Главная Коллекция "Revolution" Производство и технологии Проектирование металлических конструкций

Проектирование металлических конструкций

Расчетная схема стальной фермы и определение узловых нагрузок. Вычисление усилий в элементах, а также их расчетных длин. Расчет толщины фасонки, центрально-сжатых и растянутых элементов. Определение параметров сварных швов и конструирование узлов фермы.

Рубрика Производство и технологии
Вид контрольная работа
Язык русский
Дата добавления 03.12.2015
Размер файла 323,0 K
рефераты на заказ со скидкой

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Определение расчётных нагрузок

Рис. 1. Расчётная схема стальной фермы

Узловая нагрузка определяется по формуле

;

Где - равномерно распределенная нагрузка, кН/м2

a2 - шаг фермы, м

-ширина панели, м

Ширину панели определяем по формуле

Где L - длина пролета фермы, м

n-количество панелей, штук

Определяем высоту фермы

h=b=1,7 м

h0=(0.5-0.6) h=0.5*1,7=0,85 м

Расчётная равномерно распределённая нагрузку на ферму

Узловая нагрузка на ферме

2. Определяем усилия в элементах фермы

Усилие в элементах фермы определим графическим методом с помощью диаграммы Максвелла-Кремона (рис. 2).

На основе диаграммы составляем таблицу 1.

Таблица 1. Усилие в элементах фермы

№ стержня

Обозначение на диаграмме

Усилие

Знак

Величина

От единичной силы

От фактической силы, кН

1-2

a-l

-

0.5

54,31

2-3

b-l

0

0

0

3-4

c-n

-

3.50

380,20

4-5

d-q

-

7.60

825,59

5-6

e-s

-

8,10

879,9

6-7

f-t

-

8,10

879,9

7-8

q-v

-

7,60

825,25

8-9

h-y

-

3.50

380,20

9-10

i-d

0

0

0

10-11

j-D

-

0.5

54,31

11-12

k-z

+

3,90

423,66

12-13

k-х

+

6.05

657,21

13-14

k-w

+

6.05

657,21

14-15

k-u

+

7.60

825,59

15-16

k-r

+

7.60

825,59

16-17

k-p

+

6.05

657,21

17-18

k-o

+

6.05

657,21

18-1

k-m

+

3,90

423,66

1-3

l-m

-

3,90

423,66

3-18

n-m

+

0,70

76,04

18-4

n-o

-

3.55

385,64

4-17

p-o

0

0

0

4-16

q-p

+

2,15

233,55

16-5

q-r

-

1.5

162,94

5-15

s-r

+

0.70

76,04

15-6

s-t

-

1

108,63

15-7

t-u

+

0.70

76,04

7-14

v-u

-

1.5

162,94

14-8

v-w

+

2.15

233,55

8-13

x-w

0

0

0

8-12

y-x

-

3.55

385,64

12-9

y-z

+

0,70

76,04

9-11

D-z

-

3,90

423,66

3. Определение расчетных длин элементов ферм

Расчетные длины элементов ферм определяем по формуле

0=µ,

где µ - коэффициент приведения длины

- геометрическая длина элемента, м

Потеря устойчивости элементов ферм можно произвести относительно одной из главных осей, там где гибкость максимальна, поэтому для элементов фермы расчет будем вести в двух плоскостях: а) плоскости фермы( еfх)

б) плоскости фермы( еfy)

Для сжатого пояса, опорного раскоса и опорной стойки коэффициент приведения длины будет равен µx= µy=1.0

Для других промежуточных сжатых элементов решетки коэффициент приведения длины будет равен; µx=0.8, µy=1.0

Для растянутых элементов, µ=1.0

Расчёт расчётных длин проведём в табличной форме. (табл. 2)

Таблица 2. Расчетные длины

№ стержня

Геометрическая длина І, м

µх

µy

Расчетная длина

В плоскости ферм еfх

Из плоскости ферм еfy

1-2

0,85

1,0

1,0

0,85

0,85

2-3

1,7

1,0

1,0

1,7

1,7

3-4

1,7

1.0

1.0

1,7

1,7

4-5

1,7

1.0

1.0

1,7

1,7

5-6

1,7

1.0

1.0

1,7

1,7

6-7

1,7

1.0

1.0

1,7

1,7

7-8

1,7

1.0

1.0

1,7

1,7

8-9

1,7

1.0

1.0

1,7

1,7

9-10

1,7

1.0

1.0

1,7

1,7

10-11

0,85

1.0

1.0

0,85

0,85

11-12

1,9

1.0

1.0

1,9

1,9

12-13

1,7

1.0

1.0

1,7

1,7

13-14

1,7

1.0

1.0

1,7

1,7

14-15

1,7

1.0

1.0

1,7

1,7

15-16

1,7

1.0

1.0

1,7

1,7

16-17

1,7

1.0

1.0

1,7

1,7

17-18

1,7

1.0

1.0

1,7

1,7

18-1

1,9

1.0

1.0

1,9

1,9

1-3

1,8

1.0

1.0

1,8

1,8

3-18

1,7

0,8

1,0

1,36

1,7

18-4

2,4

0.8

1.0

1,92

2,4

4-17

1,7

0.8

1.0

1,36

1,7

4-16

2,4

0.8

1.0

1,92

2,4

16-5

1,7

0,8

1,0

1,36

1,7

5-15

2,4

0.8

1.0

1,92

2,4

15-6

1,7

0.8

1.0

1,36

1,7

15-7

2,4

0.8

1.0

1,92

2,4

7-14

1,7

0.8

1.0

1,36

1,7

14-8

2,4

0.8

1.0

1,92

2,4

8-13

1,7

0.8

1.0

1,36

1,7

8-12

2,4

0.8

1.0

1,92

2,4

12-9

1,7

0.8

1.0

1,36

1,7

9-11

1,8

1.0

1.0

1,8

1,8

4. Определение толщины фасонки

Толщина фасонки определяется по максимальному усилию в элементах фермы.

Nmaх= 879,9 кН

Исходя из этого толщина фасонки принимается:

tf =14 мм

Предельная гибкость стержней.

л=Іеf/imin[л] - условие по придельной гибкости

Для растянутых элементов ферм [л] = 400

Для сжатого верхнего пояса, опорных стоек и опорных раскосов [л] = 120

Для других сжатых элементов решетки [л] = 150

5. Расчет центрально-сжатых элементов

1. Подберем сечение опорного центрально сжатого раскоса фермы 1-3 из двух равнополочных уголков.

Нам известно:

N1-3=423,66 кН;

еfх= еfy= =180 см;

Ry=27 кН/см2; tf=1.4 см.

Условие устойчивости определяется по формуле

у=

где ?-коэффициент продольного изгиба

А - площадь поперечного сечения, см2

Ry-расчетное сопротивление, кН

гс-коэффициент условия работы, который является постоянным и равен гс=1.0;

N - расчетное сопротивление стали.

Требуемая площадь поперечного сечения определяем по формуле

Аnec1-3==423,66/0,7*27=22,4 см2

Предварительно принимаем =0.7

Принимаем сечение из двух равнополочных уголков 75х8 мм с площадью поперечного сечения А 1-3= 11,5*2=23,0 см2,

iх= см; z0=2,15 см

Определим гибкость стержня по формуле

лmaх=== 78,9 [л]=120 - условие выполнено

По лmaх и R y принимаем коэффициент продольного изгиба, который вышел =0.657

Проверим условие устойчивости принятого сечения:

у = = 28,0 кН/см2 Ry= 27 кН/см2 - условие не выполнено.

Определяем средний коэффициент продольного изгиба

Принимаем сечение из двух равнополочных уголков 90х7 мм с площадью поперечного сечения А 1-3= 12,3*2=24,6 см2,

iх= см; z0=2,47 см

Определим гибкость стержня по формуле

лmaх=== 65 [л]=120 - условие выполнено

По лmaх и R y принимаем коэффициент продольного изгиба, который вышел =0.761

Проверим условие устойчивости принятого сечения:

у = = 22,6 кН/см2 Ry= 27 кН/см2 - условие выполнено.

2. Подберем сечение опорной стойки фермы 1-2 из двух уголков.

Нам известно:

N1-2=54,31 кН;

еfх= еfy= = 85 см;

Ry=27 кН/см2; tf=1.4 см

Требуемая площадь поперечного сечения

Принимаем сечение из двух не равнополочных уголков 63х40х5 мм с площадью поперечного сечения

А 1-2=4,98*2=9,96 см2,

iх=2 см.;

iy1 = 1,12 см

z0=0.95 см

Определим гибкость стержня по формуле

лmaх== = 42,7 [л] = 120 - условие выполнено

По лmaх и R y принимаем коэффициент продольного изгиба, который вышел =0.874

Проверим на устойчивость принятое сечение

у = = 6,24 кН/см2Ry= 27 кН/см2 - условие выполнено.

3. Подберем сечение стойки фермы 16-5 из двух уголков.

Дано:

N16-5=162,94 кН;

еfх=136 см, еfy= 170 см;

Ry=27 кН/см2; tf=1.4 см

Расчёт ведётся исходя из условия прочности

Требуемая площадь поперечного сечения

Принимаем сечение из двух равнополочных уголков 56х5 мм с площадью поперечного сечения

А 16-5=6,13*2=12,26 см2,

iх=iy1 1,94

z0=1.74 см

Определим гибкость стержня по формуле

Лmax1=== 70,1 [л]=150 - условие выполнено

Лmax2=== 87,6 [л]=150-условие выполнено.

Исходя из расчётов выбираем наибольшее значение гибкости Лmax2 =87,6

По лmaх и R y принимаем коэффициент продольного изгиба =0.595

Выполняем проверку уcтойчивости принятого сечения

у = = 22,3 кН/см2Ry= 27 кН/см2 - условие выполнено.

4. Подберем сечение верхнего сжатого пояса фермы 5-6 из двух уголков.

Дано:

N5-6= 879,9 кН;

еfх= еfy= см;

Ry=27 кН/см2; tf=1.4 см

Требуемая площадь поперечного сечения

Принимаем сечение из двух равнополочных уголков 125х10 мм с площадью поперечного сечения

А5-6= 24,3*2=48,6 см2

iх= iy1=3,85; z0=3,45 см

Определим гибкость стержня по формуле

лmaх=== 44,1 [л]=120 - условие выполнено

По лmaх принимаем коэффициент продольного изгиба, который вышел =0,866

Проверим условие устойчивости принятого сечения

у = = 20,9 кН/см2Ry= 27 кН/см2 - условие выполнено.

6. Расчет центрально-растянутых элементов

1. Расчет ведется из условий прочности.

Подберем сечение центрально растянутого нижнего пояса фермы 15-16 из двух уголков.

Дано:

N15-16=825,59 кН;

еfх= еfy==170 см;

Ry= 27 кН/см2; tf=1.4 см

Требуемая площадь поперечного сечения

Аnec15-16 = = 30,6 см2

Принимаем сечение из двух равнополочных уголков 90х9 мм с площадью поперечного сечения

А15-16=15,6*2=31,2 см2

iх= iy1=2,75 см

z0 = 2,55 см

Определим гибкость стержня по формуле

лmaх=== 61,8 [л]=400-условие выполнено.

2. Подберем сечение центрально растянутой стойки фермы 3-18 из равнополочных уголков.

Дано:

N3-18=76,04 кН;

еfх= 136 см; еfy=170 см;

Ry= 27 кН/см2; tf=1.4 см

Требуемая площадь поперечного сечения

Аnec3-18==2,8 см2

Принимаем сечение из двух равнополочных уголков 50х5 мм с площадью поперечного сечения А3-18=4,8*2=9,6 см2, iх= iy1=1,53; z0=1,42 см

Определим гибкость стержня по формуле

лmaх===88,8[л] = 400 - условие выполнено,

лmaх=== 111,1 [л] = 400-условие выполнено.

3. Подберем сечение центрально растянутого раскоса фермы 4-16 из двух уголков.

Дано:

N4-16=233,55 кН;

еfх= 192 см; еfy=240 см;

Ry= 27 кН/см2; tf=1.4 см

Требуемая площадь поперечного сечения

Аnec4-16 == 8,65 см2

Принимаем сечение из двух равнополочных уголков 50х5 мм с площадью поперечного сечения А4-16=4,8*2=9,6 см2, iх=iy = 1,53 см, z0=1,42 см

Определим гибкость стержня по формуле

лmaх===125,5 [л] = 400 - условие выполнено,

лmaх=== 156,9 [л] = 400-условие выполнено.

Результаты подбора сечений элементов фермы сводим в таблицу 3.

Таблица 3. Сечение элементов ферм

№ стержня

Усилие, кН

Сечение

1-3

423,66

90х7

1-2

54,31

63х40х5

3-18

76,04

50х5

4-16

233,55

50х5

16-5

162,94

56х5

5-6

879,9

125х10

16-15

825,59

90х9

7. Расчет сварных швов и конструирование узлов фермы

Расчет сварных швов

Шов характеризуется длиной lw и толщиной kw

kw4.0 мм

Для ручной сварки kw = 4,5,6,7,8,9,10,12 мм

Коэффициенты для ручной сварки вf=0.7

вz=1.0

Общий вид формулы по определению длины швов

lw=

Длину шва для обушка определяем по формуле

=1

Длину шва для пера определяем по формуле

=1

Для равнополочных уголков б=0.7

Для неравнополочных уголков соединенных меньшей полкой б=0.75

Для неравнополочных уголков соединённых большой полкой б=0.6

Рассчитаем сварные швы в узле 16.

ферма фасонка сварной шов

Схема к расчёту сварных швов в узле 16

Принимаем электрод для ручной сварки Э42. Определим значение в выражениях

вf*Rwf=0.7*18= 12,6 кН/см2

вz*Rwz=1.0*16,5=16,5 кН/см2

принимаем (в fR wf)min =12,6 кН/см2.

1. Определяем длину шва у обушка и пера для стойки 16-5

N 16-5 162,94 кН

Кw=4 мм

= + 1= 12,3 см

= + 1= 5,8 см

Проверяем выполнение условий:

= 12,3 см ?lwmax=85*вf*kw=85*0.7*0.4=23,8 см

= 5,8 см ?lwmax=85*вf*kw=85*0.7*0.4=23,8 см

= 12,3 

= 5,8 см

Принимаем

= 13 см Кwo=4 мм

= 6 см Кпw=4 мм

2. Определяем длину шва у обушка и пера для нижнего пояса 16-15

N15-16=825,59 кН

Кw=7 мм

= + 1=33,7 см

= + 1= 15,04 см

Проверяем выполнение условий:

= 33,7 см < lwmax=85*вf*kw=85*0.7*0,7 = 41,65 см

= 15,04 см ? lwmax=85*вf*kw=85*0.7*0,7 =41,65 см

= 33,7 с

= 15,04 см

Принимаем

=34 см Кwo=7 мм

= 16 см Кпw=7 мм

3. Определяем длину шва у обушка и пера для раскоса 4-16

N4-16=233,55 кН

Кw=4 мм

= + 1=17,22 см

= + 1= 7,9 см

Проверяем выполнение условий:

= 17,22 см ? lwmax=85*вf*kw=85*0.7*0,4 = 23,8 см

= 7,9 см ? lwmax=85*вf*kw=85*0.7*0,4 =23,8 см

=17,22 с

= 7,9 см

Принимаем

= 18 см Кwo=4 мм

= 8 см Кпw=4 мм

4. Определяем длину шва у обушка и пера для нижнего пояса 16-17

N16-17=657,21 кН

Кw=7 мм

= + 1=27,1 см

= + 1= 12,2 см

Проверяем выполнение условий:

= 27,1 см ? lwmax=85*вf*kw=85*0.7*0.7 = 41,65 см

= 12,2 см ? lwmax=85*вf*kw=85*0.7*0.7=41,65 см

= 27,1 с

= 12,2 см

Принимаем

= 28 см Кwo=7 мм

= 13 см Кпw=7 мм

Конструирование узлов фермы

Результаты расчета и конструирования узла сводим в таблицу 4.

№ узла

Обозначение стержней

Усилие

кН

Сечение № профиля

, мм

, мм

, мм

, мм

16

17-16-15

825,59

90х9

7

670

7

610

16-4

233,55

50х5

4

180

4

180

5-16

162,94

56х5

4

136

4

136

Список литературы

1. Методические указания для курсового проектирования металлических конструкций (Расчет обшивки и вспомогательных балок затворов)/ Сост. Н.Е. Стеликов горки1985. 36 с.

2. Инженерные конструкции: Методические указания / Белорусская государственная сельскохозяйственная академия; Сост.Д.С. Дубяго, Д.В. Кольчевский. Горки, 2007. 44 с.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

  • Расчет и проектирование сварных ферм

    Изготовление сварных конструкций. Определение усилий стержней фермы по линиям влияния. Проектирование количества профилей уголков. Подбор сечения стержней. Расчет сварных соединений. Назначение катетов швов. Конструирование узлов и стыков элементов ферм.

    курсовая работа [2,4 M], добавлен 04.11.2014

  • Расчет и проектирование сварных конструкций

    Краткое описание металлоконструкции крана. Выбор материалов и расчетных сопротивлений. Построение линий влияния. Определение расчетных усилий от заданных нагрузок в элементах моста, подбор его сечений. Расчет концевой балки, сварных швов, прогиба балки.

    курсовая работа [1,3 M], добавлен 12.06.2010

  • Определение опорных реакций фермы

    Определение усилий в стержнях фермы аналитическим методом вырезания узлов. Значение усилий в стержнях фермы, особенности расчета опорных реакций. Расчет плоской сложной и пространственной конструкций. Определение усилий в стержнях фермы методом Риттера.

    курсовая работа [305,8 K], добавлен 29.09.2010

  • Расчет узла фермы моста крана

    Предварительное определение проектной массы фермы крана и массы грузовой крановой тележки. Определение экстремальных значений полных расчетных усилий в стержнях фермы моста крана. Подбор сечений стержней фермы. Расчет стыка элементов пояса в узле.

    курсовая работа [375,0 K], добавлен 24.12.2015

  • Автоматизированное конструирование и расчет металлоконструкций однобалочного мостового крана

    Расчет основных размеров кранового моста. Определение нагрузок на конструкцию. Аналитический расчет ездовой балки. Расчет фермы жесткости. Действие инерционных нагрузок и нагрузки перекоса. Проверка напряжений, расчет сварных швов и концевой балки.

    курсовая работа [490,1 K], добавлен 19.11.2012

  • Многопролётная балка

    Образование поэтажной схемы многопролётной балки. Расчёт металлоконструкции фермы. Определение реакций опор в многопролётной балке. Построение эпюры поперечных сил. Приведение нагрузки к узловой. Подбор сечений элементов фермы. Расчёт сварных швов.

    курсовая работа [1005,5 K], добавлен 06.10.2010

  • Расчет и проектирование элементов и узлов конструкций

    Расчет болтовых соединений фланцев муфты и обечайки барабана механизма подъема грузоподъемного крана. Проектирование узла фермы; расчет сварного, заклепочного соединения. Определение промежуточного вала, зубчатых передач, шпонок, опорных подшипников.

    курсовая работа [2,2 M], добавлен 17.08.2013

  • Одноэтажное промышленное здание

    Компоновка и расчет поперечной рамы. Определение габаритных размеров мостового крана и конструкций в плоскости рамы. Расчет надкрановой и подкрановой частей двухветвевой колонны. Проектирование стропильной сегментной фермы и вычисление усилий в стержнях.

    курсовая работа [1,7 M], добавлен 06.03.2013

  • Расчет деревянной фермы

    Конструирование и расчет несущих элементов покрытия: конструктивная схема, расчет клеефанерной панели и ее проверка на прочность. Вычисление параметров основной несущей конструкции, стойки каркаса. Защита от загнивания и возгорания, при транспортировке.

    курсовая работа [401,8 K], добавлен 30.01.2014

  • Технология изготовления строительной фермы из прямоугольных труб

    Сварные фермы: назначение, нагрузки, классификация. Методы определения расчетных усилий в стержнях. Подбор сечений стержней ферм. Основные принципы конструирования и сборки сварных ферм. Решетчатые строительные металлоконструкции различного назначения.

    дипломная работа [103,7 K], добавлен 27.02.2009

  • Механика вертолета

    Расчет подредукторной фермы вертолета. Ее геометрические параметры. Определение усилий в стержнях фермы и их проектировочный расчет. Расчет кругового кольца при плоском изгибе. Определение внутренних силовых факторов и поперечного сечения шпангоута.

    курсовая работа [776,7 K], добавлен 17.04.2010

  • Сварные конструкции

    Проектирование главной фермы мостового крана. Анализ вариантов проекта. Расчет усилий в отдельных стержнях фермы. Определение необходимых размеров поперечных сечений стержней, удовлетворяющих условиям выносливости, устойчивости и статической прочности.

    курсовая работа [1,7 M], добавлен 15.08.2010

  • Расчет и проектирование центрально-сжатой сварной колонны

    Определение геометрических размеров колонны, выбор материала, оценка прочностных характеристик и анализ полученных результатов. Специфика конструкций, изготовленных из металлических деталей, соединенных сваркой. Преимущества сварных конструкций.

    курсовая работа [1,2 M], добавлен 09.05.2023

  • Расчет узлов фермы

    Практические конструкторские расчеты узлов сварной фермы: промежуточный узел из парных уголков и проверка прочности стыка, прикрепление пояса к накладкам и к фасонкам с обеих сторон конструкции, опорный раскос и сопряжение стропильной фермы с колонной.

    лабораторная работа [34,6 K], добавлен 01.12.2010

  • Расчет устойчивости сварных конструкций

    Сварка как основной технологический процесс в промышленности. Характеристика материалов сварных конструкций. Виды сварных швов и соединений. Характеристика типовых сварных конструкций. Расчет на прочность и устойчивость при разработке сварных конструкций.

    курсовая работа [1,1 M], добавлен 23.09.2011

  • Проект металлических конструкций мостового крана

    Назначение генеральных размеров моста крана. Силы тяжести электродвигателя и редуктора механизма передвижения. Давление колес тележки на главную балку. Расчетная схема на действие вертикальных нагрузок. Определение усилий в главной балке моста крана.

    курсовая работа [429,7 K], добавлен 10.06.2011

  • Проектирование сварных конструкций

    Выбор и обоснование сварочных материалов, анализ и оценка их свариваемости. Расчет плоского настила без ребер жесткости. Определение параметров балки настила. Расчет и конструирование главной балки, порядок проверка местной устойчивости ее элементов.

    курсовая работа [721,3 K], добавлен 15.05.2013

  • Расчет плоских и пространственных конструкций

    Исследование равновесия плоских шарнирных ферм, определение реакций внешних связей. Определение усилий в стержнях фермы методом вырезания узлов и методом Риттера. Система уравнений для определения реакций внешних и внутренних связей, значения реакций.

    курсовая работа [907,0 K], добавлен 12.10.2009

  • Усиление металлических конструкций

    Определение нагрузки и расчетных усилий, воспринимаемых балками настила до и после реконструкции здания. Подбор сечения балки настила и характеристики выбранного двутавра. Методика усиления балки увеличением сечения. Расчет поясных швов и опорного узла.

    контрольная работа [369,8 K], добавлен 20.09.2011

  • Проектирование узла крепления

    Расчет проушины шарнирного соединения типа "ухо-вилка", балочного кронштейна, болтов крепления и толщины подошвы. Методика проведения литьевых и сварочных работ, определение основных параметров технологических процессов. Расчет и параметры сварных швов.

    курсовая работа [527,6 K], добавлен 18.07.2014

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.

© 2000 — 2023, ООО «Олбест» Все права защищены