Сили зіткнення стіни телевізора

Наступний сценарій:

Мені доручено проектувати залізобетонну стіну висотою 6,6 м у промисловій будівлі. У нас є 10-тонний телескопічний навантажувач (телескопічний навантажувач) з максимальним досяганням 7м, завантажуючи 1500 кг сипучого матеріалу в совок.

Мені потрібно задовольнити "зіткнення автомобіля", де:

автомобіль досягає максимальної швидкості 2м / с до того, як зіткнеться зі стіною.

Мені потрібно з’ясувати найгірший випадок сили зіткнення на моїй стіні.

Зазвичай я б застосував методологію проектування автомобільних шлагбаумів та парапетів на автостоянках у Єврокоді 1 (EN 1991-1-1). Але в цьому випадку точка дотику значно вище, ніж центроїд автомобіля, що стикається.

Я б припустив, що передні колеса навантажувача під час зіткнення залишають землю, таким чином, там також відбувається якесь розсіювання енергії.

Я майже впевнений, що довгий бум мене просто лякає і достатньо відволікання, щоб перешкодити мені думати прямо тут.

Будь-яка допомога буде дуже вдячна.

У такій ситуації вам потрібно буде вдатися до енергетичних методів. Залежно від того, наскільки складно ви хотіли отримати, ви також можете зробити динамічний розрахунок.

Я рекомендую ознайомитись із вказівками у Eurocode 1991-1-7 (Аварійні дії). Зокрема, дивіться Додаток С, який описує динамічну конструкцію для впливу. Це по суті передбачає прирівнювання кінетичної енергії об'єкта, що впливає на стіну, до енергії, поглиненої деформацією стіни. Є кілька простих формул, які можна використовувати залежно від того, як ви класифікуєте вплив.

Вам потрібно буде розглянути різні випадки завантаження, наприклад:

• Навантаження на різній висоті - окремі (або можливо одночасні) удари навантажувача та вантажу.
• Завантажуйте та завантажуйте всі удари як один "грудочок"
• тощо

З мого досвіду обчислень ударів, незвично структура може витримувати будь-який значний вплив лише завдяки пружним деформаціям. У цьому випадку структура очевидно буде пошкоджена. У цьому випадку у вас є кілька варіантів:

• Захистіть споруду від ударів в першу чергу
• Проведіть пластичний аналіз та надайте відповідні деталі, щоб можна було досягти конфігурації пластику
• Дозвольте структурі пошкодити деякий контроль (уявіть запобіжник або якусь систему, що розсіює енергію)
• Прийміть, що те, що потрапило, не буде існувати після удару та вирішити наслідки (структурну цілісність)

На мій погляд, доцільно враховувати наслідки перевищення ваших обмежень:

• Що робити, якщо хтось їде занадто швидко?
• Що робити, якщо хтось перевозить важкий вантаж?

Щоб адресувати ваш коментар нижче. Пункт 4.4 в EN 1991-1-7 визначає випадкові дії, спричинені автонавантажувачами:

Національний додаток може надати значення еквівалентної статичної проектної сили F. Рекомендується, щоб значення F визначалося відповідно до вдосконаленої конструкції ударів для м'якого удару відповідно до C.2.2 . В якості альтернативи, рекомендується, щоб F приймався як 5 Вт, де W - сума нетто ваги і вантажопідйомності навантаженого вантажівки (див. EN 1991-1,1, таблиця 6.5), застосованого на висоті 0, 75 м над рівнем підлоги. Однак вищі або нижчі значення можуть бути доцільнішими в деяких випадках.

$$F = v_r \sqrt{k m}$$ $v_r$

$$\Delta t = \sqrt{\frac{m}{k}}$$

$$\frac{F}{k}$$ $$DLF = 1 - \cos{2\pi\frac{\Delta t}{T}}$$ $$\delta = DLF \frac{F}{k}$$ $$0 \leq DLF \leq 2$$

Потім можна отримати бажані сили / моменти перерізу, використовуючи динамічне зміщення у стандартних формулах відхилення.

Значення жорсткості стіни k буде залежати від місця удару, конструкції стіни, умов опори, якщо стіна залишається еластичною (якщо вона не еластична, ніж наведений вище аналіз більше не діє) тощо.

Цитата, що цитується нижче, цілком корисна для пояснення того, як провести еквівалентний аналіз на одну ступінь свободи.

[1]: Біггз, Джон М. "Вступ до структурної динаміки". (1964). (На мою думку, одна з найкращих вступних книг про структурну динаміку - незважаючи на її вік)