Berekening van kabeldoorzakking

Kabeldoorbuiging is de hoeveelheid doorbuiging die een kabel ondervindt onder zijn eigen gewicht en eventuele voorspanningsbelastingen in de kabel. Het gewicht van de kabel veroorzaakt een verticale doorbuiging:

Echter, deze doorbuiging kan worden gecompenseerd door een spankracht in de kabel aan te brengen, ook wel voorspanningsbelasting genoemd:

De bovenstaande calculator zal itereren tussen het verhogen/verlagen van de hoeveelheid voorspanning in de kabel om te proberen de gewenste kabeldoorbuiging te berekenen. De rekenmachine gebruikt SkyCiv's FEA-oplosser om deze waarden nauwkeurig te berekenen voor een nauwkeuriger ontwerp. Echter, Er kunnen ook eenvoudige berekeningen worden gemaakt om de doorbuiging van een kabel te berekenen met behulp van eenvoudige kabeldoorbuigingsvergelijkingen:

Zak = (w * (L/2)²) / (2 * T)

waar; w = gewicht van de kabel in N/m L = kabellengte T = uitgeoefende trekkracht op de kabel

Q: Stel dat we een kabel hebben met een lengte L=10m, opgehangen tussen twee steunen op dezelfde hoogte. De kabel heeft een uniform gewicht 𝑤 =0,154 kg/m, en het is voorgespannen met een horizontale spanning 𝑇 = 500N.

1. Bepaal het gewicht per lengte-eenheid in Newton: Gewicht per lengte-eenheid: 0.154 kg/m * 9.81 m/s² = 1.54 N / m

2. Gebruik de parabolische benadering voor doorzakking: De doorzakking (j) in het midden van de overspanning (x = L/2) kan worden berekend met behulp van de formule:

y = (w * (L/2)²) / (2 * T)

y =(1.54 N / m * (5m)²) / (2 * 500 N)

y ≈ 0.0385 m = 38,5 mm

Vergelijken met het resultaat van onze rekenmachine, gebruik van dezelfde ingang, we kunnen zien dat we tot een soortgelijk resultaat komen. In de rekenmachine, een kracht van 342N resulteerde in een netto doorzakking van 38,2 mm, in de vereenvoudigde formule krijgen we echter een kracht van 500N om een ​​vergelijkbare doorzakking van 38,5 mm te bereiken. De bovenstaande kabeldoorbuigingscalculator gebruikt eindige-elementenanalyse om het resultaat te berekenen, wat veel nauwkeuriger is omdat het een niet-lineaire analyse uitvoert in plaats van te vertrouwen op een vereenvoudigde empirische formule zoals het bovenstaande voorbeeld.

De resultaten zijn duidelijk vergelijkbaar en liggen binnen een redelijk bereik, maar het wordt ten zeerste aanbevolen om een ​​geavanceerder hulpmiddel te gebruiken in het geval van constructief ontwerp.

De Cable Sag Calculator maakt gebruik van ons aangepaste bi-sectie-algoritme om verschillende kabelvoorspanningsbelastingen uit te proberen om zo de best mogelijke oplossing te vinden en te convergeren. Het rapport geeft gedetailleerde resultaten van de uitgevoerde tests. Zie hieronder een voorbeeld:

In het geval dat de kabel niet daadwerkelijk de beoogde hoeveelheid kan doorzakken, zal het Cable Sag Quick Design de minimaal vereiste lengte voor die doorbuiging als volgt rapporteren:

De tool kan ook een diagram geven van de uiteindelijke doorbuiging of verplaatsing van de kabel, zoals hieronder:

Kabeldoorzakking is een belangrijk onderdeel van het ontwerp en de installatie van elk kabelsysteem. Voor ontwerp, het is belangrijk om de vrije ruimte te garanderen en de belasting op ondersteunende constructies te beheersen. Bijvoorbeeld, bij elektriciteitsleidingen, Om veiligheidsredenen moet een ingenieur mogelijk controleren of er voldoende afstand tot de grond is. Bovendien, ze zullen ook moeten weten hoeveel extra belasting dit op de paal zal uitoefenen.

Andere gevallen zijn onder meer bruggen (vooral hangbruggen) en bovenleidingsystemen in spoorwegconstructies – waar het bovenleidingssysteem moet worden ondersteund bij een bepaalde doorbuiging.

Ook tijdens de installatiefase is het doorhangen van een kabel noodzakelijk. Het is belangrijk dat de installateur weet hoeveel spanning er op een kabel moet worden uitgeoefend om een ​​bepaalde doorbuiging te verkrijgen. Hierbij moet ook rekening worden gehouden met omgevingsfactoren zoals temperatuurveranderingen, windbelastingen die effecten kunnen veroorzaken op de draagconstructie en daarmee op de kabel, en eventuele ijsbelastingen die op de kabel van toepassing kunnen zijn.

• Berekening van de kabelspanning
• Kolomknikcalculator
• Kolomcalculator
• Young's moduluscalculator
• Overspanningscalculator voor vloerbalken
• Ontwikkelingslengtecalculator

Naast deze kabelspanningscalculator biedt SkyCiv een breed scala aan cloud-structurele analyse- en ontwerpsoftware voor ingenieurs. Als een voortdurend evoluerend technologiebedrijf, we streven ernaar bestaande workflows te innoveren en uit te dagen om engineers tijd te besparen bij hun werkprocessen en ontwerpen.