Курсовой проект по строительной механике

5.dwg

Сварка ручная дуговая по ГОСТ 5264-80.
Обозначение сварных швов относится ко всем подобно
свариваемым деталям.
Размеры для справок.
Общие допуски по ГОСТ 30893.1: h14

3.dwg

2.dwg

4.dwg

со штампованными накладками
Поковка: группа ЗГ ОСТ92-1008-77
*Размеры для справок.
Неуказанные предельные отклонения размеров по
Неуказанные радиусы 10 30 мм.

1.dwg

ЗАПИСКА.doc

1. Расчет многопролетной статически определимой балки
1. Кинематический анализ заданной балки
Кинематический анализ задачи выполняется с использованием следующей формулы:
W-число степеней свободы задачи
D-число дисков(пролетов)
число кинематических закреплений (опорных стержней)
Если W=0то задача статически определимая при W0- задача статически неопределимая при W>0-геометрически изменяемая.
2. Образование поэтажной схемы многопролетной балки
Для удобства расчета и наглядности представления о характере работы каждого из дисков многопролетной статически определимой балки строится ее поэтажная схема. Так как шарнир эквивалентен шарнирно-неподвижной опоре по числу связей и степеней свободы то заменив шарниры в балке на шарнирно-неподвижные опоры можно построить поэтажную схему.(Рис.2)
Для обеспечения статической определимости балок-вставок горизонтальная связь одной из опор этих балок переносится на соседнюю справа основную балку. В поэтажной схеме балки нижний этаж - основная балка а верхний - второстепенная.
Рис.2 Образование поэтажной схемы балки
3.Определение реакций опор в многопролетной балке
1 Участок B-Cопределяем значение реакции и :
2 Участок К-Fопределяем значение реакций и :
3 Участок С-Kопределяем значение реакций и :
4. Построение эпюр поперечных сил
5. Построение эпюр моментов
6. Построение линии влияния опорных реакций для двух средних опор и линии влияния М и Q в двух сечениях расположенных в первом пролете на расстоянии 16 м. от левой опоры и во втором пролете на расстоянии 24 м. от левой опоры.
Линии влияния опорных реакций внутренних поперечных сил и изгибающих моментов для многопролетных статически определимых балок состоят только из прямолинейных участков.
Определение с помощью линий влияния опорных реакций для двух средних опор M и Q в заданных сечениях для неподвижной нагрузки
Значение реакции опоры изгибающего момента или поперечной силы в заданном сечении по соответствующей линии влияния определяется по формуле:
Где: S – искомая величина;
q – распределенная нагрузка;
M – изгибающий момент;
y - ордината линии влияния в сечении балки под действующей силой;
- площадь участка линии влияния под распределенной нагрузкой;
- угол наклона линии влияния под изгибающим моментом.
Правило знаков для данной формулы:
Сила и распределенная нагрузка положительные если они направлены вниз т.е. по направлению единичного груза.
Изгибающий момент положительный если направлен против часовой стрелки.
Ордината y и площадь берутся со своим знаком на линии влияния.
Угол наклона линии влияния положительный если он образуется вращением нулевой линии по часовой стрелке.
Для определения опорной реакции загрузим соответствующую линию влияния внешней нагрузки:
с эпюры поперечных сил:
Погрешность в значениях полученных по линии влияния и по эпюре поперечных сил составляет
Определим опорную реакцию по линии влияния :
Определим изгибающий момент в сечении 1-1 по соответствующей линии влияния:
Погрешность в значениях полученных по линии влияния и по эпюре изгибающих моментов составляет
3 Определим поперечную силу в сечении 1-1 по соответствующей линии влияния:
с эпюры поперечных сил:
Погрешность в значениях полученных по линии влияния и по эпюре поперечных сил составляет .
Определим изгибающий момент в сечении II-II по соответствующей линии влияния:
Определим поперечную силу в сечении II-II по соответствующей линии влияния:
Результаты расчета приведены в таблице 1
Сопротивление сечения изгибу
Примем швеллер №40. h=400 b=115 d=8 t=135 R=15 r=6 площадь сечения 615 см.
Расчет плоской статически определимой фермы
Рис. 1 Расчетная схема фермы
2. Кинематический анализ фермы
где - число степеней свободы;
- число дисков (стержней);
- число простых шарниров;
- число кинематических закреплений (опорных стержней).
Если то задача статически определимая. При задача статически неопределимая а при - геометрически изменяемая.
Для данной фермы число степеней свободы будет определяться:
где - число дисков (стержней);
следовательно рассматриваемая ферма - статически определимая стержневая система. Кроме того она геометрически неизменяема так как стержни сгруппированы в шарнирные треугольники и каждый следующий узел крепится к предыдущему шарнирному треугольнику двумя стержнями. Рассматриваемая ферма не является мгновенно изменяемой системой так как три опорных стержня не пересекаются в одной точке.
3.Определение опорных реакций
Рис. 2 Опорные реакции фермы.
Для определения опорных реакций используем уравнения равновесия:
4.Приведение распределенной нагрузки и опорных реакций к узловой нагрузке
Рис. 3 Распределенная нагрузка и опорные реакции приведенные к узловой нагрузке.
5.Определение усилий в стержнях заданной панели
Рис. 4 Расчетная схема для определения усилий в заданной панели.
Вычислим тригонометрические функции углов между стержнями фермы:
Длина стержня В-10:
5.1.Определение усилия в верхнем поясе
Для определения усилия в верхнем поясе применим метод моментной точки для этого выполним сечение по заданной панели и отбросим левую часть фермы.
Запишем уравнение равновесия для оставшейся части фермы:
Знак ( - ) перед усилием означает что стержень сжат.
Рис. 5 Схема для определения усилий в стержнях.
5.2.Определение усилия в наклонном стержне
Для определения усилия в наклонном стержне воспользуемся методом проекций для этого выполним сечение по заданной панели и составим уравнение равновесия:
Знак (-) перед усилием означает что стержень сжат.
5.3.Определение усилия в нижнем поясе
Для определения усилия в нижнем поясе применим метод моментной точки для этого выполним сечение по заданной панели и отбросим правую часть фермы. Запишем уравнение равновесия для оставшейся части фермы:
6.Построение линий влияния опорных реакций и усилий в стержнях заданной панели
Линия влияния усилия в стержне фермы представляет собой график изменения усилия в рассматриваемом стержне когда груз медленно движется по нижнему или верхнему поясу фермы без толчков и ускорений. Тот пояс по которому движется единичный груз называется грузовым поясом.
Рассмотрим заданную ферму загруженную единичным грузом ( см. рис. 7).
6.1.Построение линий влияния опорных реакций
Для построения линии влияния опорной реакции необходимо взять
Аналогично запишем для опорной реакции :
6.2. Построение линии влияния усилия в верхнем поясе фермы
Для построения линии влияния усилия в верхнем поясе выполним сечение I-I по заданной панели (см. рис. 8). Пусть единичный груз находится слева от сечения. Рассмотрим равновесие правой части фермы:
Таким образом правая часть линии влияния будет представлять собой линию влияния опорной реакции все ординаты которой умножены на величину (21) но противоположны по знаку.
Пусть единичный груз находится слева от сечения. Рассмотрим равновесие правой части фермы:
Таким образом левая часть линии влияния будет представлять собой линию влияния опорной реакции все ординаты которой умножены на величину (21) но противоположны по знаку.
6.3. Построение линии влияния усилия в раскосе фермы
Для построения линии влияния усилия в раскосе выполним сечение I-I по заданной панели. Груз- слева от сечения. Рассмотрим равновесие правой части фермы:
Груз- справа от сечения. Рассмотрим равновесие левой части фермы:
6.4 Построение линии влияния усилия в верхнем поясе фермы
Для построения линии влияния усилия в верхнем поясе выполним сечение I-I по заданной панели (см. рис. 7). Пусть единичный груз находится слева от сечения. Рассмотрим равновесие правой части фермы:
Таким образом правая часть линии влияния будет аналогична линии влияния опорной реакции все ординаты которой умножены на величину (142).
Пусть единичный груз находится справа от сечения. Рассмотрим равновесие левой части фермы:
Таким образом левая часть линии влияния будет аналогична линии влияния опорной реакции все ординаты которой умножены на величину (284).
7.Определение реакций опор и усилий в стержнях заданной панели по соответствующим линиям влияния для заданной неподвижной нагрузки
Значения реакций опор и усилий в стержнях по соответствующей линии влияния определяется по формуле:
где - искомая величина;
- ордината линии влияния в сечении балки под действующей силой.
Ордината берется со своим знаком на линии влияния.
Определим по линиям влияния реакции опор для этого загрузим заданную ферму внешней нагрузкой:
Погрешность определения усилия аналитическим методом и по линии влияния составляет:
Определим по соответствующей линии влияния усилие в стержне для этого загрузим заданную ферму внешней нагрузкой:
Рис. 7 Линии влияния опорных реакций
Рис. 8 Линии влияния усилий в стержнях заданной панели
Подбор сечений элементов фермы
Наиболее нагруженным является стержень 3-4. Площадь линии влияния для него 2016 м. Полная нагрузка на стержень N=201680=1613 кН=161300кг. Условие обеспечения необходимой прочности:
Требуемая площадь сечения профиля:
В качестве профиля выбираем трубу 21922 с площадью сечения 1361см
Расчёт сварных швов
1Расчёт сварных швов наиболее нагруженного стержня 3-4
Условие прочности сварных швов
Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя. В 3т. М.: Машиностроение 2001
Дружинин Н.В. Ховов В.М. Проектирование и расчет сварных конструкций. Методические указания по выполнению курсового проекта. М.: 1982.
Николаев Г.А. Куркин С.А. Винокуров В.А. Расчёт проектирование и изготовление сварных конструкций М.: Высшая школа.-1971.