Курсовая работа - Расчет фермы. Вариант 24 - файл n1.doc

Курсовая работа - Расчет фермы. Вариант 24
скачать (1014.5 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc1015kb.10.06.2012 06:58скачать

n1.doc

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального

образования

Уфимский государственный авиационный технический университет



Кафедра Технологии и оборудование сварочного производства.


% / нед

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

100































90































80































70































60































50































40































30































20































10




































ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

14.07.610024.000ПЗ

к курсовому проекту по Проектированию сварных конструкций



Группа СП-360

Фамилия И.О.

Подпись

Дата

Оценка


Студент

Хабиев Р.Р










Консультант

Медведев А.Ю










Принял

Медведев А.Ю











Уфа 2010 г.


Содержание

1. Исходные данные……………………………………………………….4

2. Расчет усилий в стержнях и реакций в опорах……………..…………5

3. Расчет минимальных сечений стержней………………………………8

4. Расчет на выносливость……………………………………………….10

5. Проектирование крепления косынки к поясу …….…………………12

6. Проектирование крепления решетки к косынке ….…….…………...14

7. Проектирование сварных стыков……………………………………..15

Список литературы………………………………………………………..17




1.Исходные данные


Узел № 24

Группа материала: С245

Количество циклов нагружения:

Ферма нагружена в усилиями Р=6 кН, приложенных в узлах верхних поясов, и подвижной нагрузкой Q=60 кН перемещающейся по верхнему поясу между узлами 5 и 45.

Расстояние между поясами h = 1,2 м,

Расстояние между стойками d = 0,8 м,

Пояса фермы выполнены из проката двутаврового профиля, раскосы и стойки выполнены из равнополочных уголков. Сопряжение решетки с поясами осуществляется с помощью косынок.

Рисунок 1- Расчетная схема консольной фермы

Необходимо:

  1. Рассчитать минимальные сечения стержней входящих в узел 24 из условия статической прочности.

  2. Рассчитать минимальные сечения стержней входящих в узел 24 из условия усталостной прочности.

  3. Спроектировать сварное соединение крепления решетки к косынке.

  4. Спроектировать сварное соединение крепления косынки к поясу.

2.Расчет усилий в стержнях и реакций в опорах



Реакции в опорах определим из условий равновесия фермы.




;
;
.
Сумма проекций всех сил на ось Y равна нулю:

;
;
.

Сумма проекций всех сил на ось Х равна нулю:

;

;

.
Усилия в стержнях можно определить методом рассечения фермы.

(Рисунок 2). Рассекаем между 24 и 25 узлами. Отбрасываем левую часть.


Рисунок 2 – Рассеченная ферма.

Заменяем соединения усилиями. Получим два уравнения равновесия момента. Первое уравнение равновесия момента:





откуда:


Второе уравнение равновесия момента:




откуда:






Сумма проекций всех сил на ось Y равна нулю:

;



где,



отсюда следует,



тогда,


Проверка:

;



.

0 = 0
Проверка подтвердила правильность найденных сил в узлах.

Отбрасываем правую часть. Заменяем соединения усилиями. Получим два уравнения равновесия момента. Первое уравнение равновесия момента:



;

откуда:


Второе уравнение равновесия момента:




откуда:


Сумма проекций всех сил на ось Y равна нулю:

;



тогда,



3.Расчет минимальных сечений стержня



Расчет на прочность элементов, подверженных центральному растяжению или сжатию силой N, следует выполнять по формуле:
;

откуда минимальное значение площади поперечного сечения :
;

где с - коэффициенты условий работы, принимаемый по табл. 6* СНиП II-23-81. Значения с :

- для сжатых стержней с=0,9;

- для растянутых стержней с=0,8.

Ry - расчетное сопротивление по пределу текучести. Рассчитывается

где - коэффициент надежности по материалу проката, принимаемый по табл. 2* СНиП II-23-81 (в соответствии с ГОСТ 27772-88): ;

Для материала С245 МПа (табл. 51* СНиП II-23-81), откуда:

МПа.

Принимаем в соответствии табл. 51* СНиП II-23-81
Подставим усилия от стержней (,,) в формулу для нахождения площади поперечного сечения, получим:

Для верхнего пояса (24’25’):



Для нижнего пояса (2426):



Для раскоса (2425’):


Для поясов возьмем большую площадь сечения. Прокат для верхних и нижних поясов берем одинаковые.

Примем двутавр (ГОСТ 8239-72) №33 с F=53,8 см.

Примем уголок (ГОСТ 8509-72) №7,5 с F=11,5 см.




Поскольку раскос нагружен сжимающим усилием, необходимо провести расчет на выносливость.

4.РАСЧЕТ НА ВЫНОСЛИВОСТЬ.
Расчет на выносливость следует производить по формуле
maxR,
где R – расчетное сопротивление усталости, принимаемое по табл. 32* СНиП II-23-81 в зависимости от временного сопротивления стали и групп элементов конструкций, приведенных в табл. 83* СНиП II-23-81;

 – коэффициент, учитывающий количество циклов нагружений n и вычисляемый: при n ≥ 3,9106 =0,77

– коэффициент, определяемый по табл. 33 СНиП II-23-81 в зависимости от вида напряженного состояния и коэффициента асимметрии напряжений minmax; здесь min и max – соответственно наибольшее и наименьшее по абсолютному значению напряжения в рассчитываемом элементе, вычисленные по сечению нетто без учета коэффициента динамичности и коэффициентов , e, b. При разнозначных напряжениях коэффициент асимметрии напряжений следует принимать со знаком "минус".

Расчет наибольшего по абсолютному значению напряжения :





Расчет наименьшего по абсолютному значению напряжения (без учета Q):











Сумма проекций всех сил на ось Y равна нулю:

;





тогда
Коэффициента асимметрии напряжений ;

Согласно Табл. 33 СНиП II-23-81

0 < r £ 0,8;

Выбираем соответствующую формулу для расчета коэффициента 



Из условия maxR,

163,9

163,9169,785

Условие выносливости выполняется.Так же при расчете на выносливость должно выполняться условие:

где - расчетное сопротивление стали растяжению, сжатию, изгибу по временному сопротивлению;

-коэффициент надежности в расчетах по временному сопротивлению;

Согласно табл. 51 СНиП II-23-81 =240МПа, =1,3(Пункт 4* СНиП II-23-81).

169,785 МПаМПа

169,785 МПаМПа

Условие выносливости выполняется.


5. ПРОЕКТИРОВАНИЕ КРЕПЛЕНИЯ КОСЫНКА К ПОЯСУ
Выбор способа сварки. В качестве способа сварки выберем – ручную дуговую сварку ГОСТ 5264-80
Выбор сварочных материалов. При выборе сварочного материала необходимо воспользоваться табл. 55* СНиП II-23-81.

Выбираем сварочный электрод Э-42
Выбор размеров.

Максимальное значение катета:
;
где –наименьшая толщина соединяемых элементов.
Минимальное значение катета определим по табл. 38* СНиП II-23-81:

k=6 мм
Сварные соединения с угловыми швами при действии продольной и поперечной сил следует рассчитывать на срез (условный) по двум сечениям:

  1. Сечение по металлу шва

  2. Сечение по границам металла сплавления.

Соответственно формулы будут:



где - расчетная длина шва;

=0,95 – коэффициент условия работы;

=1;

=0,7;

и -коэффициенты принимаются при сварке сталей с до 530 МПа по табл.34* СНиП II-23-81

и - коэффициенты условий работы шва, которые необходимо принимать равными 1.

Допускаемые напряжения на срез для сварных швов и металла границы сплавления выбираются согласно табл. 3 СНиП II-23-81:
МПа;
МПа;
где МПа согласно ГОСТ 9467-75

=1,25 таблица 3, СНиП II-23-81 .
Для первого случая (сечение по металлу шву):

Для второго случая (сечение по границам металла шва):


6. ПРОЕКТИРОВАНИЕ КРЕПЛЕНИЯ РЕШЕТКИ К КОСЫНКЕ
Для первого случая (сечение по металлу шву):

Для второго случая (сечение по границам металла шва):

Так как центр тяжести сечения уголка находится не посередине ширины элемента, то шов, расположенный ближе к центру тяжести, воспринимает большую нагрузку, чем шов, расположенный дальше от центра тяжести (см рис. 3). Считается, что усилия, приходящиеся на швы, будут обратно пропорциональны расстояниям их от центра тяжести сечения и могут быть получены по формулам, подставив значения в которые значения b=7 см и =2,02 см, найдем :











Рисунок 3-Крепление решетки к косынке
Принимаем
7.ПРОЕКТИРОВАНИЕ СВАРНЫХ СТЫКОВ

Для данного случая применим стык вразбежку.

Равнопрочность такого соединения обеспечивается двухсторонней ручной дуговой сваркой встык. При выборе сварочного материала необходимо воспользоваться табл. 55* СНиП II-23-81. Выбираем электрод Э42.

Сварку ведут с применением заходных и выходных планок.



Рисунок 4-Стык вразбежку

Размеры и расчет соединительных планок.

Необходимо так же предусмотреть планки которые крепятся к поясам фермы при помощи угловых швов.


Рисунок 5-Проектирование планки

Между торцами стыкуемых элементов поясов ферм, перекрываемых планками, следует оставить зазор не менее 50 мм, для того чтобы уменьшить сварочные напряжения.




Общая длина швов составляет:

Для первого случая (сечение по металлу шву):

Для второго случая (сечение по границам металла шва):






СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


  1. Строительные нормы и правила СНиП II-23-81(1990)

  2. Николаев Г.А. «Расчет, проектирование и изготовление сварных конструкций»

  3. Винокуров В.А. «Расчет сварных конструкций»


Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации