записка 30 вариант (Готовый курсовой проект вариант 30), страница 3

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.

Принимаем тавр 35 OБТ3 по ТУ 14-2-24-72:

А=9800 мм²;

1. Проверочный расчет на статическую прочность:

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

(см. Рис. 5.2.).

Напряжение в точке А:

где - собственный момент инерции тавра относительно оси ОХ.

- собственный момент инерции тавра относительно оси ОY.

H=352,8 мм – высота тавра;

S=12 мм – толщина стенки тавра;

Z₀= мм – координата центра тяжести;

А=9800 мм² – площадь поперечного сечения.

Статическая прочность в точке А обеспечивается.

Напряжение в точке Б:

где b=260,5 мм – ширина полки тавра.

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 Эйлера (учитывает тип закрепления стержневого элемента);

- минимальный радиус инерции поперечного сечения;

- минимальный момент инерции поперечного 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=0,93 – коэффициент понижение допускаемых напряжений (выбирается в зависимости от λ_max по СНиП);

- коэффициент, учитывающий влияния изгибающего момента М_Х на устойчивость;

α=0.6 – коэффициент, учитывающий тип поперечного сечения; - относительный эксцентриситет (коэффициент показывающий, как работает стержневой элемент, как балка или стойка);

-момент сопротивления изгибу поперечного сечения относительно оси OX;

Y_max=Н-Z₀ – 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 влияния двух изгибающих моментов М_Х и М_Y на устойчивость_;

φ^/_у=0,89– 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);

Общая устойчивость в случаи 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=0,029;

Тип сечения: Тавр

Материал: ВСт3сп;

Расчетная группа по СНиП: 4-я.

Рис. 5.3. Схема нагружения нижнего

пояса главной фермы.

1. Допускаемое напряжение при работе на выносливость:

1. Определение типоразмера тавра:

- условие прочности;

- требуемая площадь тавра;

Принимаем тавр 25 0БТ0 ТУ 14 –2 – 24 - 72 .Площадь тавра А=5500 мм²;

1. Раскосы.

1. Схема нагружения и исходные данные:

Т ип сечения: Труба.

Материал: ВСт3сп;

Расчетная группа по СНиП: 4-я.

Рис. 5.4. Схема нагружения раскосов главной фермы.

1. Выбор типоразмера трубы:

- допускаемое напряжение;

- расчетное сопротивление;

- условие прочности;

- требуемая площадь трубы;

- площадь поперечного сечения трубы;

где D – внешний диаметр трубы;

- внутренний диаметр трубы;

S – толщина стенки трубы;

Выбор размеров трубы производится методом перебора. Принимаем S=3 мм, D=76 мм.

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.

Условие устойчивости:

где φ=0,83 – 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: Труба.

Материал: ВСт3сп;

Расчетная группа по СНиП: 3-я.

P_z=47,3 кН;

ρ=0.011.

Рис. 5.5. Схема нагружения стоек

главной фермы.

1. Выбор типоразмера трубы:

- допускаемое напряжение;

- условие прочности;

- требуемая площадь трубы;

Выбор размеров трубы производится методом перебора. Принимаем S=4 мм, D=89 мм.

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.

Условие устойчивости:

где φ=0,84 – коэффициент понижения допускаемых напряжений (выбирается в зависимости от λ_max по СНиП);

Общая устойчивость обеспечивается.

1. Расчет массы главных ферм I – го и II – го варианта.

1. Главная ферма I – го варианта:

1. Верхний пояс:

где - масса одного погонного метра;

- количество погонных метров;

1. Нижний пояс:

где - масса одного погонного метра;

- количество погонных метров;

1. Раскосы:

где - масса одного погонного метра;

- количество погонных метров;

1. Стойки:

где - масса одного погонного метра;

- количество погонных метров;

1. Общая масса главной фермы:

1. Главная ферма II – го варианта:

1. Верхний пояс:

где - масса одного погонного метра;

- количество погонных метров;

1. Нижний пояс:

где - масса одного погонного метра;

- количество погонных метров;

1. Раскосы:

где - суммарная длина всех раскосов;

- площадь поперечного сечения раскоса;

- плотность стали;

1. Стойки:

где - суммарная длина всех стоек;

- площадь поперечного сечения стойки;

- плотность стали;

1. Общая масса главной фермы:

1. Сравнение масс главных ферм I – го и II – го варианта:

Наименование	Масса I – го варианта, кг	Масса II – го варианта, кг
Верхний пояс	2813	2585
Нижний пояс	2770	1296
Раскосы	1118	433
Стойки	182	127
Итого	6883	4441

Вывод: Главная ферма II – го варианта легче, чем I – го варианта на 2442 кг.

1. Расчет сварных соединений.

1. Крепление главной фермы к концевой балке:

1. Р
   асчетная схема:

2. Расчетная нагрузка:

где - распределенная нагрузка на главную ферму;

- пролет фермы;

- вертикальная сила от давления колес тележки;

1. Условие прочности сварного соединения:

где - коэффициент учитывающей способ сварки;

– длина сварного шва;

- допускаемое напряжение для сварных швов;

- катет сварного шва.

1. Длина сварного шва:

Принимаем

1. Расчет крепление раскосов и стоек к косынкам:

1. Расчетная схема:

1. Условие прочности сварного соединения:

где - коэффициент учитывающей способ сварки;

– длина сварного шва;

- допускаемое напряжение для сварных швов;

- катет сварного шва;

- ширина полки уголка;

- расчетная нагрузка.

Прочность сварного соединения обеспечивается. Для унификации длины всех швов принимаем одинаковыми.

1. Расчет концевой балки.

1. Схема нагружения:

1. Расчетные нагрузки:

Вертикальная нагрузка, передаваемая с главной фермы на концевую балку:

где - распределенная нагрузка на главную ферму;

- пролет фермы;

- вертикальная сила от давления колес тележки;

- координаты эпюры под колесами тележки.

Вертикальная нагрузка, передаваемая со вспомогательной фермы на концевую

балку:

где - распределенная нагрузка на вспомогательную ферму.

Вертикальные опорные реакции:

1. Расчетная схема:

- высота концевой балки;

- ширина концевой балки;

- толщина стенок и полок концевой балки;

1. Расчет на прочность концевой балки:

1. Момент инерции поперечного сечения относительно оси ОХ:

1. Допускаемое напряжение:

где - коэффициент неполноты расчета;