Определяне силата на издърпване (защо дюбелът не стои в стената) - д-р Лом
Когато окачваме някакъв товар на стената, било то пластмасова рамка със снимка, закачалка за дрехи или бойлер за съхранение, такъв товар неизменно създава теглителна сила и следователно неправилно фиксирана закачалка или бойлер в резултат на това може да се окаже не на стената, а на пода. Защо се случва това? Ако един обект тежи например 100 кг, тогава една стойка трябва да издържи сила на срязване от 100 кг и това е, но не всичко е толкова просто.
Факт е, че всеки от горните елементи има определен обем. Това означава, че такъв обект има свой собствен център на тежестта, така че обемното натоварване от този обект може да бъде намалено до концентрирано натоварване, приложено в центъра на тежестта. И ако осигурите опора за този обект директно под центъра на тежестта, тогава този обект няма да отиде никъде.
Например, ако бойлер за съхранение е поставен на пода, тогава той ще лежи, докато от гледна точка на теоретичната механика подът може да бъде напълно заменен от друга концентрирана сила, насочена противоположно на действащия товар, концентриран в центъра на тежестта и равен по стойност. Бойлерът пак ще е в състояние на равновесие, както ни е завещал Нютон.
Но ако окачим същия този бойлер на стената, тогава, колкото и да е странно, върху крепежите на бойлера ще действат допълнителни сили и стойността на тези сили ще зависи не само от разстоянието между центъра на тежестта и стената, но и от разстоянието между долната и горната опора на бойлера.
Нека се опитаме да разберем това, като използваме следния пример: имаме бойлер за съхранение за 80 литра вода и собствено тегло 20 кг. Център на тежесттабойлерът се намира на разстояние 10 см хоризонтално от стената (за опростяване на изчисленията). Съответно максималното натоварване, което възниква при пълнене на резервоара, ще бъде приблизително 100 kg и може да се счита, че е приложено към центъра на тежестта на бойлера на разстояние 10 cm от стената. В този случай разстоянието между крепежите на бойлера е 40 см. Визуално ще изглежда така:
Фигура 421.1. Изчислителна схема за определяне на силите на издърпване за бойлер за съхранение
Фигура 421.a) показва основните геометрични параметри за въпросния бойлер. Нищо не ни пречи да разгледаме такъв бойлер като конзолна греда, показана на фигура 421.b). В такава конзолна греда, в допълнение към реакцията на вертикалната опора, която не се взема предвид в този случай (условно вертикалните реакции на долната и горната опора могат да бъдат взети по 50 kg), върху опората ще възникне огъващ момент, чиято диаграма е показана на фигура 421.c). Е, всеки момент на огъване може да се разглежда като няколко сили и в този случай ще бъде по-правилно, тъй като нямаме конзолна греда, но има бойлер, прикрепен към стената отгоре и отдолу (Фигура 421.d)).
Тъй като в нашия случай разстоянието между горната и долната опора е 40 cm, стойността на хоризонталните опорни реакции ще бъде 25 kg всяка. Освен това, както може да се види от фигура 421.d), тези реакции са насочени в противоположни посоки, т.е. сумата от силите, действащи по остах е равна на нула, което означава, че условията на равновесие на системата са изпълнени. А различните посоки на реакциите на хоризонталната опора означават, че върху горната опора възниква сила на опън, т.е. сила от 25 кг се опитва да извади анкера или дюбеластени. И върху долната опора - сила на натиск, която обикновено не създава големи проблеми за котвата или дюбела (въпреки това, ако конструкцията на закрепването е такава, че дължината на пръта, стърчащ от стената, е значителна по отношение на диаметъра или параметрите на напречното сечение, тогава тя трябва да бъде допълнително проверена за стабилност)
Междувременно, ако един и същ бойлер с общо тегло 100 kg ще има хоризонтално разстояние от центъра на тежестта до стената от 20 cm, докато разстоянието между горната и долната опора също ще бъде 20 cm, тогава чрез прости математически изчисления ще определим, че стойността на хоризонталните опорни реакции вече ще бъде 100 kg, т.е. вече 4 пъти повече. Това са триковете на сопромата.
Забележка : Подобни допускания за изчисление могат да се прилагат към всякакви елементи. Например, всяка врата, окачена с два навеса, също може да се разглежда като обект с горна и долна опора, имащ център на тежестта с известно хоризонтално разстояние от опорите. Но при изчисляване на вратите трябва да се има предвид, че натоварването може да бъде динамично.
За терминали Yandex Wallet номер410012390761783
За Украйна - номер на гривна карта (Privatbank)5168 7422 0121 5641
Портфейл Webmoney:R158114101090
- Изчисляване на конструкции. Предположения за проектиране
Здравей, за съжаление не знам бащиното ти име. Моля, кажете ми, имам хоризонтално разположение на котела. Направих всички измервания и преброих. Имам 15см бетонна стена.успешно окачен бойлер от 50 литра. Сега сменям на 80л. Той висеше на два анкерни болта с кука. М 10 и 7см дължина. Реших да се придържам към същото. Но при пробиването на стената се оказа, че след 6 си има кухина от 2 - 3 см, след това отново стената. И се оказва, че анкерите се държат само на тези 6 см от стената. Така че имам съмнения, че стената няма да издържи 110 кг. Мисля, че е необходимо нещо по-дълбоко.
Моите изчисления. h-46 Q-110 l-35. M - 3850kgf cm, R - 3850/46=83.69kg.
Александър. Тук няма да давам изчисления, но като цяло 6 см бетонна стена все още е много добър вариант и два анкерни болта трябва да издържат натоварването с добър резерв.
Ще кажа повече, имам 80-литров бойлер, окачен на шлакови блокове с дебелина на стената 2 см (не вземам предвид плочките и лепилото, тъй като ги окачих на прясно поставени плочки). Вярно, бойлера е вертикален, но все пак.
Нисък поклон пред вас!Много ви благодаря!