AquaManiac.ru

Калькулятор металлокаркаса для аквариума

Основной калькулятор для аквариумов от 300 литров. Подбирает минимальный по площади сечения (массе погонного метра) профиль из списка, в выбранной ориентации. Проверяет верхние продольные балки, а не весь каркас.

Размеры и нагрузка

Схема опор

Размеры габаритные, схема условная. Положение опор равномерное; соединения и раскрой не детализированы.

Как считали

Для металлокаркаса и столешницы на изгиб — балка на двух опорах с равномерной нагрузкой: M = qL²/8; σ = M/W; f₀ = 5qL⁴/(384EI). Расчёт в Н и мм: E и σ в МПа, I в мм⁴, W в мм³. Неравномерные и ударные нагрузки не входят в модель.

Каждая поперечина требует пары стоек до пола в местах соединения с длинными балками. Только тогда она делит пролёт. Поперечина без этих стоек не уменьшает расчётный пролёт. Считается, что дно опирается на раму по всей длине через жёсткую столешницу.

Для трубы h × b со стенкой t: I = (b·h³ − (b−2t)·(h−2t)³)/12; W = 2I/h. Это идеализированное сечение с прямыми углами, без учёта скруглений и допусков; размеры списка заданы по ГОСТ 8639-82 и 30245-2003 в исходном задании, фактические I и W проверяют по документации изготовителя.

Сталь Ст3: E = 2,06 × 10⁵ МПа, Ry = 245 МПа — нормативные значения, предоставленные в задании со ссылкой на ГОСТ 27772 / СП 16.13330; редакции и применимость к конкретной трубе офлайн не проверялись. Ry/1,1 округлено вниз до 222 МПа; запас ≥ 2 означает σ ≤ 111 МПа. Плотность 7850 кг/м³ задана в ТЗ.

q = P·g/(2·L₀), где L₀ — полная длина рамы, P — полная масса, g = 9,81 м/с² (принятое округление ускорения свободного падения). В каждом из n+1 равных пролётов L = L₀/(n+1). Нагрузка на пролёт — P/[2(n+1)], а не вся масса P. При расчёте в миллиметрах q переводится в Н/мм.

Главный критерий — прогиб: целевой L/500, предельно допустимый L/300 (критерии задания). Между ними профиль уже не проходит подбор. Расход: два периметра (верхний и нижний), n верхних поперечин, 4+2n стоек. Длина = 4(L₀+B)+nB+(4+2n)H. Вес = длина × площадь сечения × плотность; без отходов, швов, столешницы и опор.

Изготовление и установка

Каркас варится, а не собирается на болтах; швы по всему периметру стыка. Швы, устойчивость стоек, пространственная жёсткость, поперечные балки, столешница и опоры этим расчётом не проверяются. Вердикт относится только к изгибу продольных балок по показанной схеме.

Между металлом и дном аквариума обязательна подложка: пенополиэтилен 3–5 мм или резина поверх столешницы. Металл жёсткий, точечный контакт колет дно.

Каркас должен стоять на регулируемых опорах или быть выставлен по уровню: перекос нагружает дно неравномерно. Нужны грунтовка и покраска — конденсат на холодном металле неизбежен.