записка 30 вариант (Готовый курсовой проект вариант 30)

Московский Государственный Технический Университет

им. Н. Э. Баумана

Кафедра МТ7

РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ записка

к курсовому проекту

«Сварные конструкции»

Студент: Журавлев С.В. ____ Гр. МТ7 – 83

Консультант: Коновалов А.В. Дата: ,

МОСКВА 2005.

1. Построение линий влияния.

1. Линия влияния стержня B11:

1. Е. С. справа:

Составим уравнение моментов относительно точки 3 (см. Рис. 2.1):

где N11_В – усилие в стержне B11;

L₁=0,5 м – длина первого стержня верхнего пояса;

L₂=1.6 м – длина остальных стержней верхнего пояса;

W=2,3 м – высота стоек вертикальной фермы.

1. Е. С. слева:

Составим уравнение моментов относительно точки 4:

1. Линия влияния стержня H6:

1. Е. С. справа:

Составим уравнение моментов относительно точки 6':

где N6 – усилие в стержне Н6;

1. Е. С. слева:

Составим уравнение моментов относительно точки 6':

1. Линия влияния стержня Р11:

1. Е. С. справа:

Составим уравнение проекций сил на вертикальную ось:

где N11_Р – усилие в стержне Р11;

1. слева:

Составим уравнение проекций сил на вертикальную ось:

1. Линия влияния стержня С2:

Составим уравнение проекций сил на вертикальную ось в точке 2^/:

где N2 – усилие в стержне С2;

1. Линия влияния стержня С1:

Составим уравнение проекций сил на вертикальную ось в точке 0^/:

где N1 – усилие в стержне С1.

Рис. 1.1. Построение линий влияния.

1. Определение усилий в стержнях от распределенной и сосредоточенной нагрузки.

1. Стержень Н4;

1. Усилие от распределенной нагрузки:

где Q=0.73 кН – распределенная нагрузка;

 - площадь, ограниченная линией влияния (заштрихованная область).

1. Усилие от сосредоточенной нагрузки:

а) Максимальное усилие:

где D=46,8 кН – вертикальная сила давления от колес тележки;

б) Минимальное усилие:

1. Стержень В11;

1. Усилие от распределенной нагрузки:

1. Усилие от сосредоточенной нагрузки:

а) Максимальное усилие:

б) Минимальное усилие:

1. Стержень Р11;

1. Усилие от распределенной нагрузки:

1. Усилие от сосредоточенной нагрузки:

а) Максимальное усилие:

б) Минимальное усилие:

1. Стержень С2;

1. Усилие от распределенной нагрузки:

1. Усилие от сосредоточенной нагрузки:

а) Максимальное усилие:

б) Минимальное усилие:

1. Стержень С1;

1. Усилие от распределенной нагрузки:

1. Усилие от сосредоточенной нагрузки:

а) Максимальное усилие:

б) Минимальное усилие:

1. Усилие в остальных стержнях.

Усилие для остальных стержней от нагрузок действующих на главную и горизонтальную фермы найдены с помощью расчетной программы и представлены в приложении.

1. Определение расчетных усилий в стержнях.

1. Главная ферма:

1. Верхний пояс:

где N_max – максимальное усилие в стержне;

N_min – минимальное усилие в стержне;

N(Q) – усилие в стержне от распределенной нагрузки;

N(QG) – усилие в стержне от распределенной горизонтальной нагрузки;

N(DG) – усилие в стержне от горизонтальной инерционной нагрузки;

N_min(D) – минимальное усилие от силы давления колес тележки в стержне;

N_max(D) – максимальное усилие от силы давления колес тележки в стержне.

1. Нижний пояс:

1. Раскосы:

1. Стойки:

1. Коэффициент асимметрии цикла:

1. Результаты расчета.

Результаты расчетов по приведенным выше формулам сведены в таблицу 3.1.

Таблица 3.1. Максимальные и минимальные усилия в стержнях главной и

горизонтальной ферм.

Стержень	Главная ферма
	Nmax, kH	Nmin, kH	
В1	0	0	0
В2	-336,7	-8,3	0,0246
В3	-336,7	-8,3	0,0246
В4	-758,4	-18,7	0,0246
В5	-758,4	-18,7	0,0246
В6	-1069,2	-26,5	0,0247
В7	-1069,2	-26,5	0,0247
B8	-1269,6	-31,7	0,0249
B9	-1269,6	-31,7	0,0249
В10	-1359,4	-34,4	0,0235
B11	-1359,4	-34,4	0,0235
Н1	149,3	4,8	0,0321
Н2	482	13,8	0,0286
Н3	796,4	23	0,0288
Н4 Н5 Н6	1015,9 1140,6 1170,3	29,5 33,4 34,7	0,0290 0,0292 0,0296
Р1	-282,9	-10,1	0,0357
Р2	292,1	10,1	0,0345
Р3	-361,5	1,5	-0,0041
Р4	340,1	-19,8	-0,0582
Р5	-318,7	41,2	-0,129
Р6	297,4	-62,6	-0,2104
Р7 Р8 Р9 Р10 Р11	-276 254,7 -233,4 212 -190,6	83,9 -105,2 126,6 -148 169,3	-0,3039 -0,4130 -0,5424 -0,6981 -0,8882
С1	-168,9	-0,2	0,0011
С2	-169,9	-1,2	0,007
С3	-169,9	-1,2	0,007

1. Расчет главной фермы первого варианта.

1. Верхний пояс:

1. Схема нагружения и исходные данные:

P_z =1359,4кН;

L₂=1600 мм;

D=168,7 кН;

DG=20,2 кН;

ρ=0,0253;

Материал: ВСт3сп;

Расчетная группа по СНиП: 7-я.

Рис. 4.1. Схема нагружения верхнего пояса главной фермы.

1. Расчетная схема:

Х, Y - центральные оси сечения;

Z₀ – координаты центра тяжести швеллера;

Н – высота швеллера;

b – ширина полки швеллера.

Рис. 4.2. Расчетная схема поперечного сечения верхнего пояса.

1. Допускаемые напряжения при статическом нагружении:

где [σ]_р – допускаемое напряжение при растяжении;

m=1.1 – коэффициент неполноты расчета (учитывает влияние вспомогательной фермы);

1. Допускаемое напряжение при расчете на выносливость:

где α – коэффициент, учитывающий число циклов нагружения (n=10⁶);

γ_v – коэффициент, учитывающий асимметрию цикла нагружения;

R_v=36 МПа – расчетное сопротивление;

1. Расчетные изгибающие моменты:

где М_х – изгибающий момент относительно оси ОX;

М_у – изгибающий момент относительно оси ОY;

1. Подбор типоразмера швеллера:

Подбор типоразмера швеллера производится, исходя из условия обеспечения сопротивления усталости. Далее проводятся проверки:

1. На статическую прочность;

2. На устойчивость.

Если требования хотя бы одного из расчетов не выполнялись, то принимался следующий типоразмер швеллера и расчеты производились заново, до тех пор, пока не выполнялись условия всех расчетов.

1. Расчет на сопротивление усталости.

Расчетная площадь сечения:

Принимаем швеллер №36 по ГОСТ 8240-89:

А_шв=53,4∙10² мм².

1. Проверочный расчет на статическую прочность:

Прочность данного сечения необходимо проверить в двух точках: А, Б

(см. Рис. 4.2.).

Момент инерции поперечного сечения относительно оси ОХ:

где - собственный момент инерции швеллера относительно оси ОХ.

Момент инерции поперечного сечения относительно оси ОY:

где - собственный момент инерции швеллера относительно оси ОY;

Z₀=26,8 мм – координата центра тяжести швеллера;

Площадь поперечного сечения:

Напряжение в точке А:

где Y_A=H/2=360/2=180 мм – координата точки А по оси Y;

Х_А=b+5=110+5=115 мм – координата точки А по оси Х;

Статическая прочность в точке А обеспечивается.

Напряжение в точке Б:

где Y_Б=Н/2=360/2=180 мм – координата точки Б по оси Y;

Х_Б=Х_А=115 мм – координата точки Б по оси Х;