Теоретическое обоснование выбора рационального способа усиления стропильных ферм на основе выяснения слабых частей и элементов
Анализ основных способов выявления слабых частей и элементов стропильных ферм. Особенность установления вида предельного состояния. Исследование ввода в конструкцию хозяйства предварительно напряженных затяжек. Выбор схемы усиления сжатых стержней.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 25.11.2016 |
| Размер файла | 17,6 K |
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/
Пензенский государственный университет архитектуры и строительства, кандидат технических наук, доцент кафедры «Механика»
ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА РАЦИОНАЛЬНОГО СПОСОБА УСИЛЕНИЯ СТРОПИЛЬНЫХ ФЕРМ НА ОСНОВЕ ВЫЯСНЕНИЯ СЛАБЫХ ЧАСТЕЙ И ЭЛЕМЕНТОВ
Зернов В.В.
Зайцев М.Б.
Толстенкова И.И.
Выбор схемы усиления конструкций существенно зависит от их типа, технического состояния, условий нагружения до и после усиления, специфических условий эксплуатации, задач усиления и т.д.
Назначению схемы усиления конструкций, в частности металлических стропильных ферм, должен предшествовать анализ несущей способности не усиленной конструкции. С этой целью, прежде всего, требуется произвести ее статический расчет и расчет на устойчивость с учетом действительной расчетной схемы на различные комбинации нагрузок (включая нагрузки, воздействие которых предполагается после усиления). Такой расчет может осуществляться в рамках линейной постановки в предположении неограниченной упругости элементов фермы. Выбрав расчетные сочетания усилий для каждого элемента системы, выявляются те из них, несущая способность которых недостаточна и минимизирует несущую способность системы в целом.
Установление степени перегрузки каждого из элементов, недостаточная несущая способность которых в наибольшей степени влияет на несущую фермы в целом, и отношения их количества к общему числу элементов позволяет оценить усиливаемую конструкцию с точки зрения равнопрочности и дает общее представление о выборе схемы усиления. Очевидно, если в системе больше 20% стержней, у которых несущая способность недостаточна, то наиболее рационально принять схему усиления с изменением конструктивной схемы фермы, ведущим к существенному перераспределению усилий в конструкции.
В другом случае выбор падает на иные методы усиления, такие как увеличение сечений стержней фермы, введение дополнительных элементов без существенного изменения статической схемы. Оценка размещения стержней с недостаточной несущей способностью в общей схеме фермы является также важным этапом анализа. Такая оценка дает представление о характере желаемого перераспределения усилий (разгрузка опорных или пролетных зон ферм), и следовательно, может служить основанием для выбора схемы усиления.
Установление вида предельного состояния также оказывает влияние на этот выбор. Например, если для группы сжатых элементов одновременно не выполняются условия прочности и устойчивости, то необходимы, либо соответствующая их разгрузка за счет изменения схемы конструкции, либо усиление увеличением сечения. Необеспеченность только устойчивости может свидетельствовать или о необходимости развития системы связей, или о рациональности введения дополнительных шпренгельных элементов в систему. стропильный ферма затяжка стержень
С точки зрения эффективности разгрузки элементов системы рациональны схемы, максимально увеличивающие жесткость конструкции. В первую очередь этому условию отвечают схемы, связанные с подведением дополнительных опор, затем с введением дополнительных элементов и, наконец, непосредственным увеличением сечений элементов в соответствующих зонах фермы.
Ввод в конструкцию фермы предварительно напряженных затяжек позволяет эффективно влиять на перераспределение усилий в ней. Однако при использовании методов предварительного напряжения при усилении следует учесть, что сложность работ по осуществлению и контролю преднапряжения не демонтируемых конструкций (тем более в условиях действующего производства), возможность перераспределения части усилий на смежные и ограждающие конструкции и их потерь за счет обжатия и обмятия элементов и деталей существенно влияет на эффект усиления. Практика обследования усиленных конструкций показывает, что в ряде случаев введенные предварительно напряженные затяжки через несколько месяцев эксплуатации теряю значительную долю усилий предварительного напряжения.
Выбор схемы усиления сжатых стержней стропильных металлических ферм определяется в общем случае формой их поперечного сечения, условием загружения, соотношениями и величинами жесткостей. Теоретическим обоснованием выбора рациональной схемы усиления ферм с позиции устойчивости и максимального повышения критической нагрузки служит то, что различные сжатые элементы не одинаково эффективно участвуют в обеспечении общей устойчивости ее. Поэтому прежде чем решить, какую схему усиления наиболее выгодно выбрать, нужно выявить те элементы конструкции, усиление которых в наибольшей степени повлияет на повышение устойчивости всей фермы в целом, а значит и на повышение значения критической нагрузки.
Существуют несколько методов определения слабых частей и элементов ферм. Один из методов определения слабых частей - определение главных реакций, а также их производных по формуле:
Сравнивая их значения можно судить о наиболее слабых частях ферм, усиление которых в наибольшей степени повлияет на повышение критической нагрузки. Для определения наиболее слабых стержней или элементов фермы предлагается определить долю участия каждого элемента в обеспечении общей устойчивости.
Это реализуется определением коэффициентов эффективности fkкак компонент вектора градиента критической силы. Сравнивая значения коэффициентов активности можно решить вопрос о выборе рациональной схемы усиления. Усиление элементов с незначительными коэффициентами активности приведет к небольшому повышению критической нагрузки. На основе определения коэффициентов активности с использованием градиента критического состояния, а также энергетическим методом также можно решать вопрос о выборе схемы усиления металлических стропильных ферм.
Библиографический список
1. А.Н. Раевский, М.Б. Зайцев. Определение градиента условия критического состояния для рам и ферм и использование его для рационального усиления. Ж-л «Известия вузов», Строительство N4, 1999 г.
2. В.В. Зернов, М.Б. Зайцев, Н.Н. Ласьков. Определение критической нагрузки для стропильных ферм в упругой и упруго-пластической стадиях работы. Ж-л «Региональная архитектура и строительство», N4, 2014 г.
3. Кузин Н.Я. Проектирование и расчёт стальных ферм покрытий промышленных зданий: Учебное пособие. - Пенза: Пензенский государственный университет архитектуры и строительства. 2014 г. -247с.
Аннотация
Данная статья посвящена теоретическому обоснованию выбора рационального способа усиления стропильных ферм. Показаны несколько способов выявления слабых частей и элементов ферм.
Ключевые слова: конструкции ферм, коэффициент эффективности, критическая нагрузка, общая устойчивость, схемы усиления
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Способы изготовления стропильных ферм, компоновочные схемы производственных цехов. Требования к организации сварочного производства, правила безопасности при работе на механическом оборудовании и слесарным инструментом. Расчет параметров режима сварки.
дипломная работа [5,8 M], добавлен 18.06.2019Сварка металлов - великое русское изобретение. Типы стропильных ферм, их классификация по конструктивному оформлению, очертанию поясов, типам решетки и поперченных сечений элементов, статической схеме. Выбор металла, особенности расчета стропильной фермы.
курсовая работа [160,6 K], добавлен 25.05.2012Изготовление 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 04.11.2014Выбор и обоснование структурной схемы усилителя. Количество каскадов и площадь усиления. Расчет выходного, промежуточного и входного каскадов, элементов высокочастотной коррекции и элементов, определяющих характеристику усилителя в области нижних частот.
курсовая работа [431,3 K], добавлен 25.05.2012Сварные 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 27.02.2009Обоснование этапного усиления мощности участка железнодорожной линии. Анализ объемов грузовых и пассажирских перевозок, пропускной и провозной способности при существующем техническом состоянии. Обзор отступлений элементов плана от норм проектирования.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 26.02.2012Влияние граничных условий на величину критической силы при потере устойчивости. Пределы применимости формулы Эйлера. Расчет продольно-сжатых стержней с использованием коэффициента снижения допускаемых напряжений. Использование коэффициента в расчетах.
контрольная работа [309,0 K], добавлен 11.10.2013Характеристика сплава отливки. Анализ технологичности конструкции детали. Выбор плоскости разъема формы. Обоснование выбора способа изготовления форм и стержней. Выбор формовочных и стержневых смесей. Расчет продолжительности затвердевания отливки.
курсовая работа [2,2 M], добавлен 06.04.2015Выбор заготовки для производства запасных частей. Обоснование маршрута изготовления изделий. Выбор оборудования, инструментов и приспособлений. Определение режимов резания. Определение трудоемкости изготовления детали, коэффициента использования металла.
контрольная работа [225,7 K], добавлен 11.05.2012Выбор и обоснование конструктивно-компоновочной схемы транспортного средства, определение предварительных координат центра масс. Расчет масс элементов проектируемого автомобиля. Выбор и обоснование выбора двигателя, трансмиссии, ходовой части автомобиля.
курсовая работа [1,7 M], добавлен 11.12.2022Критерии и обоснование выбора мощности и двигателей, обеспечивающих надежную работу в заданном режиме. Расчет и выбор защиты от токов перегрузки, короткого замыкания, нулевой защиты и блокировки. Подтверждение правильности выбора элементов схемы.
курсовая работа [168,3 K], добавлен 24.02.2012История становления и развития столярного дела, современные достижения и тенденции, оценка преимуществ и недостатков использования дерева как строительного материала. Способы и виды соединения деревянных конструкций, используемые для строительства ферм.
реферат [3,3 M], добавлен 25.11.2013Определение издательско-полиграфического оформления издания. Характеристика проектируемого издания с указанием его структурных элементов. Выбор и обоснование выбора способа печати, используемого оборудования и материалов. Расчет загрузки по процессам.
курсовая работа [148,7 K], добавлен 18.04.2011Класифікація ферм: мостів, покриття, з паралельними поясами, полігональні, арочні, трикутні. Вузли ферм з решіткою із парних кутників. З'єднання труб, підготовлене для зварювання. Запровадження нових способів зварювання у середовищі захисних газів.
контрольная работа [386,3 K], добавлен 04.05.2014Разработка главной электрической схемы КЭС. Выбор мощности силовых трансформаторов. Технико-экономическое сравнение вариантов схем. Разработка электрических схем распределительных устройств. Принцип выбора коммутационных аппаратов и токоведущих частей.
курсовая работа [490,0 K], добавлен 04.03.2011Выбор и обоснование технологической схемы производства древесностружечных плит. Выбор способа производства древесностружечных плит, их размеры, назначение. Обоснование выбора способа производства трехслойных древесностружечных плит, характеристика сырья.
курсовая работа [114,6 K], добавлен 20.11.2009Особенности выбора конструктивно-компоновочной схемы ракеты. Анализ результатов баллистического расчёта минимума стартовой массы. Весовой расчёт ракеты при выбранных оптимальных проектных параметрах. Объемный расчет основных частей проектируемой ракеты.
курсовая работа [6,1 M], добавлен 23.11.2009Расчет и выбор элементов силовой части электропривода. Принципы и обоснование выбора системы регулирования и ее элементной базы. Порядок проведения анализа статических и динамических свойств привода и составление его принципиальной электрической схемы.
курсовая работа [3,6 M], добавлен 16.06.2013Краткое описание существующих способов бурения, критерии их выбора и расчет производительности. Расчет параметров БВР. Обоснование выбора промышленного ВВ, правила безопасности при обращении с ними. Выбор способа взрывания и средств инициирования.
курсовая работа [291,7 K], добавлен 14.12.2010Разработка технологического процесса восстановления крышки распределительных шестерен №66-1002060-Б с применением рациональных способов ремонта. Обоснование выбора рационального способа восстановления детали. Технологические схемы устранения дефектов.
курсовая работа [651,4 K], добавлен 09.02.2018
