Проект (1041451), страница 2

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

Текст из файла (страница 2)

Рис.14 Эпюры изгибающего момента для верхнего пояса в двух плоскостях уОz и хОz

Наиболее нагруженными являются точки 1 и 2.

1. Расчетная схема:

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 – нормативное сопротивление при растяжении;

γ_m=1.05 – коэффициент надежности по материалу.

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 X;

М_у – изгибающий момент относительно оси Y;

1. Подбор сечения верхнего пояса:

Подбор размера 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 №22 ГОСТ 8240-89.

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 Х:

где - собственный момент инерции швеллера относительно оси Х.

Момент инерции поперечного сечения относительно оси Y:

где - собственный момент инерции швеллера относительно оси Y;

Z₀=22.1 мм – координата центра тяжести швеллера;

Площадь поперечного сечения:

Напряжение в точке А:

где Y_A=H/2=220/2=110 мм – координата точки А по оси Y;

Х_А=b+5=82+5=87 мм – координата точки А по оси Х;

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

Напряжение в точке Б:

где Y_Б=Н/2=220/2=110 мм – координата точки Б по оси Y;

Х_Б=Х_А=82 мм – координата точки Б по оси Х;

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 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=0.82 – коэффициент понижения 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=220/2=110 мм – максимальная координата поперечного сечения по оси Y;

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=0.7 – 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 X;

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=491.4 кН;

ρ=0.021;

Тип сечения: Два швеллера.

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 сечения швеллера:

- условие прочности;

- требуемая площадь одного швеллера;

Выбираем швеллер №20 ГОСТ 8240-89. Площадь швеллера А_ш=2340 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.

1. Выбор сеченияуголка:

- допускаемое напряжение;

- условие прочности;

- требуемая площадь одного уголка

- для раскосов Р3, Р4,;

Результаты расчета сведены в таблицу 5.5.

Таблица 5.5. Подбор типоразмера швеллера.

Как видно из таблицы 5.5 требуемая площадь уголка А_у=714 мм² (раскос Р3). Выбираем уголок №7,5 ГОСТ 8240-56. Площадь уголка А_у=739 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=16.7 – координата центра тяжести уголка;

Условие устойчивости:

;

где φ=0.76 – 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=75.5 кН;

ρ=0.007.

Рис. 5.5. Схема нагружения стоек главной фермы.

1. Выбор сечения уголка:

- допускаемое напряжение;

- условие прочности;

- требуемая площадь одного уголка;

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=19 мм – координата центра тяжести уголка;

Условие устойчивости:

где φ=0.81 – коэффициент понижение допускаемых напряжений (выбирается в зависимости от λ_max по СНиП);

Заключение:

Общая устойчивость обеспечивается.

1. Расчет главной фермы второго варианта.

1. Верхний пояс:

1. Схема нагружения и исходные данные:

P_z=495 кН;

L₂=1400 мм;

D=75 кН;

DG=9 кН;

ρ=0.021 ;

Материал: ВСт3сп;

Расчетная группа по

СНиП: 4-я.

Рис. 7.1. 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. 7.2. 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);

Характеристики

Список файлов курсовой работы