!_______3 (1041296), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Х, Y - центральные оси сечения;

Z₀ – координаты центра тяжести швеллера;

Н – высота швеллера;

b – ширина полки швеллера.

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=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 производился методом перебора, то есть брался произвольный швеллер и производились расчеты:

1. На статическую прочность;

2. На устойчивость;

3. На сопротивление усталости.

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

Принимаем швеллер №20 ГОСТ 8240-80.

1. Проверочный расчет на статическую прочность:

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

(см. Рис. 5.2.).

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=20.7 мм – координата центра тяжести швеллера;

Площадь поперечного сечения:

Напряжение в точке А:

где Y_A=H/2=200/2=100 мм – координата точки А по оси Y;

Х_А=b+5=76+5=81 мм – координата точки А по оси Х;

Статическая прочность в точке А обеспечивается.

Напряжение в точке Б:

где Y_Б=Н/2=200/2=100 мм – координата точки Б по оси Y;

Х_Б=Х_А==81 мм – координата точки Б по оси Х;

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

1. В плоскости действия максимального изгибающего момента М_Х;

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

В плоскости действия максимального изгибающего момента М_Х:

- условие устойчивости;

где φ_у=0.78 – 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/2=200/2=100 мм – максимальная координата поперечного сечения по оси ОY;

Общая устойчивость в плоскости действия максимального изгибающего момента М_х обеспечивается.

В случаи 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=0.56 – коэффициент понижение допускаемых напряжений (выбирается в зависимости от λ_max и m_у по СНиП);

- коэффициент учитывающей влияния изгибающего момента М_Y на устойчивость;

- 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 случаи совместного действия изгибающих моментов М_х и М_Y обеспечивается.

Заключение:

Общая устойчивость стержневого элемента обеспечивается.

1. Проверочный расчет на сопротивление усталости.

Условие прочности:

Заключение:

Сопротивление усталости обеспечивается.

1. Нижний пояс.

1. Схема нагружения и исходные данные:

P_Z=237.4 кН;

ρ=0.014;

Тип сечения: Два уголка.

Материал: ВСт3сп;

Расчетная группа по СНиП: 7-я.

Рис. 5.3. Схема нагружения нижнего пояса главной фермы.

1. Допускаемое напряжение при работе на выносливость:

1. Определение типоразмера уголка :

- условие прочности;

- требуемая площадь одного уголка;

Выбираем уголок №7.5 ГОСТ 8509-57. Площадь уголка А_у=1150 мм²;

1. Раскосы.

1. Схема нагружения и исходные данные:

Тип сечения: Два уголка.

Материал: ВСт3сп;

Расчетная группа по СНиП: 7-я.

Рис. 5.4. Схема нагружения раскосов главной фермы.

Как видно из таблицы 5.4., неизвестно какой раскос имеет самое опасное сочетание нагрузок, поэтому расчет на сопротивление усталости будем производит для всех раскосов.

1. Выбор типоразмера уголка:

- допускаемое напряжение;

- для раскоса Р1;

- для раскоса Р2;

- для раскосов Р3, Р4, Р5, Р6;

- условие прочности;

- требуемая площадь одного уголка;

Результаты расчета сведены в таблицу 5.5.

Таблица 5.1. Подбор типоразмера уголка.

Как видно из таблицы 5.5 требуемая площадь уголка А_у=517 мм² (раскос Р3).

Выбираем уголок №5.6 ГОСТ 8509-57. Площадь уголка А_у=541 мм²;

1. Проверочный расчет общей устойчивости:

Максимальная гибкость:

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.

- площадь поперечного сечения раскоса;

- минимальный собственный момент инерции уголка.

Z₀=15.7 – координата центра тяжести уголка;

Условие устойчивости:

;

где φ=0.72 – коэффициент понижение 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=56.5 кН;

ρ=0.05.

Рис. 5.5. Схема нагружения стоек главной фермы.

1. Выбор типоразмера уголка:

- допускаемое напряжение;

- условие прочности;

- требуемая площадь одного уголка;

Согласно расчетам подходит уголок №3.6, но согласно технологическим рекомендациям надо выбирать уголок не меньше №5, поэтому выбираем уголок №5 ГОСТ 8509-57. Площадь уголка А_у=296 мм²;

1. Проверочный расчет общей устойчивости:

Максимальная гибкость:

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.

- площадь поперечного сечения раскоса;

- минимальный собственный момент инерции уголка.

Z₀=13.3 мм – координата центра тяжести уголка;

Условие устойчивости:

;

где φ=0.79 – коэффициент понижение допускаемых напряжений (выбирается в зависимости от λ_max по СНиП);

Общая устойчивость обеспечивается.

1. Расчет горизонтальной фермы первого варианта.

   1. Раскосы.

1. Схема нагружения и исходные данные:

Тип сечения: Уголок.

Материал: ВСт3сп;

Расчетная группа по СНиП: 7-я.

P_Z=17.8 кН;

ρ=-1

Характеристики

Список файлов курсовой работы