Расчёт фермы - курсовой

ГОТОВЫЙ А1.cdw

А1000х2000 ГОСТ19903-74
0205.65.СМ.22.КР.00000.
Диаграмма Максвелла-Кремоны
Заклёпочное соединение
Болт М10х60 ГОСТ7798-70
Заклёпка 10х26 ГОСТ10299-80

Графический способ.cdw

Записка.DOC

Построение фермы и определение опорных реакций ..4
Определение усилий в стержнях фермы методом сечений .5
Построение диаграммы Максвелла – Кремоны 7
Построение линий влияния усилий в стержнях фермы .10
Определение усилий в стержнях фермы по линиям влияния 17
Подбор поперечных сечений стержней фермы ..18
Выбор толщины и очертаний фасонок 20
Расчёт сварного соединения фасонок и стержней в узле фермы .21
Расчёт болтового и заклёпочного соединения 22
1 Расчет болтового соединения 22
2 Расчет заклепочного соединения .24
Список используемой литературы 26
Строительной механикой в широком смысле называется наука о методах расчета сооружений на прочность жесткость и устойчивость. К ней относятся следующие дисциплины: сопротивление материалов строительная механика стержневых систем строительная механика пластин и оболочки теория упругости теория пластичности и теория ползучести.
Если сопротивление материалов изучает работу отдельного стержня то строительная механика занимается расчетом сооружений состоящих в основном из систем связанных между собой таких тел и кроме того расчетом балок на действие подвижной нагрузки расчетом стержней с криволинейной осью (например арок) и некоторыми другими вопросами.
Строительная механика является наукой экспериментально - теоретической так как базируется на результатах испытаний сооружений (на теории и на практике) опыте их эксплуатации и теоретических исследованиях.
Разрабатываемые в строительной механике новые теоретические методы проходят опытную проверку: с другой стороны часто теория расчетов возникает как результат экспериментального изучения реальной конструкции в процессе ее эксплуатации.
Проектирование надежных и экономичных машин требует от инженера - конструктора применения современных методов расчета. Совершенствование методов расчета заключается в применении обоснованных расчетных схем конструкций уточнение наиболее опасных сочетаний нагрузок выборе рациональных материалов для элементов конструкций применения вычислительной техники и т.п.
ПОСТРОЕНИЕ ФЕРМЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПОРНЫХ РЕАКЦИЙ
Для определения опорной реакции составляем уравнение моментов относительной точки :
Для определения реакции опоры составляем уравнение моментов относительно точки :
Поскольку ферма не испытывает горизонтальных нагрузок поэтому
Для проверки найденных реакций в опорах составляем сумму проекций всех сил оси :
ОПРЕДЕЛЕНИЕ УСИЛИЙ В СТЕРЖНЯХ ФЕРМЫ МЕТОДОМ СЕЧЕНИЙ
Определяем усилие в стержне EG DG для чего проводим сечение I–I (см. рис. 2):
Составляем уравнение моментов относительно точки (рис.3):
Определяем усилие в стержне DF для чего проводим сечение I - I (см. рис. 3):
Определяем усилие в стержне DG для чего составим проекции всех сил на оси Y:
Определяем усилие в стержне FG для чего проводим сечение II - II (см. рис. 4):
Определяем усилие в стержне FG для чего составим проекции всех сил на оси Y:
Определяем усилие в стержне FH для чего проводим сечение III - III (см. рис. 5):
Составляем уравнение моментов относительно точки I (рис.5):
ПОСТРОЕНИЕ ДИАГРАММЫ МАКСВЕЛЛА – КРЕМОНЫ
Диаграмма Максвелла - Кремоны начинается с построения верёвочного многоугольника внешних сил. Для начала определяют внешние и внутренние поля фермы. Внешние поля фермы обозначаются буквами внутренние - цифрами. Внешние поля ограничены линиями действия внешних нагрузок опорных реакций и стержнями помещёнными на внешнем контуре фермы. Внутри поля ограничиваются только стержнями фермы и лежат внутри контура фермы (рис.6).
Поля на диаграмме Максвелла - Кремоны обозначаются точками. Выбираем два поля на схеме разделённых опорной реакцией.
Выбираем масштабный коэффициент:
На диаграмме опорные реакции и внешние усилия а так же внутренние усилия стержней обозначаются отрезками.
Неизвестные точки обозначающие внутренние поля находятся в пересечении двух линий на которых будут обозначаться отрезками усилия лежащие между уже известными внешними (внутренними) полями (рис.6).
(стержень растягивается)
(стержень сжимается)
ПОСТРОЕНИЕ ЛИНИЙ ВЛИЯНИЯ УСИЛИЙ В СТЕРЖНЯХ ФЕРМЫ
Линии влияния используются для расчетов ферм на которые действует подвижная нагрузка.
Линия влияния представляет собой диаграмму при построении которой функцией является изучаемая величина усилия а независимой переменной -абсцисса груза (его местоположение на оси абсцисс). Каждая ордината линии влияния численно равна значению изучаемого усилия для положения силы на сооружении над этой ординатой.
Для построения любой линии влияния в данном месте сооружения применяют следующий статический метод. Поставив груз в произвольное положение определяемое абсциссой и применяя условие равновесия даем аналитическое выражение данного усилия затем изменяя даем это выражение в графической форме.
Строим линии влияния для реакций опор:
Для реакции опоры составляем уравнение моментов относительно точки :
Аналогично для реакции опоры составляем уравнение моментов относительно точки A:
Для построения линии влияния усилия в стержне рассечём ферму на две части по пролёту в котором находится искомый стержень и будем рассматривать левую и правую части фермы при отсутствии на них подвижной нагрузки.
Находим усилие в стержне EG DG для чего рассматриваем сечение I-I
Составляем уравнение моментов относительно точки D (рис.9):
Составим проекции всех сил на ось Y чтобы определить усилие в стержне DG:
Составляем уравнение моментов относительно точки D (рис. 10):
Находим усилия в стержнях FH для чего рассматриваем сечение II–II.
Составляем уравнение момента относительно точки I (рис. 11):
Составляем уравнение момента относительно точки I (рис. 12):
Определяем усилие в стержне FG для чего проводим сечение III – III.
Составим проекции всех сил на ось Y(рис. 13):
Составим проекции всех сил на ось Y (рис. 14):
ОПРЕДЕЛЕНИЕ УСИЛИЙ В СТЕРЖНЯХ ФЕРМЫ ПО ЛИНИЯМ ВЛИЯНИЯ
Для реакции опоры RB:
Для усилия в стержне :
ПОДБОР ПОПЕРЕЧНЫХ СЕЧЕНИЙ СТЕРЖНЕЙ ФЕРМЫ
Для подбора поперечного сечения стержней фермы выбираем максимальное по величине растягивающее усилие из 4-х расчетных стержней и рассчитываем площадь поперечного сечения стержня из условия прочности при проектировании фермы.
Допускаемое напряжение для материала стержня:
где - растягивающее усилие () или нормальная сила; - площадь поперечного сечения стержня см2;
Выбираем из сортамента сталь прокатную равнополочную ГОСТ 8509-93 высокой точности прокатки [1 с.136] (рис.15):
Номер профиля – 4.5;
Радиус внутреннего закругления -
Радиус закругления полки -
Площадь сечения - Fст=2.65
Момент инерции JX=5.13
Расстояние от центра тяжести до наружной грани полки -
Минимальный радиус инерции -
Площадь поперечного сечения -
ВЫБОР ТОЛЩИНЫ И ОЧЕРТАНИЙ ФАСОНОК
Толщину фасонок назначаем в зависимости от расчетного усилия в опорном раскосе фермы:
При (толщина фасонки).
В зависимости от толщины фасонки выбираем стальной горячекатаный лист по ГОСТ 19903-74 повышенной точности прокатки [1 стр.155]:
В соответствии с заданной схемой фермы (см. рис.1) выбираем трапециевидную фасонку (рис. 20).
РАСЧЁТ СВАРНОГО СОЕДИНЕНИЯ ФАСОНКИ И СТЕРЖНЕЙ В УЗЛЕ ФЕРМЫ
Для расчета сварного соединения фасонки (рис.21) и стержней в узле фермы находим суммарную длину фланговых и лобового швов в соединении для чего исходя из условия прочности сварного соединения находим допускаемое напряжение среза:
где; - коэффициент принимаемый в зависимости от вида сварки (для автоматической сварки принимаем): - высота шва мм; ; - суммарная длина фланговых и лобового швов в соединении см;
Принимаем (округляем до целого большего значения);
Определяем длину фланговых швов:
где - длина шва на обушке ; - длина шва на пере .
РАСЧЁТ БОЛТОВОГО И ЗАКЛЁПОЧНОГО СОЕДИНЕНИЯ
В зависимости от расположения по отклонению к направлению воспринимаемых усилий болты работают на срез и смятия или растяжения. В большинстве случаев болтовые соединения в ферме работают на срез и смятие.
1 РАСЧЕТ БОЛТОВОГО СОЕДИНЕНИЯ
Для расчета болтового соединения фасонки и стержней в узле фермы находим количество болтов исходя из условия прочности болтового соединения на срез; напряжение среза (допускаемое):
где: ; - количество плоскостей среза; ;
- диаметр болтов принимается конструктивно ; - количество болтов . Принимаем Болт М1060 ГОСТ 7798-70 (стандартный) с [1 стр.513-515]
Принимаем (округляем до целого большего). Так же находим количество болтов исходя из условия прочности на смятие болтов;
где - допускаемое напряжение на смятие болтов ; ; - наименьшая суммарная толщина элемента снимающего усилие в одном направлении см:
Принимаем . В итоге выбираем .
Расстояние от торца стержня до первого болтового отверстия (расстояние от обушка до болтового соединительного отверстия):
Расстояние между болтовыми соединительными отверстиями:
2 РАСЧЕТ ЗАКЛЕПОЧНОГО СОЕДИНЕНИЯ
Производится аналогично расчету болтового соединения т.е.:
Принимаем заклепку 624 ГОСТ 10299-80 (стандартная) с диаметром с полукруглой головкой. [3 стр.16]
Принимаем (округляем до целого большего). При большом количестве отверстий под заклепки может возникнуть разрыв стержней фермы поэтому подбираем диаметр заклепок так чтобы количество заклепок было в пределах от 1 до 6. Принимаем Заклёпка 1026 ГОСТ 10299-80 (стандартная) с диаметром
Принимаем (округляем до целого большего)
Так же находим количество заклепок исходя из условия прочности на смятие заклёпок:
где - допускаемое напряжение на смятие заклепок ; ; - наименьшая суммарная толщина элемента снимающего усилие в одном направлении :
Принимаем . В итоге выбираем .
Расстояние от торца стержня до первого отверстия заклёпки (расстояние от обушка до болтового соединительного отверстия):
Расстояние между заклёпочными соединительными отверстиями:
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
Анурьев В.И.; «Справочник конструктора машиностроителя».; В 3-х т. Т1.-5-е изд. перераб. и доп. - М.: Машиностроение 1980.-728 с. ил.
Анурьев В.И.; «Справочник конструктора машиностроителя».; В 3-х т. Т3.-5-е изд. перераб. и доп. - М.: Машиностроение 1980.-728 с. ил.
Дарков А.В.; «Строительная механика».; 7-е изд. перераб. и доп.; «Высш. шк.» - М.: 1976.-600с. ил.

Линии влияния.cdw

Титульник.DOC

Министерство образования и науки российской федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учериждение
Высшего профессионального образования
«Братский Государственный Университет»
Кафедра «Строительные дорожные машины и оборудование»
Строительная механика.
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ФЕРМ ИРАМ.
0100 65 СМ 22 КР 000 00 ПЗ
Студент гр. СДМз-11Пелгонен. Р.С
ПрофессорЕфремов И.М.

Фрагмент лин вл.frw

Фрагмент гр.frw

Фрагмент.frw