записка 30 вариант (Готовый курсовой проект вариант 30), страница 2

Знак минус означает, что действующее напряжение – сжимающее. Статическая прочность в точке Б обеспечивается.

Заключение:

Статическая прочность обеспечивается во всех точках сечения.

1. Проверочный расчет общей устойчивости:

Максимальная гибкость сечения:

где - длина полуволны изогнутой оси стержневого элемента;

μ=1 – коэффициент Элейра (учитывает тип закрепления стержневого элемента);

- минимальный радиус инерции поперечного сечения;

- минимальный момент инерции поперечного сечения.

Гибкость одного швеллера:

где - минимальный радиус инерции одного швеллера;

Расчетная гибкость сечения:

Условие устойчивости:

В случае, когда на поперечное сечение действует два изгибающих момента необходимо произвести две проверки устойчивости:

1. В плоскости действия максимального изгибающего момента М_Х;

2. В случае совместного действия изгибающих моментов М_Х и М_Y.

В плоскости действия максимального изгибающего момента М_Х:

- условие устойчивости;

где φ_у=0.9 – коэффициент понижения допускаемых напряжений (выбирается в зависимости от λ_max по СНиП);

- коэффициент, учитывающий влияние изгибающего момента М_Х на устойчивость;

- относительный эксцентриситет (коэффициент показывающий, как работает стержневой элемент, как балка или стойка);

– коэффициент, учитывающий тип поперечного сечения;

-момент сопротивления изгибу поперечного сечения относительно оси OX;

Y_max=Н/2=360/2=180 мм – максимальная координата поперечного сечения по оси ОY;

Общая устойчивость в плоскости действия максимального изгибающего момента М_х обеспечивается.

В случае совместного действия изгибающих моментов М_Х и М_Y:

- условие устойчивости;

где φ_xу – коэффициент, учитывающий влияние двух изгибающих моментов М_Х и М_Y на устойчивость_;

φ^/_у=0,88 – коэффициент понижения допускаемых напряжений (выбирается в зависимости от λ_max и m_у по СНиП);

- относительный эксцентриситет (коэффициент показывающий, как работает стержневой элемент, как балка или стойка);

-момент сопротивления изгибу поперечного сечения относительно оси OY;

X_max=b+5 – максимальная координата поперечного сечения по оси ОX;

Общая устойчивость в случае совместного действия изгибающих моментов М_х и М_Y обеспечивается.

Заключение:

Общая устойчивость стержневого элемента обеспечивается.

1. Нижний пояс.

1. Схема нагружения и исходные данные:

P_Z=1170,3 кН;

ρ=0,0296;

Тип сечения: Два швеллера.

Материал: ВСт3сп;

Расчетная группа по СНиП: 7-я.

Рис. 4.3. Схема нагружения нижнего

пояса главной фермы.

1. Допускаемое напряжение при работе на выносливость:

1. Определение типоразмера швеллера:

- условие прочности;

- требуемая площадь одного швеллера;

Выбираем швеллер №36 ГОСТ 8240-89:

А_шв=5340 мм²;

1. Раскосы.

1. Схема нагружения и исходные данные:

Тип сечения: Два уголка.

Материал: ВСт3сп;

Расчетная группа по СНиП: 7-я.

Рис. 4.4. Схема нагружения раскосов

главной фермы.

Как видно из таблицы 4.1., неизвестно какой раскос имеет самое опасное сочетание нагрузок, поэтому расчет на сопротивление усталости будем производить для всех раскосов.

1. Выбор типоразмера уголка:

- допускаемое напряжение;

- для раскоса Р1;

- для раскоса Р2;

- для раскосов Р3, Р4, Р5, Р6, Р7;

- условие прочности;

- требуемая площадь одного уголка;

Результаты расчета сведены в таблицу 4.1.

Таблица 4.1. Подбор типоразмера уголка.

№ раскоса	PZ, кН	ρ	γv	[σ], МПа	Aт у, мм2
Раскос Р1	-282,9	0,0357	2,074	134	1055
Раскос Р2	292,1	0,0345	1,716	110	1328
Раскос Р3	-361,5	-0,0041	1,662	107	1689
Раскос Р4	340,1	-0,0582	1,604	103,5	1642
Раскос Р5	-318,7	-0,1290	1,652	106	1503
Раскос Р6	297,4	-0,2104	1,462	94	1582
Раскос Р7	-276	-0,3039	1,386	89	1550
Раскос Р8	254,7	-0,4130	1,307	84	1516
Раскос Р9	-233,4	-0,5424	1,224	80	1459
Раскос Р10	212	-0,6981	1,137	73	1452
Раскос Р11	-190,6	-0,8882	1,047	68	1401

Как видно из таблицы 4.1 требуемая площадь швеллера Аш=1689 мм² (раскос Р3).

Выбираем швеллер №14а ГОСТ 8240-89.

Аш=1690 мм²;

1. Проверочный расчет общей устойчивости:

Максимальная гибкость:

где - длина полуволны изогнутой оси стержневого элемента;

μ=1 – коэффициент Эйлера (учитывает тип закрепления стержневого элемента);

- минимальный радиус инерции поперечного сечения;

- минимальный момент инерции поперечного сечения.

- площадь поперечного сечения раскоса;

- минимальный собственный момент инерции уголка.

Z₀=18,4 – координата центра тяжести уголка;

Условие устойчивости:

где φ=0,78 – коэффициент понижения допускаемых напряжений (выбирается в зависимости от λ_max по СНиП);

Общая устойчивость обеспечивается.

1. Стойки:

1. Схема нагружения и исходные данные:

Т ип сечения: Два уголка.

Материал: ВСт3сп;

Расчетная группа по СНиП: 7-я.

P_z=169б9 кН;

ρ=0.007.

Рис. 5.5. Схема нагружения стоек главной фермы.

1. Выбор типоразмера уголка:

- допускаемое напряжение;

- условие прочности;

- требуемая площадь одного уголка;

Выбираем уголок №7 ГОСТ 8509-93:

А_у=686 мм²;

1. Проверочный расчет общей устойчивости:

Максимальная гибкость:

где - длина полуволны изогнутой оси стержневого элемента;

μ=1 – коэффициент Эйлера (учитывает тип закрепления стержневого элемента);

- минимальный радиус инерции поперечного сечения;

- минимальный момент инерции поперечного сечения.

- площадь поперечного сечения раскоса;

- минимальный собственный момент инерции уголка.

Z₀=19 мм – координата центра тяжести уголка;

Условие устойчивости:

;

где φ=0,77 – коэффициент понижения допускаемых напряжений (выбирается в зависимости от λ_max по СНиП);

Общая устойчивость обеспечивается.

1. Расчет главной фермы второго варианта.

1. Верхний пояс:

1. Схема нагружения и исходные данные:

P_z =1359б4кН;

L₂=1600 мм;

D=168,7 кН;

DG=20,2 кН;

ρ=0,0253;

Материал: ВСт3сп;

Расчетная группа по СНиП: 4-я.

Рис. 5.1. Схема нагружения верхнего пояса главной фермы.

1. Расчетная схема:

Х, Y - центральные оси сечения;

Z₀ – координаты центра тяжести тавра;

Н – высота тавра;

b – ширина полки тавра;

S – толщина стенки тавра.

Рис. 5.2. 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 горизонтальной фермы);

R_yn=250 МПа – нормативные сопротивление при растяжении;

γ_m=1.05 – коэффициент надежности по материалу.

где [σ]_с – допускаемое напряжение при сжатии;

R_un=370 МПа – нормативные сопротивление при сжатии.

1. Допускаемое напряжение при работе на выносливость:

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

γ_v – коэффициент учитывающий асимметрию цикла нагружения;

R_v=75 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 тавра:

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

1. На статическую прочность;

2. На устойчивость.