Программа, методические указания и задания, страница 3

Все документы курсового проекта оформляются в соответствия с требованиями СТП

3. ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ - ВЫПОЛНЕНИЯ ПРОЕКТА

Выполнение курсового проекта начинам с оформления задания на проектирование, которое подписывает студент и руководитель.

Затем студент приступает к изучению основных литературных источников, посвященных проектирование сварных конструкций данного типа (тип конструкции см. в задании). После этого необходимо провести сравнительный анализ выявленных вариантов конструкции. Результатом такого анализа должна бить рациональная конструктивная схема, удовлетворяемая всем требованиям, предъявляемым к конструкции и обеспечивающая надежность при минимальных затратах материалов, труда и времени, Дале производят расчеты и по их результатам эскизное конструирование элементов выбранного Варианта изделия (порядок расчета см. п. 4.1.3.).

Все расчеты должны быть приведены в расчетно-пояснительной записке, после оформления, которой и проверки руководителем, студент может приступить к выполнению графической части проекта. Для работы над проектом отводится 12 недель, и он должен быть представлен к защите за I неделе до начала экзаменационной сессии, поэтому своевременное завершение этой работы может быть обеспечено, при условии систематического ее выполнения начиная с момента оформления задания.

Работа над проектом должна производиться при контроле и помощи со стороны руководителя, которые осуществляются во время консультаций, проводимых, согласно, учебного плана.

4.МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ

ОТДЕЛЬНЫХ ЧАСТЕЙ ПРОЕКТА

4.1. Методические указания к выполнению расчетно-поя-нительной записки

4.1.1. Структура расчетно-пояснительной записки

Пояснительная записка курсового проекта в общем случае должна состоять из следующих разделов: оглавление (содержание); перечень листов графической части; введение; расчетная часть; заключение; список использованных источников; приложения.

При необходимости записка может включать и другие разделы, но без увеличения общего ее объема (см.п.2).

4.1.2. Введение. Во введении необходимо показать актуальность темы курсового проекта, обосновываясь на значения проектируемой сварной конструкции для народного хозяйства. Студент должен указать конкретную задачу, решаемую курсовым проектом и основные этапы проектирования. Объем этого раздела не должен превышать I...2 страниц.

4.1.3. Расчетная часть

4.1.3.1. Общие указания

Расчет строительных стальных конструкция ведется по предельным состояниям. Основы этой методики изложены в главе СНиП II-А. 10-71 "Основные положения проектирования". Основным руководящим документом при проектировании стальных строительных конструкций является глава СНиП II-В. 3-72 "Стальные конструкции. Нормы проектирования".

При расчете металлических конструкций применяется также метод расчета по допускаемым напряжениям. Этот метод расчета частный случай методики расчета по предельному состоянию.

Расчет производятся с использованием международной системы единиц СИ, в которой за единицу силы принят ньютон Н), а напряжение выражается в паскалях (Па).

Расчеты необходимо начинать с выбора конструктивной схемы, удовлетворяющей всем требованиям, предъявляемым к конструкции. Далее производится расчет и конструирование выбранного варианта примерно в следующей последовательности:

• определение расчетных нагрузок;

• составление расчетной схемы;

• определение усилий в элементах конструкции;

• определение размеров конструктивных элементов;

• подбор сечений конструктивных элементов;

• назначение и расчет сварных соединений;

• выбор метода сварки и расчет параметров режимов;

• конструирование и расчет узлов закрепления сварной конструкции;

• расчет потребного количества основного и электродного металла;

• определение веса конструкции.

При проектировании следует иметь ввиду, что цель расчетов - проверка прочности, устойчивости и жесткости, предварительно намеченной конструктивной схемы, позволяющая уточнить размеры и обеспечить надежность конструкции при наименьших затратах металла.

В зависимости от типа конструкции порядок проведения расчетов приведенный выше, может изменяться и дополняться расчетами, необходимыми для проектирования.

4.1.3.2. Методические указания по расчету и проектированию главной сварной балки электрического мостового крана

Поскольку по балке перемещается тележка с грузом, то необходимо определить усилия в различных ее сечениях от положения груза. Наиболее приемлемым является метод линия влияния, т.к. линия влияния выражает зависимость усилия в заданном сечении балки от положения груза на ней. Поэтому:

1) Строят линию влияния опорных реакций, линии влияния изгибающего момента и линии влияния поперечной силы. При этом расчеты ведут от одного груза, равного единице, а после этого строят линии при заданном загружении с целью определения их максимально возможных значений в различных сечениях балки. При этом, вычисленное суммарное максимальное значение величины моментов от сосредоточенной силы и равномерно-распределенной нагрузки, будет расчетный момент для балки.

Расчетная величина поперечной силы будет максимальное значение, полученное от сложения значений поперечных сил от сосредоточенной и равномерио-распределенной нагрузок.

2) Определяют требуемую наименьшую высоту балки (h) из условия заданной нормы жесткости [f/l] от сосредоточенного груза. Для этого задастся профилем балки (двухтавр или коробчатое сечение) определяют величину допустимого напряжения путем умножения величины допустимого напряжения материала, на которого выполняют балку, на коэффициент" у "; учитывающий эффективный коэффициент концентрация напряжений (Кэ) и характеристику цикла " z ".

3) Определяют требуемую высоту балки ( h ) из условия ее наименьшего сечения. В качестве расчетной высота применяет больнее значение, полученное в результате расчетов по п.п.1 и 3.

4) Определяют размеры поперечного сечения балки с учетом расчетного нагибающего момента "Мр", и определенной ее высоты "h". Для этого находят требуемый момент сопротивления (W_TР) и требуемая момент инерции (Y_тp ) сечения. Затем определяют величина напряжении с целью проверки размеров сечения по прочности. При этом, когда в одном сечении совпадают максимальные значения поперечной силы и изгибающего момента, то определяет эквивалентные напряжения, величина которых должна укладываться в диапазоне +5%,-5%от допустимого напряжения при растяжении; тогда сечение считают подобранным рационально.

5) Определяют общую устойчивость балки.

Общую устойчивость балки, у которой момент инерции относительно горизонтальной оси значительно превосходит его значение относительно вертикальной, обеспечивают ее закреплением в горизонтальной плоскости, т.е. путем постановления связей. Для этого задаются величиной расстояний между закреплениями и проверяют правильность этого расстояния по величине ( ф) коэффициента уменьшения допустимых напряжений в балке .в учетом обеспечении ее устойчивости, которая должна быть больше единицы. При этом условии считают, что устойчивость балки обеспечена.

6) Определяют местную устойчивость. В сжатых поясах балки потеря устойчивости происходят вследствие достижения напряжения сжатия до критического значения. Чтобы это явление не имело место, следует ширину пояса (в) брать не более 30 его толщины.

В вертикальных местах балок потери устойчивости чаще всего вызывают критические касательные напряжения.

Поэтому для повышения местной устойчивости вертикального листа необходима постановка ребер жесткости. При атом величины напряжений и размеры балки определяют расстояние между ребрами жесткости. Ширину ребра, как правело, принимают конструктивно в зависимости от его высоты по соотношению:в_р>h_p/30+40 (мм)

а толщину не менее I/I5 ширины.

Правильность постановки ребер жесткости их размеры, а следовательно и местная устойчивость вертикальных листов будут обеспечены при соблюдении условия:

где: б- нормальное напряжение на верхней кромке вертикального листа;

б₀, t₀ соответственно, номинальное и касательное напряжение от

растягивающей силы;

б_м напряжение под сосредоточенной силой;

б_м0 напряжение от конструктивного фактора. т.е. величина, зависящая от расстояния между ребрами и их толщины;

t касательное напряжение от наибольшей поперечной силы.

Из этого же условия определяют, обеспечивается ли устойчивость конструкции в опорных сечениях, учитывав величину касательного напряжения "t" от величины поперечной силы, действующей на опоре.

7) Рассчитывают поясные швы. Рабочими напряжениями в неясных швах являются касательные напряжения, при этом в нижних поясных швах учитывают статический момент половины площади сечения балки относительно ее центра тяжести, а в верхних поясных швах - статический момент сечения с наличием приваренного рельса.

В верхних поясных швах к вычисленных напряжениям добавляется напряжение от сосредоточенной силы, т.е. местное напряжение, распределенное в вертикальном листе на условной длине" z ", величину которой определяем ранее при расчете местного напряжения под сосредоточенной силой. Подучив значения касательных напряжений, определяют условное касательное результирующее напряжение, величина которого должна, соответствовать

[t]=0,65[б]_р

8) Определяют влияние, приварим ребер жесткости на снижение допустимых напряжений в основном металле.

Для этого подсчитывают коэффициент снижения допустимых напряжений при действии переменных растягивающих усилий, который учитывает аффективный коэффициент концентрации напряжений в конструкции и характеристику цикла, и должен быть близок к единице.

9) Расчет технологических стыков. Поскольку длина балки значительна, то в ней имеют место технологические стыки, в которых величина напряжения не должна превышать отклонения +5%, -5% от величины допустимого напряжения.

10) Выбор и обоснование методов и режимов сварки, а также присадочных материалов.

II) Конструирование балки электрического мостового крана. Конструирование производится с учетом подученных расчетам размеров и соблюдения стандарта [I].

4.1.3.3. Методические указания до расчету сварных ферм

Расчет сварных ферм должен быть выполнен в следующей последовательности.

1) На первом этапе проектирования необходимо произвести выбор конструктивной схемы фермы, основываясь на ее назначении, требованиях эксплуатации и данных для расчета, приведенных в задании. На этом этапе определяются генеральные размеры фермы (пролет и высота), а также назначают уклон верхнего пояса и высоту на опоре. Следует иметь ввиду, что высота ферм определяется требуемой жесткостью, характеризуемой заданным прогибом и возможностью транспортировки фермы по железной дороге. Поэтому габарит конструкции не должен превышать по высоте 3,8м по ширине 3,2м по длине 13м (длина четырехосной платформы).

2) Определение нагрузок.

Строительные фермы рассчитывают на нагрузки (постоянные и временные), передающиеся на них в виде сосредоточенных сил в узлах. Эти нагрузки являются равномерно распределенными и поэтому их рассчитывают на I м^а. Затем определяют грузовую площадь, приходящуюся на один узел, после чего находят сосредоточенную силу действующую на каждый узел фермы (узловые нагрузки).

Значение расчетных нагрузок представляют в таблице, в которой указывают следующие данные: характер нагрузки (постоянные равномерно распределенные, постоянные сосредоточенные, временные равномерно распределенные); величину нормативных нагрузок; принятые коэффициенты перегрузок; и найденные расчетные нагрузки. После этого производят определение узловых нагрузок на ферму. Результатом этого этапа является расчетная схема фермы с нагрузками.

3) Определение усилий в элементах ферм. Усилия в элементах стропильных ферм от неподвижных нагрузок могут быть найдены любым из известных методов: аналитическим; графическим или графоаналитическим. Однако наиболее просто их можно определить графически - путем построения диаграммы Максвелла - Кремоны (см. например [6] ). Найденные усилия заносятся в таблицу, в которой указывают наименование элемента (вервий пояс, нижний пояс, раскосы, стойки), обозначение элемента на схеме и расчетное усилие.

4) Определение расчетной длины сжатых стержней производят вследствие того, что в критическом состоянии возможна потеря их устойчивости.

Расчеты начинают с самого нагруженного стержня, при этом учитывают особенности конструктивной схемы фермы. Найденные расчетные длины элементов заносят в таблицу.

5) Подбор сечения элементов фермы производят для элементов верхнего и нижнего поясов, имеющих наибольшую перегрузку и наиболее перегруженных раскосов и стоек. Сначала рассчитывают требуемую величину площади сечения элемента. Далее по этой площади подбирают по стандартам (см. приложение) прокат с площадью поперечного сечения близкой к расчетной и делают проверку подобранных элементов по допускаемым напряжениям, (б<[б]). Сечение элементов верхнего и нижнего поясов, обычно принимают постоянным по всей длине. Для сокращения количества профилей раскосы и стойки изготавливают также из проката постоянного сечения. Результаты расчетов сводят в таблицу.

6) Расчет сварных соединений. На следующем этапе проектирования производят расчет сварных соединений. При этом необходимо определить место конструктивных стыков, показать их конструкцию, назначить способ сварки и привести необходимые указания по технологии сварки.