.Ing. Marcu FRIL Universitatea Lucian Blaga din Sibiu

    membru AGIR

    Fig. 8 Variaia tensiunilor n raport cu nlimea arpantei

    740

Recommended

View more >