图1 推拉门/mm

图2 冷弯槽

铝合金门边柱_温室推拉门组合式门边柱设计方法 实木门

图3 门边柱截面/mm

该组合构造门边柱需通过打算来明确镀锌板槽钢的截面尺寸。
冷弯槽钢用镀锌板(Q235)制作,其屈从点σs=215 MPa。
设风荷载垂直浸染在每扇门上,终极由各门扇的两个边柱承载。
每扇门在高下导轨间靠滑轮旁边移动, 每个门边柱受力情形视为一简支梁(图4),受力弯矩见图5。

图 4 门边柱受力争 /mm

图 5 门边柱受力弯矩图 /mm

假设风荷载垂直浸染在门上,且风荷载为均布荷载,按照GB/T51183-2016《农业温室构造荷载规范》基本风压W0=0.40 kN/㎡,则有:

Wk=W0×μs×μz×βgz

式中:Wk—风荷载标准值,kN/㎡;

W0—基本风压,kN/㎡,W0=0.40 kN/㎡;

μs—局部风压体型系数,μs=1.2。

μz—风压高度变革系数,μz=1

βgz—阵风系数,βgz=1.7

代入得:

Wk=0.40×1.2×1×1.7=0.816 kN/㎡

每扇门受风荷载:

Q=Wk×A

式中:A—单扇门面积,㎡,A=3.2×2=6.4 ㎡。

代入得:

Q=0.816×6.4=5.22 kN

单个门边柱受的均布荷载:

q=Q/2L

式中:L—门边柱高下支点间间隔,m,L=3.2 m。

代入得:

q=5.22/(2×3.2)=0.816 kN/m

所有符合此数值地区均可利用此设计,假设组合式门边柱在风荷载浸染下,其铝合金矩形管与镀锌板槽钢是同时起浸染的,即它们所产生的挠度是相等的:

f1=f2

式中:f1—铝合金矩形管在风荷载下的最大挠度,mm;f2— 镀锌板槽钢在风荷载下的最大挠度,mm。

铝合金门边柱在风荷载浸染下最大挠度规定为≤ 20 mm。

用简支梁在均布荷载下求挠度的公式可求出每个门边柱的最大挠度:

fmax=5qL4 /384EI(1)

式中:fmax—门边柱在风荷载下的最大挠度,cm,fmax=2 cm。

得:

fmax1=5q1L4/384E1I1=2 cm (2)

fmax2=5q2L4/384E2I2=2 cm (3)

式中:q1、q2—分别为铝合金矩形管与镀锌板槽钢所受到的风荷载之均布荷载,kN/m;

E1、E2— 分别为铝合金矩形管与镀锌板槽钢的材料弹性模量,MPa,E1=0.7×105 MPa、E2=2×105 MPa;

I1、I2—分别为铝合金矩形管与镀锌板槽钢的截面轴惯性矩,cm4,I1=28.72 cm4;

代入(2)得:

q1=0.294 kN/m

由于q1+q2=q

得出q2=q-q1

q2=0.816-0.294=0.522 kN/m

将q2 值代入(3)得:

I2=17.8 cm4

由于镀锌板槽钢截面的形状尺寸受铝合金矩形管内腔尺寸所限,以是仅需决定其壁厚即可。
通过试算,当壁厚为2.5 mm 时,其截面轴惯性矩I2=18.6 cm4,大于初设打算值17.8 cm4,这样,组合式截面二种材料承担的均布荷载就会发生变革,而必须进行改动。

通过式(2)与(3),可得:5q1L4/384E1I1=5q2L4/384E2I2

简化得:q1/E1I1=q2/E2I2

因此得出 q1=q2E1I1/E2I2=(q-q1)E1I1/E2I2

此处的I2 为实际运用镀锌板槽钢的截面轴惯性矩。

代入各值得:

q1=0.286 kN/m

q2=0.53 kN/m

由于实际运用槽钢的截面轴惯性矩增大,因此在额定风荷载下其最大挠度会发生减小。

将选用镀锌板槽钢的截面轴惯性矩和重新分配的均布荷载值代入式(1)得:

fmax1=fmax2=19.4 mm ≤ 20 mm,符合规定。

对付所选铝合金矩形管及镀锌板槽钢,虽然知足挠度哀求,但还应进行机器强度方面的验证。
对付均布荷载下的简支梁,最大弯矩发生在梁之中部,如图5 所示。
根据其最大弯矩的打算公式:Mmax=qL2/8

式中:Mmax—边柱组件在风荷载下的最大弯矩,kN·m。

代入各已知数值,得:

Mmax1=0.366 kN·m

Mmax2=0.678 kN·m

依据公式:

σmax=Mmax/Wx

式中:Wx— 边柱组件的截面系数,cm3,Wx1=9.57 cm3、Wx2=4.4 cm3;σmax—组合式门边柱型材最大弯矩处的截面应力,N/m㎡。

代入即得组合门边柱型材最大弯矩处的截面应力:

σmax1=38.3 N/m㎡

σmax2=154.2 N/m㎡

门边柱打算应力应符合下式哀求:σmax ≤ [σs]

式中:[σs]—材料强度标准值,N/m㎡;

个中:

6063-T5:

[σs]=130 N/m㎡

Q235:

[σs]=215 N/m㎡

σmax1=38.3 N/m㎡ < [σs]=130 N/m㎡

σmax2=154.2 N/m㎡ < [σs]=215 N/m㎡

经由打算,各数据均知足强度哀求。