Расчет стола на прочность

Обновлено: 27.03.2024

О, работал в дезайнерской конторе, которая еще мебель делала. Там ничего не считали. Чисто на глазок.
Но и с подобными казусами клиенты не обращались.

Замечу, что если считать, то нагрузку (человека) нужно прикладывать в разных позах (иногда двоих).

Расчетом на прочность здесь не обойтись. Разрушение произошло, по всей видимости, из за усталости материала. Так что все много сложнее.

__________________

---
Обращение ко мне - на "ты".
Все, что сказано - личное мнение.

Вот моя история. Мои тесть с тещей купили красивую стенку. На одну из стекл. полок поставили хрусталь, который был с ними со дня свадьбы и пережил немало переездов и перелет в Америку. Прошло пару месяцев проживания рюмок на новой полке. Вдруг на глазах у почтенной публики полка обрушивается и от хрусталя остаются осколки. Зовут меня определить причину. Вижу невооруженным взглядом, что один из 4-х штырьков попал в каверну на стенке из дсп. Держался на честном слове и выпал. Явный заводской дефект, причем не столько мебельной фабрики, сколько производителя дсп. Советую, надо вызвать оффициального эксперта, он напишет бумагу и магазин скомпенсирует утрату. Не тут-то было. Эксперт написал странную бумагу, из которой нетехническим языком не следовало того очевидного, что усмотрел я. Магазин послал их подальше. Больше бороться они не захотели и тот хрусталь был заменен на дешевые китайские рюмки.
Помог-бы расчет в этом случае?

А ведь действительно так, хотя и вызывает улыбку.

Vova, поясни пожалуйста, что такое каверна в дсп?
зы дсп вообще дурацкий материал

Кулик Алексей aka kpblc, писал так, потому что это была шутка.

Может неправильно выразился. Пустота, заполненная рыхлостью в массиве дсп. Случайно оказалась под штырьком. Большинство мебели, даже не из дешевых, делается из опилок, так что у фабрик выбор небольшой. Выдвижные ящики всегда разваливаются. Донышко из пазов вываливается. Соединения в торец, даже выполненные специальными пустотелыми шурупами большого диаметра, недолговечны. Полки под тяжестью книг прогибаются. У меня нет ни одной единицы мебели, в которой бы не сделал самодельного усиления в разных местах

метрология (СИ массы и силы)

Вова, а может ответ в том, что мебель, которая будет верой и правдой служить не один десяток лет - никому нафик не нужна.
У отца шкаф плотяной стоит - этому шкафу скоро 50 лет стукнет. Есть комод на даче, довоенный еще.
У родителей стулья стоят венские, или типа того. То же довоенные.
Все можно сделать, только дорого будет. А учитывая непостоянство нашей жизни - нафига платить больше?

Про расчет мебели - личное впечатление - во время ввода ДСП были сделаны оценочные расчеты по несущей способности плит из предположения, что потолки не более 3-х, а в большинстве случаев 2.5 метра - и все, понеслась душа в рай.
Про кресло - бери кресло, расчитанное на 120 кг - тогда не будет разваливаться.
Тот же вариант кстати - кресло за 1500 рублей разваливается за 6 мес, за 4500 рублей, за 3 года, а за 9000 рублей служит верой и правдой уже 5 лет, и нифига ему не делается.
Скупой платит дважды - если хочет :-)

Расчет мебели и столярных изделий на прочность

При расчете столярных изделий на прочность прежде всего должны быть определены величины и характер постоянно действующих на изделие сил, возникающих только в нормальных условиях эксплуатации.

Определив максимально действующие силы и направления их действия, приступают к расчету на прочность отдельных, наиболее ответственных деталей, элементов и узлов.

Расчет столярных изделий на прочность производится по формулам теории сопротивления материалов. Если максимальные напряжения, определенные расчетом, не превышают величины напряжений, допускаемых запасом прочности, расчитываемая деталь или узел допустимы к эксплуатации.

В качестве примера возьмем прямой плоский (целый) шип, применяемый в столярно-мебельном производстве (рис. 66).

Рис. 66. Распределение напряжений

Рис. 66. Распределение напряжений.

При условии равновесия - достаточной прочности шипового соединения - опорный момент М, стремящийся вывернуть шип из гнезда, будет уравновешиваться моментом, образуемым сопротивлением смятию на кромках mn и pq, а также на заплечиках поперечного бруска rt и сопротивлением сдвигу на поверхности боковых граней (щечек) mq и nр (клеевое скрепление).

Момент сопротивления смятию верхней и нижней граней на кромках mn и pq равен

P1 - равнодействующая сопротивления смятию в кг;

q1 - наибольшее сопротивление смятию в кг/см 2 ;

l - длина шипа в см;

δ - толщина шипа в см.

Расчет не изменяется от того, будет ли шип сквозным или глухим.

Момент сопротивления смятию на заплечиках шипа

Р2 - равнодействующая сопротивлений смятию в кг;

b - ширина шипа в см;

q2 - наибольшее сопротивление смятию в кг/см 2 ;

а - толщина бруска в см;

Приближенно δ= a/3, тогда:

Момент сопротивления клеевого крепления по обеим плоскостям склейки:

а - коэффициент, зависящий от соотношения сторон b:l; он находится по соответствующим таблицам, приведенным в курсах теории сопротивления материалов;

μ - момент сопротивления склейки по каждой плоскости в кг/см;

τmах - наибольшие напряжения в точках D и Е (см. рис. 66) в кг.

Прочность клеевых соединений на скалывание в условиях столярного производства колеблется от 30 до 150 кг/см 2 . При этих условиях:

М3 = 2 (30 ÷ 150) аbl 2 кгсм.

Прочность шипового соединения зависит в основном от качества склейки (τmах) и прямо пропорциональна клеевой площади и размерам щечек шипа.

Шип необходимо делать по возможности большим.

Полное удельное давление, которому подвергается наиболее нагруженная часть кромки шипа (нижняя грань у основания шипа):

Р - реакция опоры, действующая вдоль оси основного бруска, срезающая шип в его основании и сминающая его нижнюю кромку, в кг;

q3 - сопротивление смятию на нижней грани шипа в кг/см 2 .

Если соединение выполнено неплотно, т. е. между заплечиками шипа бруска 2 и бруском 1 имеется зазор, величина давления:

Клей будет хорошо держать лишь при достаточно плотном соприкосновении склеиваемых поверхностей; следовательно, шиповое соединение должно быть тщательным, плотным, без зазоров и слабины.

Наиболее прочное соединение получается при постановке шипа с допусками по ГОСТ 6449.

А выполняют ли расчеты на прочность при проектировании мебели?

Расчет стола на прочность


Нужен полный текст и статус документов ГОСТ, СНИП, СП?
Попробуйте профессиональную справочную систему
«Техэксперт: Базовые нормативные документы» бесплатно

Tables. Methods of tests

Дата введения 1995-01-01

1 РАЗРАБОТАН Российской Федерацией

ВНЕСЕН Техническим секретариатом Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации

2 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации 21 октября 1993 г.

За принятие стандарта проголосовали:

Наименование национального органа стандартизации

Принят Постановлением Госстандарта России от 25.03.94 N 73

ВНЕСЕНО Изменение N 1 , принятое Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол N 29 от 24.06.2006). Государство-разработчик Россия. Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 23.11.2006 N 270-ст введено в действие на территории РФ с 01.05.2007

Изменение N 1 внесено изготовителем базы данных по тексту ИУС N 2, 2007 год

1 ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Настоящий стандарт распространяется на столы обеденные, туалетные и детские дошкольные и устанавливает методы испытания на:

прочность под действием статической нагрузки;

прочность под действием длительной статической нагрузки;

прочность под действием ударной нагрузки;

прочность при падении;

долговечность под действием горизонтальной нагрузки;

долговечность под действием вертикальной нагрузки.

Метод испытания на прочность под действием длительной статической нагрузки применяется при типовых и приемочных испытаниях.

Виды образцов столов и последовательность проведения их испытаний соответствуют порядку перечисления методов и приведены в приложении А.

Испытаниям на прочность под действием ударной нагрузки и при падении не подвергаются столы стеклянные и со стеклянными крышками.

Испытаниям на жесткость и долговечность под действием горизонтальной нагрузки не подвергают столы одноопорные, столы с крестообразным расположением подстолья, стеклянные, раскладные (тумбы) и столы со съемными крышками.

Испытаниям на долговечность под действием вертикальной нагрузки подвергают только столы раскладные (тумбы), одноопорные и с крестообразным расположением подстолья.

Столы раскладные (тумбы) не подвергают испытаниям на прочность при падении, жесткость и на долговечность под действием горизонтальной нагрузки.

Устойчивость столов определяют по ГОСТ 28793 и [2].

Столы, которые крепятся к полу, испытаниям на устойчивость не подвергают.

Столы, имеющие ящики, дополнительно испытывают на устойчивость по ГОСТ 19882.

Выдвижные ящики испытывают по ГОСТ 28105.

Рекомендуется проводить испытания столов на прочность, жесткость и долговечность по уровням интенсивности эксплуатации по [1], в этом случае нагрузки выбирают в соответствии с приложением Г. Уровни интенсивности эксплуатации, указанные в приложении Д, устанавливают в соответствии с видами мебели по эксплуатационному назначению по ГОСТ 16371.

Стандарт применяется при приемочных, квалификационных, типовых, периодических и сертификационных испытаниях.

Стандарт не распространяется на столы складные и детские игровые.

Раздел 1. (Измененная редакция, Изм. N 1).

2 НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 19882-91 (ИСО 7171-88) Мебель корпусная. Методы испытания на устойчивость, прочность и деформируемость

ГОСТ 22046-2002 Мебель для учебных заведений. Общие технические условия

ГОСТ 28105-89 Мебель корпусная и столы. Методы испытаний выдвижных ящиков и полуящиков

ГОСТ 28793-90 Мебель. Столы. Определение устойчивости

ГОСТ 16371-93 Мебель. Общие технические условия

(Измененная редакция, Изм. N 1).


3 ОТБОР И ПОДГОТОВКА ОБРАЗЦОВ

3.1 Для испытания новых и модернизированных изделий берут один образец, изготовленный в соответствии с технической документацией.

Образцы новых и модернизированных изделий могут не иметь лакокрасочных покрытий.

Количество и порядок отбора серийных образцов - по ГОСТ 16371 и ГОСТ 22046 .

Образцы, изготовленные с применением клеевых соединений, испытывают не ранее чем через 14 сут после их изготовления.

3.2 Перед испытанием образцы выдерживают не менее 3 сут. Образцы выдерживают и испытывают в помещении с относительной влажностью воздуха от 45 до 70% и температурой от 15 до 30 °С.

3.3 Перед испытанием фурнитура в изделии подтягивается в соответствии с инструкцией по сборке.

4 ИСПЫТАНИЕ НА ПРОЧНОСТЬ ПОД ДЕЙСТВИЕМ СТАТИЧЕСКОЙ НАГРУЗКИ

4.1 Сущность метода

Метод испытания заключается в воздействии вертикальной оптической нагрузки на крышку стола (выдвижные или откидные элементы) в точках наиболее вероятного повреждения или максимального прогиба.

4.2 Средства испытания

4.2.1 Устройство, обеспечивающее возможность приложения вертикальной нагрузки с погрешностью ±5%.

4.2.2 Деталь-прокладка размером 100х100 мм с твердой гладкой поверхностью и закругленными кромками.

Допускаемое отклонение от линейных размеров - ±1 мм.

4.2.3 Устройство, обеспечивающее измерение деформации с погрешностью ±0,5 мм.

4.3 Подготовка и проведение испытания

4.3.1 Стол устанавливают на ровном полу.

4.3.2 К крышке стола (основная рабочая поверхность) через деталь-прокладку прикладывают вертикальную нагрузку , выбранную в соответствии с уровнем интенсивности эксплуатации (см. приложение Г).

Нагружение производят 10 раз в любой точке крышки стола, где наиболее вероятны повреждения или максимальный прогиб (рисунок 1).

После каждого нагружения нагрузку выдерживают (60±5) с.

При наличии нескольких таких точек нагружение производят последовательно в каждой из них, но не более чем в трех.

Столы, имеющие подъемные крышки, испытывают в крайнем верхнем положении.

4.3.3 После последнего нагружения измеряют максимальный прогиб крышки под нагрузкой и фиксируют видимые дефекты: поломки, ослабление соединений, неполадки в работе отдельных элементов и т.п.

Прогиб у стола с подъемными крышками не определяют.

Прогиб крышки определяют как разницу положения выбранной точки до нагружения и после последнего нагружения.

4.3.4 Повторяют нагружение на дополнительной рабочей поверхности (выдвижной или откидной элемент) приложением нагрузки , соответствующей выбранному уровню интенсивности эксплуатации (см. приложение Г).

Если имеется опасность опрокидывания, следует нагрузить основную рабочую поверхность балластным грузом.

4.3.2-4.3.4. (Измененная редакция, Изм. N 1).

4.3.5 После последнего нагружения измеряют максимальный прогиб выдвижного или откидного элемента (рисунок 2) и фиксируют видимые дефекты (4.3.3).

4.4 Обработка результатов испытания

4.4.1 Столы считают выдержавшими испытание на прочность под действием статической нагрузки, если величина прогиба каждого образца соответствует установленной ГОСТ 16371 и ГОСТ 22046 без видимых дефектов.

5 ИСПЫТАНИЕ НА ПРОЧНОСТЬ ПОД ДЕЙСТВИЕМ УДАРНОЙ НАГРУЗКИ

5.1 Сущность метода

Метод испытания заключается в действии ударной нагрузки на крышку стола, на выдвижные и откидные элементы в точках наиболее вероятного повреждения.

Racks. Basis for calculation

МКС 53.080
ОКСТУ 3103

Дата введения 1992-01-01

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством тяжелого машиностроения СССР

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по управлению качеством продукции и стандартам от 03.12.90 N 3007

3. ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

4. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

Обозначение НТД, на который дана ссылка

Вводная часть, 3.5, 5.6

5. ПЕРЕИЗДАНИЕ. Апрель 2005 г.

Настоящий стандарт устанавливает основы расчета стальных конструкций стационарных стеллажей, обслуживаемых кранами-штабелерами по ГОСТ 16553, предназначенных для хранения грузов в производственной таре по ГОСТ 14861 и поддонах по ГОСТ 9078, а также пакетированных или уложенных в специальную тару длинномерных грузов на складах.

Требования настоящего стандарта являются обязательными, за исключением требований приложений 1, 2.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Обозначения типов и исполнений стеллажей даны в приложении 1. Конструкция стеллажей и применяемые основные понятия приведены в приложении 2.

1.2. Количественный показатель номенклатуры грузов, т.е. число различных наименований изделий, хранимых в стеллаже, учитываемый в расчетах стеллажей, и типы складов приведены в табл.1.

Количественный показатель номенклатуры грузов

Многономенклатурные склады, например склады запасных частей, центральные магазины

Производственные склады ограниченной номенклатуры, например цеховые технологические склады, склады готовой продукции

Склады однородной продукции

1.3. Проверку прочности, устойчивости и жесткости элементов стеллажа выполняют по методике СНиП II-23 "Нормы проектирования. Стальные конструкции", утвержденных Госстроем СССР, с учетом требований настоящего стандарта. При этом расчет изгибаемых элементов выполняется по формулам для упругой стадии работы материала с учетом требований настоящего стандарта.

Коэффициенты условий работы принимают равными единице для всех элементов, кроме следующих:

0,75 - для сжатых раскосов из одиночных уголков, прикрепляемых одним болтом или привариваемых одной полкой (для неравнополочных уголков - только узкой полкой);

0,90 - для балок крановых путей стеллажей исполнений 1.2; 2.2; 3.2.

Гибкость сжатых элементов стеллажей не должна превышать следующих значений:

120 - стойки, колонны (целиком или отдельные ветви);

150 - элементы решетки стоек, колонн;

150 - продольные горизонтальные связи;

150 - элементы решетки верхних и промежуточных горизонтальных ферм стеллажей исполнений 1.2; 2.2; 3.2;

200 - то же, для стеллажей прочих исполнений.

Гибкость растянутых элементов крестовых раскосов, устанавливаемых в задней плоскости стеллажа, должна быть не более:

250 - для стеллажей исполнений 1.2; 2.2; 3.2;

300 - для стеллажей прочих исполнений.

Гибкость предварительно напрягаемых раскосов не ограничивается.

2. НАГРУЗКИ И ИХ СОЧЕТАНИЯ

2.1. Нормативная нагрузка от сил тяжести элементов стеллажа определяется по их проектным размерам. Коэффициент надежности по нагрузке принимается равным 1,05. Терминология принята по СНиП 2.01.07 "Нагрузки и воздействия", утвержденным Госстроем СССР.

2.2. Нормативную нагрузку от сил тяжести ограждающих конструкций стен и крыши склада определяют по данным стандартов и заводов-изготовителей или по проектным размерам и объемным весам материалов. Коэффициент надежности по нагрузке принимается равным 1,2.

2.3. Нормативную нагрузку от сил тяжести мостового крана-штабелера с номинальным грузом определяют по данным проекта или завода-изготовителя. При этом грузовая тележка с грузом должна быть расположена в крайнем рабочем положении со стороны рассматриваемого стеллажа. Положение крана-штабелера по длине стеллажа должно быть таким, чтобы нагрузка на рассматриваемый элемент была наибольшей. Коэффициент надежности по нагрузке принимается равным 1,1.

2.4. Нормативную нагрузку от силы тяжести единичного груза (пакет или груз в таре) определяют по номинальной грузоподъемности обслуживающего крана-штабелера. При этом предполагается, что номинальная масса брутто тары соответствует номинальной грузоподъемности крана-штабелера.

Значения коэффициентов надежности по нагрузке даны в разд.3-5.

2.5. Нормативную нагрузку от сил тяжести группы складируемых грузов, приходящихся на одну стойку (колонну) стеллажа или на настил ячейки стеллажа типа 1, определяют как произведение нормативной нагрузки (п.2.4) на число грузов в группе.

2.6. Нормативная горизонтальная нагрузка, направленная вдоль кранового пути, вызываемая торможением мостового крана-штабелера, принимается равной 0,1 от нормативной вертикальной нагрузки на приводное колесо, определенной при условиях п.2.3. Коэффициент надежности по нагрузке принимается равным 1,1.

2.7. Нормативная горизонтальная нагрузка, направленная поперек кранового пути, вызываемая торможением грузовой тележки мостового крана-штабелера, принимается равной 0,1 от силы тяжести грузовой тележки с номинальным грузом. Коэффициент надежности по нагрузке принимается равным 1,1.

При учете этой нагрузки в расчетах прочности и устойчивости принимается, что она передается на одну балку кранового пути, распределяется поровну между опирающимися на нее колесами крана-штабелера и может быть направлена как внутрь пролета крана-штабелера, так и наружу.

Горизонтальное перемещение стойки (колонны) стеллажа на уровне головки кранового рельса определяют от нормативной нагрузки, которая распределяется между двумя крайними стеллажами пропорционально жесткостям их стоек. Величина перемещения не должна превышать высоты указанного уровня, отсчитываемой от основания стеллажа. Расчет выполняется путем рассмотрения балки кранового пути (вместе с горизонтальной фермой, если таковая имеется), как балки на упругих опорах.

2.8. Нормативная горизонтальная нагрузка упора в стеллаж грузозахватным органом при движении на малой скорости мостового крана-штабелера с номинальным грузом определяется как наименьшая из трех величин: суммарного тягового усилия на ободах приводных колес крана-штабелера, соответствующего пусковому моменту электродвигателей, или пробуксовке приводных колес с коэффициентом сцепления 0,2 или началу отрыва неприводных ходовых колес от крановых рельсов. Коэффициент надежности по нагрузке принимается равным 1,05.

Указанная нагрузка применяется при расчете нижней панели передней ветви стоек стеллажей типов 1 и 2, в соответствии с чем грузозахватный орган принимается расположенным на уровне середины длины панели, измеряемой от основания стеллажа до первой продольной связи или ригеля.

Если длина следующей панели передней ветви превосходит длину нижней панели, то и эта панель подвергается аналогичному расчету.

2.9. Нормативную горизонтальную нагрузку упора в стеллаж грузозахватным органом при движении на малой скорости грузовой тележки мостового крана-штабелера с номинальным грузом определяют как наименьшую из двух величин: суммарного тягового усилия на ободах приводных колес тележки, соответствующего пусковому моменту электродвигателя, или пробуксовке приводных колес с коэффициентом сцепления 0,2. Коэффициент надежности по нагрузке принимается равным 1,05. Направление силы упора принимается соответствующим увеличению нагрузки приводных колес.

Указанная нагрузка применяется при расчете нижней панели передней ветви стоек стеллажей типов 1 и 2, в связи с чем расположение грузозахватного органа по высоте принимается в соответствии со схемой стержневой решетки стойки.

Указанная нагрузка применяется также при расчете колонн стеллажей типа 3. При этом для стеллажей исполнения 3.1 рассматривается верхнее положение грузозахватного органа, а для стеллажей исполнения 3.2 - среднее и нижнее положения.

2.10. Нормативную горизонтальную нагрузку на верхний рельсовый крановый () путь при полностью выдвинутом грузозахватном органе стеллажного крана-штабелера в ньютонах вычисляют по формуле

где =9,81 м/с - ускорение свободного падения;

- нормативная масса единичного груза, кг (см. п.2.4);

- номинальный вылет грузозахватного органа, м;

- момент масс выдвижных частей грузозахватного органа относительно плоскости крановых путей, кг·м;

- расстояние верхнего рельсового кранового пути от уровня головки рельса наземного кранового пути, м.

Коэффициент надежности по нагрузке принимается равным 1,25.

Рассматриваемая нагрузка распределяется между верхними боковыми роликами одной стороны по правилу рычага, если число таких роликов более единицы.

Полный текст этого документа доступен на портале с 20 до 24 часов по московскому времени 7 дней в неделю .

Также этот документ или информация о нем всегда доступны в профессиональных справочных системах «Техэксперт» и «Кодекс».

Читайте также: