rpz(последнее) (Готовый курсовой проект вариант 20), страница 3

По пункту 5.34 СНиП устойчивость проверяется по формуле

где

определяем по таблице 74 СНиП

и

При

При

Коэффициент с учитывает дополнительное снижении устойчивости от действия изгибающего момента

По таблице 10 СНиПа

Условие выполнено

Для верхнего пояса используем двутавр №12 по ГОСТ 8239-89 из стали 15Г2СФД

Проверка нижнего пояса в месте соединения с концевой балкой

Необходимо провести расчет на выносливость для растянутого стержня Н1, так как группа швов соединения с концевой балкой не соответствует расчетной.

Сечение тавр №10 ОБТ 0 по ТУ 14-2-24-72 с площадью поперечного сечения 1020

Допускаемое напряжение

Коэффициент асимметрии цикла

Коэффициент при растяжении

Напряжение из расчета на выносливость

где m=1,1 – коэффициент неполноты расчета металлоконструкций

Условие прочности

Прочность обеспечена.

Расчет горизонтальной фермы

Изготовление стержней горизонтальной фермы из труб не технологично. Для стержней горизонтальной фермы используем равнобокие уголки, которые приварены внахлест.

Раскосы горизонтальной фермы:

Необходимо провести расчет на выносливость для наиболее растянутого стержня.

Наиболее растянутый стержень – Р2.

Определим приближенное значение площади сечения.

Допускаемое напряжение

К оэффициент асимметрии цикла

Коэффициент при растяжении

Приближенное значение требуемой площади

где m=1,0 – коэффициент неполноты расчета металлоконструкций для горизонтальной фермы.

Сечение раскоса –равнополочный уголок.

Выбираем по ГОСТ 8509-72 уголок №3.6, 36х36х3 с площадью поперечного сечения 210

Расчет на общую устойчивость

Проводим для самого сжатого стержня.

Наиболее сжатый стержень – Р2.

Момент инерции должен быть достаточным, для обеспечения гибкости менее 250.

Определи гибкость стержня:

Радиус инерции относительно оси Y₀:

Гибкость стержня:

Условие обеспечено.

Определим по таблице 72 СНиПа.

Проверим устойчивость стойки:

где

Уголок не проходит

Выбираем по ГОСТ 8509-72 уголок №4.5, 45х45х3 с площадью поперечного сечения 265

Определи гибкость стержня:

Радиус инерции относительно оси y:

Гибкость стержня:

Условие обеспечено.

Определим по таблице 72 СНиПа.

Проверим устойчивость стойки:

где

Уголок №4.5, 45х45х3 по ГОСТ 8509-72 проходит.

Стойка горизонтальной фермы:

Необходимо провести расчет на выносливость для наиболее нагруженного стержня.

Наиболее нагруженный стержень – С1, С2, С3.

Определим приближенное значение площади сечения.

Допускаемое напряжение

Коэффициент асимметрии цикла

Коэффициент при сжатии

Приближенное значение требуемой площади

где m=1,0 – коэффициент неполноты расчета металлоконструкций для горизонтальной фермы.

Выбираем по ГОСТ 8509-72 уголок №2, 20х20х3 с площадью поперечного сечения 113

Расчет на общую устойчивость

Проводим для самого сжатого стержня.

Наиболее сжатый стержень – С1, С2, С3.

Радиус инерции относительно оси Y₀:

Гибкость стержня:

Условие обеспечено.

Определим по таблице 72 СНиПа.

Проверим устойчивость стойки:

где

Уголок не проходит

Выбираем по ГОСТ 8509-72 уголок №2.5, 25х25х3 с площадью поперечного сечения 143

Определи гибкость стержня:

Радиус инерции относительно оси y:

Гибкость стержня:

Условие обеспечено.

Определим по таблице 72 СНиПа.

Проверим устойчивость стойки:

где

Уголок №2.5, 25х25х3 по ГОСТ 8509-72 проходит.

Расчет пространственных раскосов

Пространственные раскосы, ввиду отсутствия усилий в них, при допущениях принятых в расчете, проверяем только на допускаемую гибкость.

Допускаемая гибкость пространственных раскосов 250

Длина пространственного раскоса:

Выбираем по ГОСТ 8509-72 уголок №3.6, 36х26х3 с площадью поперечного сечения 210

Радиус инерции относительно оси Y₀:

Гибкость стержня:

Условие обеспечено.

Для пространственных раскосов принимаем уголок №3.6, 36х36х3 по ГОСТ 8509-72.

Расчет концевой балки

Длина концевой балки, для обеспечения устойчивости крана:

где L – длина фермы.

Длину концевой балки примем равной

Расчет действующих изгибающих моментов в сечении

Момент в вертикальной плоскости:

Р еакции опор

Момент в горизонтальной плоскости:

Реакции опор

Проверка прочности сечения

Концевая балка – балка коробчатого сечения.

Изготавливаем из стали 3.

Размеры сечения даны на рисунке.

Толщина стенок и полок концевой балки

Момент инерции относительно оси X:

Момент инерции относительно оси Y

Допускаемое напряжение

В расчете не учитываем закручивание балки, вводя в расчет коэффициент m

– Коэффициент неполноты расчета для концевой балки.

Расчетное напряжение

Расчет сварных соединений

Для угловых швов проверка производится по формуле

, где

равным

отсюда следует, что

– площадь наименьшего сечения швов

– коэффициент, учитывающий форму шва, и равный .

– катет сварного шва

.

Расчет швов раскоса первого варианта

Определим необходимую длину швов

фланговые швы делаем минимально допустимыми каждый.

Расчет швов стойки первого варианта

Определим необходимую длину швов

фланговые швы делаем минимально допустимыми каждый.

Расчет швов пластин соединяющих концевую балку с фермой

Определим необходимую длину швов

Для обеспечения надежного соединения фланговые швы делаем длиной каждый и лобовые швы по минимально допустимыми.

Расчет швов второго варианта

Расчет проводить не требуется, так как швы с полным проплавлением равнопрочны основному металлу.

Расчет швов раскосов горизонтальной фермы

Определим необходимую длину швов

- уголок №4.5

фланговые швы не требуются, но для обеспечения лучшего соединения делаем их минимально допустимыми каждый.

Расчет швов стоек горизонтальной фермы

Определим необходимую длину швов

- уголок №2.5

фланговые швы не требуются, но для обеспечения лучшего соединения делаем их минимально допустимыми каждый.

Расчет швов раскосов пространственной фермы

Определим максимальное допустимое усилие в раскосах:

Уголок №3.6, 36х36х3 с площадью поперечного сечения 210

Из условия устойчивости максимальное напряжение не должно превышать , где

- из таблице СНиПа 72

Определим необходимую длину швов

фланговые швы не требуются, делаем их по каждый, как минимально допустимые.

Расчет сварного шва соединяющего нижний пояс с концевой балкой

(первый и второй вариант)

Определим необходимую длину швов

– тавр №10 ОБТ 0

фланговые швы делаем по каждый с запасом.

Расчет массы главной фермы

Для первого варианта главной фермы:

Для второго варианта главной фермы:

Стенд для сборки главной фермы первого варианта

Сборка главной фермы осуществляется в следующем порядке:

1. В зажимы №1 и №2 устанавливаем части верхнего и нижнего пояса соответственно. Прижимаем.

2. Выполняем стыковые швы в верхнем и нижнем поясе. При этом сначала свариваем горизонтальные швы, а затем провариваем вертикальные.

3. В зажимы №3 устанавливаем первую ветвь раскосов и стоек. Прижимаем.

4. Устанавливаем косынки в упоры №5. Прижимаем прижимами №4.

5. Делаем прихватки первой ветви стоек и раскосов к косынке. Провариваем угловой шов между верхним поясом и косынкой и провариваем корневой шов стыкового соединения нижнего пояса и косынки.

6. Устанавливаем сухари и, в зажимы №3, вторую ветвь раскосов и стоек. Прижимаем.

7. Провариваем сухари; стойки и раскосы с наружной стороны присоединения к косынке.

8. Отводим прижимы. И с помощью книжного кантователя переворачиваем ферму на другую сторону.

9. Провариваем стык нижнего пояса и косынки, и, угловой шов таврового соединения верхнего пояса и косынки, с другой стороны. Провариваем стойки, раскосы и сухари с другой стороны.

10. Снимаем ферму со сборочного стенда.

Принцип работы прижима для стоек и раскосов

Использование прижима начинается с установки на опору уголка. При этом необходимо выдержать толщину прокладок между уголком и опорой, для центрирования по вертикали. Другой стороной уголок упирается в стенку. В вертикальном направлении уголок прижимается косынками. Далее включается пневмоцилиндр. Усилие от штока передается через рычаг на горизонтальный прижим. С помощью него, усилием пружины прижимаем нижний уголок к стенке, тем самым обеспечивая необходимое положение. После прихватки уголка к косынке, пневмоцилиндр отводится назад, тем самым убирая прижим в исходное состояние. Далее устанавливаются сухари, и ставится на них вторая ветвь стержня. Включается пневмоцилиндр. Теперь основную роль играет кулачковый прижим. Шток, через рычажный механизм, передает усилие на кулачок. Кулачок прижимает уголок силой направленной под 45 градусов к вертикали, тем самым обеспечивая прижим уголков любой толщины, и к стенке, и к косынке, и сухарям для сварки. Провариваются необходимые швы. Пневмоцилиндр отводится назад. С помощью книжного кантователя ферма переворачивается на другую сторону, тем самым освобождая прижим. Работа прижима на этом заканчивается.

Список использованной литературы.

1. Строительные нормы и правила. Часть II. Гл. 23. Стальные конструкции. (СниП II – 23 - 81) М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1988. 96 с.

2. Куркин А.С. Расчет и проектирование стержневых сварных конструкций: Методические указания по выполнению курсовой работы. – М.: Изд-во МГТУ, 1995. – 32с., ил.

3. Николаев Г. А., Винокуров В. А.. Сварные конструкции. Расчет и проектирование. М.: Высшая школа, 1990. 446 с.

4. Технология, механизация и автоматизация производства сварных конструкций: Атлас: Учеб. Пособие для студентов машиностроительных специальностей вузов / С. А. Куркин, В. М. Ховов, А. М. Рыбачук. – М.: Машиностроение, 1989. – 328 с., ил.

25