Расчет металлоконструкции фермы

uzel_fermy_stroy_mekh.dwg

kursovaya_rabota_stroymekh.docx

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования РФ
«Саратовский государственный технический университет
имени Гагарина Ю.А.»
Кафедра «Строительные и дорожные машины»
Курсовая работа на тему:
«Расчет металлоконструкции фермы»
Кинематический расчет
Расчет от нагрузки Р3
Расчет от подвижной нагрузки Р1 и равномерно распределенной q
Построение графиков линий влияния от действующих нагрузок
Нахождение общей нагрузки на каждом стержне
Расчет площади поперечного сечения
Список используемой литературы
Кинематический расчет:
W = 2 * 19 - 35 – 3 = 0 конструкция статически определима и геометрически не изменяема.
Находим реакции на опорах: (без учета Р1 и q)
Составляем уравнения на статики на проекции осей:
M14 = 0; P3 * 2 - R3 * 8 = 0;
Y = 0; R1 – P3 + R3 = 0;
R3 = (P3 * 2) 8 = (25 * 2) 8 = 625 кН;
R1 = P3 - R3 = 25 - 625 = 1875 кН;
Рассмотрим левую часть отбросив правую:
Находим усилия в стержнях S4-15 и S14-15
M15 = 0; R1 * 2 + S4-5 * 2 = 0
S4-5 = (- R1 * 2) 2 = - 1875 кН;
Y = 0; - S4-15 * cos450 + R1 = 0;
S4-15 = R1 cos450 = 1875 cos450 = 265 кН;
Х = 0; S4-5 + S14-15 + S4-15 * cos450 = 0;
S14-15 = – S4-5 – S4-15 * cos450 = 1875 – 265 * cos450 = 0 кН.
Рассмотрим правую часть отбросив левую:
Находим усилия в стержнях S5-6 и S6-15
M15 = 0; - R3 * 6 - S5-6 * 2 = 0;
S5-6 = (- R3 * 6) 2 = (- 625 * 3) 2 = -1875 кН;
Y = 0; R3 – S6-15 * cos450 = 0;
S6-15 = R3 cos450 = 625 cos450 = 88 кН;
M6 = 0; - R3 * 4 + S15-16 * 2 = 0;
S15-16 = (R3 * 4) 2 = (625 * 4) 2 = 125 кН;
Находим усилие в стержне (стойке) S5-15
Y = 0; R3 – S6-15 * cos450 - S5-15 – Р3 = 0;
S5-15 = R3 – S6-15 * cos450 – Р3 = 625 - 88 * cos450 – 25 = -25 кН;
Расчет от подвижной нагрузки Р1 и равномерно распределенной q:
Теперь рассмотрим конструкцию с учетом Р1 и q:
P1 - принимаем равной 1;
M14 = 0; - R3 * 8 + P1 *
M17 = 0; R1 * 8 - P1 * (L -
Нагрузка справа от сечения рассмотрим левую часть:
при х = 0; S4-15 = 1 cos450 = 14;
при х = L; S4-15 = 0;
М15 = 0; S4-5 * 2 + R1 *2 = 0;
при х = 0: S4-5 = -1;
при х = L: S4-5 = 0;
Х = 0; S4-5 + S4-15 * cos450 + S14-15 = 0;
S14-15 = - S4-5 - S4-15 *
при х = 0; S14-15 = 1 – 14 * cos450 = 0;
при х = L; S14-15 = 0.
Нагрузка слева от сечения рассмотрим правую часть:
Y = 0; S4-15 * cos450+ R3 = 0;
при х = 0: S4-15 = 0;
при х = L: S4-15 = - 14;
M15 = 0; - R3 * 6 - S4-5 * 2 = 0;
S4-5 = - (R3 * 6) 2;
при х = 0: S4-5 = 0;
при х = L: S4-5 = - 3;
Х = 0; - S4-5 - S4-15 * cos450 - S14-15 = 0;
при х = 0; S14-15 = 0 – 0 * cos450 = 0;
при х = L; S14-15 = 3 – 14 * cos450 = 4.
Y = 0; S6-15 * cos450 + R1 = 0;
при х = 0: S6-15 = - 1 cos450 = - 14;
при х = L: S6-15 = 0;
M15 = 0; R1 * 2 + S5-6 * 2 = 0;
S5-6 = (- R1 * 2) 2;
при х = 0: S5-6 = - 1;
при х = L: S5-6 = 0;
X = 0; S5-6 + S6-15 * cos450 + S15-16 = 0;
S15-16 = - S5-6 – S6-15 *
при х = 0: S15-16 = 14 * cos450 + 1 = 2;
Y = 0; - S6-15 * cos450 + R3 = 0;
при х = 0: S6-15 = 0;
при х = L: S6-15 = 14;
при х = 0: S5-6 = 0;
при х = L: S5-6 = 3;
S15-16 = (R3 * 2) 2;
при х = 0: S15-16 = 0;
при х = L: S15-16 = 2.
Y = 0; S5-15 + S6-15 * cos450 + R1 = 0;
S5-15 = - R1 – S6-15 *
при х = 0: S5-15 = - 1 + 14 * cos450 = 0;
при х = L: S5-15 = 0.
Y = 0; - S6-15 * cos450 + R3 - S5-15 = 0;
S5-15 = R3 - S6-15 *
при х = L: S6-15 = 1 - 14 * cos450 = 0.
Построение графиков линий влияния от действующих нагрузок:
Находим общую нагрузку на каждом стержне:
S = y * P1 + л. в. * q + Scт.;
л. в. для S4-15 равна 05 * 16 * 028 + 05 * 8 * 105 - 05 * 16 * 028 = 42
S4-15 = 105 * 10 + 42 * 08 + 265 = 4036 кН
л. в. для S14-15 равна - 05 * 16 * 08 = - 064
S14-15 = 08 * 10 – 064 * 08 + 0 = - 7488 кН
л. в. для S6-15 равна - 05 * 16 * 028 + 05 * 2667 * 035 - 05 * 5333 * 07 + 05 * * 16 * 028 = -14
S4-11 = 07 * 10 – 14 * 08 + 88 = 068 кН
л. в. для S15-16 равна - 05 * 16 * 04 + 2 * 05 * 2 * 05 + 05 * 4 – 05 * 16 * 04 = = 236
S15-16 = 05 * 10 + 236 * 08 + 125 = 1938 кН
л. в. для S5-15 равна 0
S5-15 = 0 * 10 + 0 * 08 - 25 = -25 кН
Для стержней прокат подбираем по max усилию т.е. по S4-15 = 4036 кН
Материал Сталь 3 т = 280 МПа
Рассчитываем площадь поперечного сечения:
[] = 280 17 = 164 МПа;
F = S [] = 4036 * 103 (164 * 106) = 24 см2;
I = S (Lшв * k * 07) ≤ []I;
k – катет сварного шва k = d * 08 = 5 * 08 = 4 мм;
[]I = 06 * [] = 06 * 164 = 984 МПа;
Lшв = S ([]I * k * 07) = (4036 * 103) [ ( 984 * 106 ) * (4 * 10-3 ) * 07 ] = 014 м;
Анурьев В.И. Справочник конструктора машиностроителя т.1-3 8-е изд. перераб. и доп. – М.; Машиностроение 2001.
Вершинский А.В. Кобзев А.П. Кобзев Р.А. Шубин А.Н.- Строительная механика и металлические конструкции подъемно- транспортных машин.- 2004. 220 с.
Шевченко В.Д. Проектирование металлоконструкций СДМ.- Вища школа 1982. 168 с.
Живейнов Н.Н. Строительная механика и металлоконструкции СДМ.- М.: Машиностроение 1988. 280 с.
Бурханов Р.Х. Фурцев Ю.К.- Основы расчета и проектирования МК СДМ. Учебное пособие. СПИ 1992. 60 с.
Марочник сталей и сплавов.- под общ. ред. А.С.Зубченко. 2-е издание доп. и испр. М.: Машиностроение. 2003. 784 стр. с ил.