Tunnelkas frame van kokerprofiel berekenen

Over de berekening van tunnelkas frame van kokerprofiel

Deze calculator berekent de geometrie van een boogkas met een tunnelkas frame van kokerprofiel en geeft de belangrijkste oppervlakken, het volume, de booglengte en de totale lengte van de frame-elementen. De berekening is geschikt voor een voorlopige dimensionering, het inschatten van de hoeveelheid buismateriaal en plaatbekleding, en het opstellen van een maatvoeringstekening vóór fabricage.

Het kasmodel wordt beschouwd als een lichaam met een constante doorsnede over de volledige lengte. Daardoor kunnen het vloeroppervlak, het oppervlak van de kopgevels, het oppervlak van de buitenschil, het inwendige volume en de benaderende lengte van de buizen voor frames en vakken eenduidig worden berekend.

Richtwaarden en aanbevelingen

Geometrisch model

Vorm van de doorsnede. De calculator beschouwt het vooraanzicht als een combinatie van een onderste rechthoekig deel en een bovenste gebogen deel. De invoermaten zijn de kaslengte A in mm, de breedte B in mm, de totale hoogte H1 in mm en de hoogte van de rechte zijwand H2 in mm. De hoogte van het booggedeelte wordt genomen als h = H1 - H2.

Boog. Het bovenste deel van het vooraanzicht wordt berekend als een cirkelboog die door de bovenpunten van de rechte zijwanden loopt. Voor deze boog wordt eerst de straal bepaald uit de breedte B en de booghoogte h.

R = B2 / (8h) + h / 2

Middelpuntshoek van de boog. Nadat de straal is bepaald, wordt de hoek berekend die bij het booggedeelte hoort. Deze hoek wordt vervolgens gebruikt voor zowel de booglengte als het oppervlak van het cirkelsegment.

θ = 2 arsin(B / (2R))

Oppervlak, volume en buitenschil

Kasoppervlak. Het grondoppervlak wordt berekend als een rechthoek in bovenaanzicht. Deze waarde laat zien welke voetafdruk de kas op het terrein inneemt.

S = A x B

Oppervlak van één kopgevel. Eén kopgevel bestaat uit een rechthoek met breedte B en hoogte H2 en uit een cirkelsegment met hoogte h. Het segmentoppervlak wordt bepaald met de straal R en de hoek θ.

Sseg = R2 x (θ - sinθ) / 2

Sfacade = B x H2 + Sseg

Kasvolume. Omdat de doorsnede over de lengte niet verandert, wordt het inwendige volume berekend door het oppervlak van één kopgevel te vermenigvuldigen met de kaslengte.

V = Sfacade x A

Dak- en zijoppervlak. Bij een boogkas wordt de buitenste langsschil berekend als de kaslengte A vermenigvuldigd met de booglengte van één doorsnede. Dit resultaat omvat het dak en beide gebogen zijvlakken, zonder de kopgevels.

Larc = R x θ

Sroof = A x Larc

Oppervlak van de kopgevels. Het totale oppervlak van beide kopgevels is gelijk aan tweemaal het oppervlak van één kopgevel.

Sfacades = 2 x Sfacade

Totaal oppervlak. Het totale buitenoppervlak van de bekleding wordt verkregen door het oppervlak van de langsschil en het oppervlak van beide kopgevels op te tellen.

Sfull = Sroof + Sfacades

Omtrekken en booglengte

Omtrek in bovenaanzicht. De omtrekwaarde heeft betrekking op de basis van de kas en wordt berekend als de omtrek van een rechthoek met lengte A en breedte B. Dit is nuttig voor een voorlopige schatting van het basisframe, de funderingscontour of de totale randlengte langs de omtrek.

P = 2 x (A + B)

Omtrek van een vak. De waarde die "omtrek van een vak" wordt genoemd, komt overeen met de lengte van één dwarse kasboog. In de praktijk is dit de buislengte die nodig is om één gebogen frame te maken zonder inwendige schorelementen.

Logica van de frameberekening

Dwarsvakken. Het aantal dwarsframes wordt bepaald door de kaslengte in zijvakken te verdelen. Hoe meer vakken er over de lengte zijn, hoe kleiner de frameafstand en hoe groter het totale aantal dwarsbogen en langsstaven.

Kopgevels. Voor de kopgevels houdt de calculator rekening met de buitencontour van elke kopgevel, de deuropening en de inwendige elementen volgens het opgegeven aantal horizontale en verticale vakken. Beide kopgevels worden geometrisch als identiek beschouwd.

Zijwanden. Voor elke langszijde telt de calculator de langselementen over de kaslengte en de verticale stijlen volgens het opgegeven aantal vakken op. Het resultaat wordt daarna verdubbeld, omdat er twee zijwanden zijn.

Totale lengte van het framemateriaal. De totale buislengte wordt verkregen door de lengtes van de dwarsframes, kopgevelelementen, zij-elementen en deurkaders op te tellen. Dit is de lengte gemeten langs de hartlijnen van de staven, daarom is het gebruikelijk om bij de materiaalaankoop een fabricagereserve toe te voegen voor zagen, passen en afval. In de praktijk wordt vaak een reserve van ongeveer 5% gebruikt voor eenvoudig zaagwerk en ongeveer 10% wanneer er veel verbindingen en afgezaagde delen zijn.

Wat niet in de berekening is opgenomen

Constructieve controle. De calculator dimensioneert de buisdoorsnede niet voor sneeuw-, wind- of montagebelastingen en controleert de stabiliteit van het frame niet. Hij berekent geometrie, oppervlakken, volume en staaflengten, niet het draagvermogen van de constructie.

Buisafmeting. De buisafmeting in mm wordt gebruikt voor de tekening en de visuele weergave van de elementen, maar vervangt geen volledige constructieve berekening van het stalen frame. Voor een echte constructie met bekleding en werkelijke belastingen moet de doorsnede apart worden gecontroleerd.

Normatieve verwijzingen. Voor de ontwerpcontrole van een stalen kasframe in Europa wordt doorgaans verwezen naar EN 1993-1-1 Eurocode 3. Ontwerp en berekening van staalconstructies. Deel 1-1. Algemene regels en regels voor gebouwen, naar EN 1090-2 Uitvoering van staalconstructies en aluminiumconstructies. Deel 2. Technische eisen voor staalconstructies en voor kasconstructies ook naar EN 13031-1 Kassen. Ontwerp en bouw. Deel 1. Productiekassen. Deze documenten worden gebruikt om sterkte, stabiliteit, bruikbaarheid en fabricage-eisen te controleren, terwijl deze calculator een geometrische en hoeveelheidsmatige berekening uitvoert.

FAQs

Waarom is de booglengte belangrijk voor een kas van rechthoekige stalen buizen?

De booglengte is tegelijk nodig voor twee taken: het berekenen van één dwarsframe en het bepalen van het oppervlak van de buitenschil. Ze helpt zowel de buislengte voor één boog als de hoeveelheid bekleding voor het gebogen oppervlak in te schatten.

Wat is het verschil tussen kasoppervlak en totaal oppervlak?

Het kasoppervlak is het grondoppervlak in bovenaanzicht, dus lengte maal breedte. Het totaal oppervlak is het volledige buitenoppervlak dat met materiaal moet worden bekleed: de gebogen schil plus de twee kopgevels.

Kan deze berekening direct worden gebruikt om rechthoekige stalen buizen te kopen?

De calculator geeft een goede voorlopige schatting van de totale buislengte, maar het is beter om vóór aankoop een reserve voor zaagverlies en verbindingen toe te voegen. Als de constructie uit standaard handelslengten wordt gemaakt, is het ook nuttig om het zaagplan van de afzonderlijke elementen te controleren.

Houdt de calculator rekening met de kasdeur?

Ja, de totale framelengte omvat het deurkader volgens de opgegeven deurafmetingen. Tegelijk blijft de berekening geometrisch en beoordeelt zij geen afzonderlijke versterkingen, scharnieren, diagonale schoren of het exacte type deurconstructie.

Is deze calculator geschikt om de betrouwbaarheid van een kas onder sneeuw- en windbelasting te controleren?

Nee, deze calculator vervangt geen controle van de constructieve capaciteit. Sneeuwbelastingen, windbelastingen, de keuze van de buiswanddikte en de stabiliteitscontrole vereisen een afzonderlijke technische berekening volgens Europese normen voor staalconstructies en kassen.