Размещено на http: //www. allbest. ru/

ЗМІСТ

1. РОЗРАХУНОК ЗВАРНОЇ СИМЕТРИЧНОЇ ДВОТАВРОВОЇ КРАНОВОЇ БАЛКИ

1.1 Визначення навантажень

1.2 Визначення оптимальної висоти балки і геометричних розмірів її перетину

1.3 Визначення висоти катета шва, що з'єднує пояс зі стінкою

1.4 Перевірка з'єднання пояса зі стійкою з урахуванням дії рухомих навантажень

1.5 Розрахунок стику балок

1.6 Розрахунок ребер жорсткості

1.7 Перевірка стійки балки на місцеву стійкість

1.8 На підставі проведених розрахунків виконати ескіз балки та її відсіку

2. РОЗРАХУНОК ЕЛЕМЕНТІВ ПАНЕЛІ ГОЛОВНОЇ ФЕРМИ КРАНОВОГО МОСТУ НА ДІЮ ВЕРТИКАЛЬНИХ НАВАНТАЖЕНЬ

2.1 Розрахунок геометричних розмірів панелі ферми

2.2 Визначення ваги елементів металоконструкції моста

2.3 Визначення опорних реакцій і зусиль в стержнях заданих у вихідних даних панелі ферми від дії постійного навантаження

2.4 Визначити зусилля в стержнях заданої панелі від дії рухомого навантаження з допомогою ліній впливу

2.5 Розрахунок розмірів поперечного перерізу стержня верхнього пояса головної ферми

2.6 Визначення розмірів поперечного перерізу стержня нижнього пояса головної ферми

2.7 Визначення параметрів поперечного перерізу розкосу головної ферми

2.8 Визначення параметрів поперечного перерізу стійки головної ферми

2.9 Розрахунок зварних швів, що з'єднують елементи розкісної решітки з верхнім поясом і фасонкою

2.10 Ескіз панелі ферми

СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ

1. РОЗРАХУНОК ЗВАРНОЇ СИМЕТРИЧНОЇ ДВУТАВРОВОЇ КРАНОВОЇ БАЛКИ

балка металоконструкція крановий міст

1.1 Визначення навантажень

Визначаємо положення небезпечного перерізу балки, в якому діє максимально можливий згинальний момент.

(1.1)

Будуємо прискореним способом лінію впливу згинального моменту для небезпечного перетину.

Рисунок 1.1 Лінія впливу Мс і Qc.

Визначаємо величину згинального моменту в небезпечному перерізі від дії рухомого навантаження.

(1.2)

=> (1.3)

(1.3)

Розрахуємо величину згинального моменту в небезпечному перерізі від дії постійного навантаження.

(1.4)

де - площа під розподіленим навантаженням, обмежена лінією впливу.

(1.5)



Визначимо розрахункову величину згинального моменту.

(1.6)

=1,1 - динамічний коефіцієнт.

лінію впливу для визначення величини найбільшої поперечної сили. Небезпечний перетин у цьому випадку розташується над опорою.

Визначимо поперечну силу від дії рухомого навантаження.

(1.7)

Приймаємо:

(1.8)

Визначимо величину поперечної сили від дії постійного розподіленого навантаження.

 (1.9)

(1.10)

Визначимо розрахункову величину поперечної сили.

(1.11)

1.2 Визначимо оптимальну висоту балки і геометричні розміри її перетину

Задамося товщиною стінки балки .

Рекомендується приймати , приймаємо .

Визначимо допустимі нормальні напруження матеріалу балки.

, (1.11)

де - коефіцієнт запасу =, приймаємо ;

- межі текучості матеріалу = 240103 Н, для стали Ст.3.

Приймаємо

Розрахуємо оптимальну висоту балки.

(1.12)

де - конструктивний коефіцієнт (), приймаємо .

Приймаємо м.

Перевіримо співвідношення між висотою балки і товщиною стінки.

(1.13)

Прийняту товщину стінки балки перевіримо на зріз.

(1.14)

де - допустимі дотичні напруження матеріалу балки

(1.15)

Визначимо товщину полиці.

(1.16)

Визначимо ширину полки.

(1.17)

Визначимо довжину ділянки балки, на якому тиск зосередженого вантажу рівномірно розподілений.

(1.18)

де - конструктивний коефіцієнт, ;

- сума моментів інерції поперечних перерізів поясу і рейки відносно своїх осей.

(1.19)

де - сума моментів інерції поперечних перерізів поясу і рейки відносно осей,

Перевіримо прийняту товщину стінки балки на зминання.

(1.20)

де

Визначимо момент інерції балки.

(1.21)

Перевіримо перетин балки на міцність за нормальними напруженнями.

(1.22)

Розрахуємо статистичний момент половини перерізу балки щодо нейтральної осі.

 (1.23)

Перевіримо перетин балки за дотичними напруженнями.

(1.24)

.

Виконаємо перевірку кранової балки за умовами допустимого прогину.

(1.25)

Прогин балки від рівномірно розподіленого навантаження :

, (1.26)

де - - модуль пружності, .

Прогин балки від дії рухомого навантаження.

 (1.27)

Повний прогин балки.

(1.28)

.

(1.29)

Повний прогин балки відрізняється від допустимого більше ніж на 5%, тому змінюємо висоту балки і товщину стінки і повторюємо розрахунок прогину.

Приймаємо висоту балки , .

За формулою (1.13) перевіряємо співвідношення між висотою балки і товщиною стінки.

За формулою (1.14) прийняту товщину стінки балки перевіряємо на зріз.

За формулою (1.16) визначаємо товщину полиці.

За формулою (1.17) визначаємо ширину полиці.

За формулою (1.19) визначаємо суму моментів інерціі поперечних перерізів поясу і рейки відносно своїх осей.

За формулою (1.18) визначаємо довжину ділянки балки, на якому тиск зосередженого вантажу вважається рівномірно розподіленим.

За формулою (1.20) перевіряємо прийняту товщину стінки балки на зминання.

За формулою (1.21) визначимо момент інерції балки.

За формулою (1.22) перевіримо перетин балки на міцність за нормальними напруженнями.

За формулою (1.23) розрахуємо статичний момент половини перерізу балки щодо нейтральної осі.

За формулою (1.24) перевіримо перетин балки за дотичними напруженнями.

За формулою (1.26) знаходимо прогин балки від рівномірно розподіленого навантаження .

За формулою (1.27) знаходимо прогин балки від дії рухомого навантаження.

За формулою (1.28) знаходимо повний прогин балки.

За формулою (1.29) перевіряємо повний прогин.

Накреслимо ескіз поперечного перерізу балки з усіма розмірами.



Рисунок 1.2 Ескіз поперечного перерізу балки

1.3 Визначимо висоти катета шва, що з'єднує пояс зі стінкою.

Розрахуємо статичний момент полки щодо нейтральної осі балки.

(1.30)

Визначимо величину допустимих дотичних напружень для металу зварного шва.

 (1.31)

.

Визначимо висоту катета зварного шва.

(1.32)

З міркувань технології виготовлення,висоту катета шва беремо 0,004 м.

1.4 Перевірка з'єднання пояса зі стінкою з урахуванням дії рухомого навантаження

Рисунок 1.3 Схема до розрахунку з'єднання полиць зі стінкою.

Розрахуємо вертикальну складову зусилля, що діє на одиницю довжини шва. Розрахуємо силу зсуву.

(1.33) (1.34)

Перевіримо умову міцності для поясних швів.

(1.35)

1.5 Розрахунок стику балки

Визначимо відстань , на якому знаходиться стик балки.

(1.36)

де

Прискореним методом будуємо лінії впливу згинального моменту і поперечної сили.



Рисунок 1.4 Лінія впливу Мс і Qc перерізу, розміщеного в стику балки.

Визначимо величину згинального моменту, діючого на стик балки.

(1.37)

(1.38)

По формулі (1.2)

По формулі (1.5)

По формулі (1.4)

По формулі (1.6)

Визначимо величину поперечної сили.

(1.39)

(1.40)

(1.41)

По формулі (1.7)

По формулі (1.9)

(1.42)



Розрахуємо величину моменту інерції стінки балки.

(1.43)

Розрахуємо частину згинального моменту, діючого на стиковий шов стінки.

(1.44)

Визначимо навантаження, яке діє на полку.

Розуміємо, що нижня полка розтягнута, а верхня стиснута.

(1.45)



Рисунок 1.5 Зусилля, які утворюються в стику стінки

Рисунок 1.6 Зусилля , які утворюються в стику верхньої полки

Рисунок 1.7 Зусилля, які утворюються в стику нижньої полки

1.6 Розрахунок ребер жорсткості

Рисунок 1.8 Схема до визначення відстані між ребрами жорсткості

Визначаємо відстань між ребрами. Вона має бути не більше і 3 м.

, 10 відсіків.

Визначаємо ширину ребер жорсткості.

(1.46)

Визначаєм товщину ребер жорсткості

(1.47)

;

1.7 Перевірка стінки балки на місцеву стійкість

Перевірка проводиться для заданого відсіку.

Стійкість стінки заданого відсіку балки необхідно перевірити на місцеву стійкість при спільній дії нормальних, дотичних і місцевих напружень зминання.

Побудуємо лінію впливу для заданого відсіку відповідно до схеми Рисунок.1..

За допомогою лінії впливу визначимо величину згинальних моментів і .

 (1.48)

(1.49)

По формулі (1.2)

По формулі (1.5)

По формулі (1.4)

По формулі (1.6)

(1.50)

(1.51)



По формулі (1.2)

(1.52)

По формулі (1.4)

По формулі (1.6)

Середнє значення згинального моменту для заданого відсіку балки.

(1.53)



Рисунок 1.9 Лінія впливу для заданого відсіку балки

За допомогою лінії впливу визначити величину середнього значення поперечної сили Qcp.

(1.54)

(1.55)

 (1.56)

За формулою (1.7)

(1.57)

За формулою (1.42)

Визначимо величину діючих нормальних напружень.

(1.58)

Визначимо величину діючих дотичних напружень.

(1.59)



Розрахуємо величину напружень зминання.

(1.60)

Визначимо критичні нормальні напруження за емпіричною залежністю.

(1.61)

Розрахуємо критичні дотичні напруження.

(1.62)

де - відношення більшої сторони відсіку до меншої, .

Визначимо величину коефіцієнта, що характеризує геометричні розміри балки та умови її завантаження.

 (1.63)

де коефіцієнт, що враховує умови завантаження балки, .

За табл.1.1 визначаємо величину коефіцієнта на зминання.

Таблиця 1.1

г	0,8	1,0	2,0	4,0	6,0	10,0	30,0
ксм	6300	6620	7000	7270	7320	7370	7460

Приймаємо Ксм=7135.

Розрахуємо критичні місцеві напруження на зминання.

(1.64)

Перевіримо місцеву стійкість стінки за співвідношенням:

(1.65)

1.8 На підставі проведених розрахунків виконати ескіз балки та її відсіку

Рисунок 1.10 Ескіз балки та її відсіку

2. РОЗРАХУНОК ЕЛЕМЕНТІВ ПАНЕЛІ ГОЛОВНОЇ ФЕРМИ КРАНОВОГО МОСТУ НА ДІЮ ВЕРТИКАЛЬНИХ НАВАНТАЖЕНЬ

2.1 Розрахунок геометричних розмірів панелі ферми.

Висота головної ферми моста крана загального призначення визначається за емпіричною залежністю.

(2.1)

м

Кількість панелей у фермі

(2.2)

Приймаємо =16.

Розрахуємо довжину панелі.

(2.3)



Знайдемо значення кута між розкосом і стінкою.

(2.4)

2.2 Визначення ваги елементів металоконструкції моста

Визначимо силу тяжіння головної ферми.

(2.5)

Визначимо силу тяжіння допоміжної ферми.

(2.6)

Розрахуємо вагу горизонтальної ферми.

(2.7)



Знайдемо силу тяжіння майданчикової ферми (без настилу).

(2.8)

Вага настилу

(2.9)

де - ширина настилу ();

- товщина листа рифленого настилу (=0,005 м );

- об'ємна вага сталі ( ) ;

- коефіцієнт, що враховує наявність отворів у настилі ().

Сила тяжіння поперечних кріплень

(2.10)

При роздільному приводі сила тяжіння одного механізму пересування береться в межах

Вага кабіни керування з електроустаткуванням і кранівником.

Н.

Приймаємо Н

Розраховуємо постійне навантаження від власної ваги ферми та настилу, що сприймається головною фермою.

(2.11)

Приймаємо, що постійне навантаження розподіляється рівномірно за довжиною мосту і на кожен вузол ферми складає :

(2.12)

2.3 Визначення опорних реакцій і зусиль в стержнях заданих у вихідних даних панелі ферми від дії постійного навантаження

Вичертимо в масштабі розрахункову схему ферми. До вузлів ферми прикладемо навантаження . Крім того ураховуємо, що на другому, третьому і передостанньому вузлі ферми діють зосереджені навантаження від ваги механізму пересування та ваги кабіни.



Рисунок 2.1 Схема конструктивного виконання головної ферми.

Найдемо величину лівої опорної реакції.

(2.13)

(2.14)

Знайдемо величину правої опорної реакції.

( 2.15)

(2.16)



Розрахуємо величину зусилля, що виникає в стержні верхнього пояса заданої панелі від постійного навантаження. Використовуємо метод перерізів.

(2.17)

(2.18)

Визначимо величину зусилля, що виникає в стержні нижнього пояса заданої панелі від дії постійного навантаження.

(2.19)

(2.20)



Визначимо величину зусилля, що виникає від дії постійного навантаження в розкосі.

(2.21)

(2.22)

Визначимо зусилля, що діє в стінці.

(2.23) (2.24)

Рисунок 2.2 Розрахункова схема для визначення навантажень в стержнях головної ферми

2.4 Визначити зусилля в стержнях заданої панелі від дії рухомого навантаження з допомогою ліній впливу.

Розрахуємо силу тяжіння вантажу і крюкової обойми.

(2.25)

де - сила тяжіння крюкової обойми (підвіски) ().

Розрахуємо тиск з боку одного колеса візка на ферму, визвано вагою вантажу і самого візка.

(2.26)

де - коефіцієнт перевантаження, що залежить від режиму роботи крана. Для важкого режиму роботи =1,3.

Будуємо лінію впливу для стержня верхнього поясу заданої панелі ферми Рис.2.3. Визначимо зусилля, діюче в стержні верхнього поясу, від рухомого навантаження. а) Х>6•ln;

: (2.27) (2.28)

(2.29) (2.30)

б) 0<x<5ln;

(2.31)

(2.32)

(2.33)

(2.34)

(2.35)

Побудуємо лінію впливу для стержня нижнього поясу. Визначимо зусилля, діюче в стержні нижнього поясу, від рухомого навантаження.

а) х>6ln

(2.36) (2.37)

б) 0<x<5ln;

(2.38)

(2.39)

(2.40)

(2.41)

Будуємо лінію впливу для розкосу. Визначимо максимальне розтягуючи і максимальне стискаюче зусилля в розкосі від дії рухомого навантаження.

а) x>6ln;

: (2.42)

.

б) 0<x?5ln;

:

(2.43)

(2.44)

(2.45)

(2.46)

(2.47)



(2.48)

(2.49)

(2.50)

Побудуємо лінію впливу для стійки. Визначимо від її рухомого навантаження.

(2.51)



Рисунок 2.3 Лінії впливу для чотирьох стержнів заданої панелі ферми.

2.5 Розрахунок розмірів поперечного перерізу стержня верхнього пояса головної ферми

Визначимо попередньо площу поперечного перерізу стержня.

(2.52)

де - сумарне навантаження;

- коефіцієнт зменшення напруги, що допускається. Попередньо беремо ;

- допустимі напруги матеріалу стержня. ;

Вибираємо розміри поперечного перерізу стержня:

; ; ; .

Рисунок 2.4 Розміри поперечного перерізу стержня

Знаходимо прощу поперечного перерізу стержня.

(2.53)

Обчислимо статичний момент перетину щодо осі х1-х1.

(2.54)

Розрахуємо відстань від осі х1-х1 до центра ваги перерізу.

; (2.55)



Визначимо момент інерції перерізу.

(2.56)

Знайдемо радіус інерції перерізу.

(2.57)

Розрахуємо момент опору перерізу.

(2.58)

Визначимо гнучкість стержня і порівняємо з її допустимою гнучкістю.

(2.59)

де - допустима гнучкість стержня, ;

- коефіцієнт приведення довжини стержня. Для стержнів які мають шарнірне кріплення ;

- довжина стержня.

Вибираємо коефіцієнт зменшення рівня допускаючи напруг відповідно до гнучкості стержня.

Розраховуємо величину згинального моменту, що діє в панелі у вертикальній площині.

(2.60)

Перевіримо умову міцності стержня за нормальними напругами.

; (2.61)

2.6 Визначення розмірів поперечного перерізу стержня нижнього пояса головної ферми

Визначимо необхідну площу поперечного перерізу.

(2.62)

Підберемо по сортаменту рівно поличний куточок

По сортаменту приймаємо: 75758 з =0,001050 м2.

Рисунок 2.5 Розміри поперечного перерізу стержня нижнього поясу.

Розрахуємо площу поперечного перерізу стержня нижнього поясу.

(2.63)



Визначимо радіуси інерції перерізу:

(2.64)

(2.65)

Визначимо гнучкість стержня.

(2.66)

де =250 - гранична гнучкість стержня.

(2.67)

Обчислимо нормальні напруження, що діють у поперечному перерізі стержня.

 (2.68)

2.7 Визначення параметрів поперечного перерізу розкосу головної ферми.

Визначимо необхідну площу поперечного перерізу при дії розтягуючи навантажень.

(2.69)

Визначимо необхідну площу поперечного перерізу при дії стискаючих навантажень.

(2.70)

Підберемо поперечний переріз розкосу.

По сортаменту вибираємо: 63634 с Fу=0,00496 м2.



Рисунок 2.6 Розміри поперечного перерізу стержня розкосу.

Визначимо мінімальний радіус інерції поперечного перерізу розкосу.

(2.71)

Розрахуємо гнучкість стержня.

; (2.72)

Вибираємо коефіцієнт зниження рівня допустимих напруг.

.

Розраховуємо напруги, що виникають у перерізі розкосу від дії стискаючого навантаження.

(2.73)



Розраховуємо напруги, що виникають у перерізі розкосу від дії.

(2.74)

2.8 Визначення параметрів поперечного перерізу стійки головної ферми

Визначимо потрібну площу при дії стискаючих навантаженнях.

(2.75)

Підбираємо поперечний переріз стійки. По сортаменту вибираємо: 63635 з Fу=0,000613 м2.

Рисунок 2.7 Розміри поперечного перерізу стержня стійки

Визначаємо мінімальний радіус інерції стійки.

За формулою (2.71) :

Розрахуємо прогин стійки.

(2.76)

Вибираємо коефіцієнт зменшення допустимих напруги.

Розрахуємо стиск, який утворюється в перерізі стійки.

(2.77)

(2.78)

2.9 Розрахунок зварних швів, що з'єднують елементи розкісної решітки з верхнім поясом і фаскою

Розрахуємо розміри швів для розкосу. Визначимо розміри катетів швів у пера і обушка.

(2.79)

де - товщина куточка, .

Приймаємо

(2.80)

Приймаємо

Визначимо долю зусилля, діючих у пера и обушка.

Для флангового шва, розташованого у пера:

(2.81)

Для флангового шва, розташованого у обушка:

(2.82)



Розрахуємо довжину швів у пера и обушка.

; (2.83)

Для флангового шва, розташованого у пера:

(2.84)

.

Для флангового шва, розташованого у обушка:

(2.85)

Розрахуємо розміри шва для стійки. Визначаємо розміри катетів швів.

Для шва, розташованого у пера. За формулою (2.79)

Для шва, розташованого у обушка. За формулою (2.80)

Визначимо долю зусиль, діючих у пера и обушка.

Для флангового шва, розташованих у пера. За формулою (2.81)

Для флангового шва, розташованих у обушка. За формулою (2.82)

Визначимо довжину швів.

Для флангового шва, розташованого у пера. За формулою (2.84)

Для флангового шва, розташованих у обушка. За формулою (2.85)

Виконаємо ескіз балки і його відсіку. Рисунок 2.8.

Рисунок 2.8 Ескіз панелі головної ферми

СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ

1.Сухінін В.І. Будівельна механіка та металеві конструкції будівельних і дорожніх машин: Навч. Посібник/ Сухінін В.І.-К.:УМК ВО,.1992.-252 с.

2.Жівейнов М.М., Карасьов Г.М., Цвей І.Ю. Будівельна механіка та металоконструкції будівельних і дорожніх машин: Підручник для вузів за спеціальністю «Будівельні та дорожні машини і обладнання». -М.: Машинобудування, 1988.-280 с.

3. Ряхін В.А., Мошкари Г.Н. Довговічність і стійкість зварних конструкцій будівельних і дорожніх машин. - М.: машинобудування, 1984. - 232 с.

4. Шевченко В.Д. Проектування металевих конструкцій будівельних і дорожніх машин. - К.: Вища школа, 1982. - 164 с.

5.Дарков А.В., Шапошников М.М. Будівельна механіка. - М.: Вища школа, 1986. - 600 с.

6. Проектування машин для земляних робіт. / За ред. А.М. Холодова. - Х.: Вища школа, 1986. - 272 с.

7.Сухінін В.І. Методичні вказівки і завдання до практичних знань з курсу «Будівельна механіка та металеві конструкції будівельних і дорожніх машин». - Харків: ХАДИ, 1993. -56 с.

8.Сухінін В.І. Методичні вказівки до курсової роботи з дисципліни «Будівельна механіка та металеві конструкції будівельних і дорожніх машин». - Харків: ХАДІ, 1989. - 25 с.

9.Сухінін В.І. Будівельна механіка та металеві конструкції будівельних і дорожніх машин :Навч. Посібник. - К.: УМК ВО, 1992. - 252 с.

Размещено на Allbest.ru