Автор: Пользователь скрыл имя, 25 Марта 2013 в 21:29, курсовая работа
В результате выполнения данного курсового проекта были закреплены знания по курсу строительной механики, освоена методика расчёта крановых ферм по методу предельных состояний, а также приобретены необходимые навыки инженерных расчётов металлоконструкций, конструирования и компоновки узлов и панелей ферм.
При выполнении курсовой работы рассчитываются и проектируются крановые фермы существующих подъёмно-транспорных и строительно-дорожных машин, производится их анализ, определяются пути улучшения и усовершенствования с учетом современных тенденций развития.
Введение 3
Выбор геометрических параметров фермы 4
Исследование фермы на геометрическую неизменяемость 4
Аналитическое определение усилий в стержнях заданной панели 4
Построение линий влияния реакций опор и стержней заданной
панели 6
Определение расчетных усилий в стержнях заданной панели от действия постоянной нагрузки и системы связанных между собой
подвижных сил 9
Подбор сечений стержней фермы 13
Расчет числа заклепок 17
Расчет длины сварных швов 19
Построение грузовой диаграммы Максвелла – Кремоны при невыгодном нагружении фермы подвижной нагрузкой, а также единичных диаграмм 21
Построение линии прогибов 23
Заключение 24
Список использованных источников 25
Приложения 26
Суммарная площадь сечения:
Площадь сечения стержня:
Выбираем уголок №8, у которого А=10.8 см2, rmin=2.45 см,
По таблице Б4[1] φ=0,45+(0,4-0,45)*(122,45-120)
Суммарная площадь сечения:
Площадь сечения стержня:
Выбираем уголок №8, у которого А=10.8 см2, rmin=2.45см,
По таблице Б4[1] φ=0,45+(0,4-0,45)*(122,45-120)
%=3,7%
Принимаем для стержня V5-22 уголок №8.
Окончательно принимаем:
Стержень O4-5: уголок №12,5
Стержень U22-23: уголок №11
Стержень D4-22: уголок №7
Стержень V4-23: уголок №8
Стержень V5-22: уголок №8
7. Расчет числа заклепок
Стержень O4-5:
Число заклепок исходя из условия прочности на срез:
(с.7[1])
где: диаметр заклепок(таб.Б9[1])
число площадок среза(с.8[1])
расчетное сопротивление на срез(с.8[1])
Принимаем
Число заклепок исходя из условия прочности на смятие:
(с.7[1])
где: наименьшая суммарная толщина сминаемых элементов в одном направлении(с.8[1])Толщина фасонки (по большему из усилий в узле) =14мм(таб.Б10[1]).
расчетное сопротивление на смятие(с.8[1])
-суммарная толщина уголков
-толщина фасонки
Принимаем
Принимаем ,расположение заклепок шахматное. (таб.Б9[1])
Стержень V4-23:
Число заклепок исходя из условия прочности на срез:
Принимаем
Число заклепок исходя из условия прочности на смятие:
Принимаем
Принимаем ,расположение заклепок однорядное.
Стержень U22-23:
Число заклепок исходя из условия прочности на срез:
Принимаем
Число заклепок исходя из условия прочности на смятие:
Принимаем
Принимаем ,расположение заклепок однорядное.
Стержень D4-22:
Число заклепок исходя из условия прочности на срез:
Принимаем
Число заклепок исходя из условия прочности на смятие:
Принимаем
Принимаем ,расположение заклепок однорядное.
Стержень V5-22:
Число заклепок исходя из условия прочности на срез:
Принимаем
Число заклепок исходя из условия прочности на смятие:
Принимаем
Принимаем ,расположение заклепок однорядное.
8. Расчет длины сварных швов
Стержень О4-5:
Сварные соединения стержней
с фасонками выполняют
(с.7[1])
где: высота шва равная толщине полки уголка(с.7[1])
расчетное сопротивление на срез(с.7[1])
Длина шва одного уголка:
Так как усилие приложено по линии, проходящей через центр тяжести площади сечения, то длина шва распределяется между «обушком» и «пером» уголка обратно пропорционально их расстоянию от центра тяжести сечения(с.7[1]).
Длина шва на «обушок»:
Длина шва на «перо»:
Стержень U22-23:
Cуммарная длина шва:
Длина шва одного уголка:
Длина шва на «обушок»:
Длина шва на «перо»:
Стержень V4-23:
Cуммарная длина шва:
Длина шва одного уголка:
Длина шва на «обушок»:
Длина шва на «перо»:
Стержень V5-22:
Cуммарная длина шва:
Длина шва одного уголка:
Длина шва на «обушок»:
Длина шва на «перо»:
Стержень D4-22:
Суммарная длина шва:
Длина шва одного уголка:
Длина шва на «обушок»:
Длина шва на «перо»:
9. Построение грузовой диаграммы Максвелла – Кремоны при невыгодном нагружении фермы подвижной нагрузкой, а также единичных диаграмм.
При построении диаграммы Максвелла – Кремоны подвижная нагрузка устанавливается в невыгодное положение в отношении прогиба фермы.
Построение грузовой диаграммы
Определение реакции опоры RА:
Определение реакции опоры RВ:
Строим замкнутый
На базе многоугольника внешних сил для каждого узла фермы, начиная с узла, где сходятся не более двух стержней с неизвестными усилиями, строится замкнутый многоугольник сил. Узлы обходятся в направлении движения часовой стрелки.
Построение единичной диаграммы от нагрузкиF1=1
Определение реакции опоры RА:
Определение реакции опоры RВ:
Строим замкнутый
На базе многоугольника внешних сил для каждого узла фермы строится замкнутый многоугольник сил.
Построение единичной диаграммы от нагрузкиF2=1
Определение реакции опоры RА:
Определение реакции опоры RВ:
Строим замкнутый
Построение единичной диаграммы от нагрузкиF3=1
Определение реакции опоры RА:
Определение реакции опоры RВ:
Строим замкнутый
Перенеся направления усилий из диаграммы на соответствующие элементы фермы, получим знаки усилий: растяжение, если усилие направлено от узла, сжатие – усилие направлено к узлу.
10. Построение линии прогибов
Линия прогибов ездового пояса строится при невыгодном положении внешней нагрузки.
При использовании расчётной схемы с шарнирным соединением стержней в узлах, в стержнях возникают только продольные силы и перемещение i-го узла определяется по формуле:
где: Fni- усилие в n-ном стержне фермы от единичных усилий F=1, расположенных в i-том узле фермы
Fnn- усилие в n-ном стержне фермы от подвижной нагрузки 2F-F, расположенной в невыгодном положении
Е=2·105- модуль упругости материала стержня
А- площадь сечения n-го стержня
l- длина n-го стержня
Для определения перемещения n-го узла необходимо в этом узле расположить единичную силу F=1 и определить усилия во всех стержнях от этой силы. Дополнительно необходимо определить усилия во всех стержнях фермы от подвижной нагрузки, расположенной в невыгодном положении.
Усилия в стержнях ферм от единичной силы и от подвижной нагрузки определяются по единичной и грузовой диаграммам Максвелла- Кремоны.
Затем определяются прогибы, по значениям которых в масштабе под фермой строится линия прогибов.
Расчёт прогибов фермы приведен в приложениях.
Заключение
В результате выполнения
данного курсового проекта были
закреплены знания по курсу строительной
механики, освоена методика расчёта
крановых ферм по методу предельных состояний,
а также приобретены
Список использованных источников
1. Лягушев Г. С. Строительная
механика и расчёт
2. Дарков А. В. Строительная механика. М; 1986.
3. Живейнов Н.Н. Строительная механика и металлоконструкции СДМ. М;1988г.
Приложения
Таблица 2 – Определение прогиба в узле 5
l, м |
A, см2 |
Fn1 |
Fn.n, кН |
Fn1*Fn.n |
Fn1*Fn.n*l |
Fn1*Fn.n*l/A | |
O1-2 |
3 |
24,3 |
0,5 |
97,5 |
48,75 |
146,25 |
6,0185185 |
O2-3 |
3 |
24,3 |
1 |
195 |
195 |
585 |
24,074074 |
O3-4 |
3 |
24,3 |
1,5 |
292,5 |
438,75 |
1316,25 |
54,166667 |
O4-5 |
3 |
24,3 |
2 |
390 |
780 |
2340 |
96,296296 |
O5-6 |
3 |
24,3 |
2,5 |
487,5 |
1218,75 |
3656,25 |
150,46296 |
O6-7 |
3 |
24,3 |
2,5 |
487,5 |
1218,75 |
3656,25 |
150,46296 |
O7-8 |
3 |
24,3 |
2 |
510 |
1020 |
3060 |
125,92593 |
O8-9 |
3 |
24,3 |
1,5 |
382,5 |
573,75 |
1721,25 |
70,833333 |
O9-10 |
3 |
24,3 |
1 |
255 |
255 |
765 |
31,481481 |
O10-11 |
3 |
24,3 |
0,5 |
127,5 |
63,75 |
191,25 |
7,8703704 |
U12-17 |
3 |
17,2 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
U17-18 |
3 |
17,2 |
0,5 |
127,5 |
63,75 |
191,25 |
11,119186 |
U18-19 |
3 |
17,2 |
1 |
255 |
255 |
765 |
44,476744 |
U19-20 |
3 |
17,2 |
1,5 |
382,5 |
573,75 |
1721,25 |
100,07267 |
U20-21 |
3 |
17,2 |
2 |
510 |
1020 |
3060 |
177,90698 |
U21-22 |
3 |
17,2 |
2 |
390 |
780 |
2340 |
136,04651 |
U22-23 |
3 |
17,2 |
1,5 |
292,5 |
438,75 |
1316,25 |
76,526163 |
U23-24 |
3 |
17,2 |
1 |
195 |
195 |
585 |
34,011628 |
U24-25 |
3 |
17,2 |
0,5 |
97,5 |
48,75 |
146,25 |
8,502907 |
U25-30 |
3 |
17,2 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
D1-25 |
4,243 |
6,86 |
0,707 |
137,886 |
97,4854 |
413,6306 |
60,296 |
D2-24 |
4,243 |
6,86 |
0,707 |
137,886 |
97,4854 |
413,6306 |
60,296 |
D3-23 |
4,243 |
6,86 |
0,707 |
137,886 |
97,4854 |
413,6306 |
60,296 |
D4-22 |
4,243 |
6,86 |
0,707 |
137,886 |
97,4854 |
413,6306 |
60,296 |
D5-21 |
4,243 |
6,86 |
0,707 |
137,886 |
97,4854 |
413,6306 |
60,296 |
D7-21 |
4,243 |
6,86 |
0,707 |
31,82 |
22,49674 |
95,45367 |
13,914529 |
D8-20 |
4,243 |
6,86 |
0,707 |
180,312 |
127,4806 |
540,9001 |
78,848414 |
D9-19 |
4,243 |
6,86 |
0,707 |
180,312 |
127,4806 |
540,9001 |
78,848414 |
D10-18 |
4,243 |
6,86 |
0,707 |
180,312 |
127,4806 |
540,9001 |
78,848414 |
D11-17 |
4,243 |
6,86 |
0,707 |
180,312 |
127,4806 |
540,9001 |
78,848414 |
V1-30 |
3 |
12,3 |
0,5 |
97,5 |
48,75 |
146,25 |
11,890244 |
V2-25 |
3 |
12,3 |
0,5 |
97,5 |
48,75 |
146,25 |
11,890244 |
V3-24 |
3 |
12,3 |
0,5 |
97,5 |
48,75 |
146,25 |
11,890244 |
V4-23 |
3 |
12,3 |
0,5 |
97,5 |
48,75 |
146,25 |
11,890244 |
V5-22 |
3 |
12,3 |
0,5 |
97,5 |
48,75 |
146,25 |
11,890244 |
V6-21 |
3 |
12,3 |
1 |
75 |
75 |
225 |
18,292683 |
V7-20 |
3 |
12,3 |
0,5 |
127,5 |
63,75 |
191,25 |
15,54878 |
V8-19 |
3 |
12,3 |
0,5 |
127,5 |
63,75 |
191,25 |
15,54878 |
V9-18 |
3 |
12,3 |
0,5 |
127,5 |
63,75 |
191,25 |
15,54878 |
V10-17 |
3 |
12,3 |
0,5 |
127,5 |
63,75 |
191,25 |
15,54878 |
V11-12 |
3 |
12,3 |
0,5 |
127,5 |
63,75 |
191,25 |
15,54878 |
прогиб, мм |
0,0996444 | ||||||
Таблица 3 – Определение прогиба в узле 3
l, м |
A, см2 |
Fn2 |
Fn.n, кН |
Fn2*Fn.n |
Fn2*Fn.n*l |
Fn2*Fn.n*l/A | |
O1-2 |
3 |
24,3 |
0,7 |
97,5 |
68,25 |
204,75 |
8,4259259 |
O2-3 |
3 |
24,3 |
1,4 |
195 |
273 |
819 |
33,703704 |
O3-4 |
3 |
24,3 |
2,1 |
292,5 |
614,25 |
1842,75 |
75,833333 |
O4-5 |
3 |
24,3 |
1,8 |
390 |
702 |
2106 |
86,666667 |
O5-6 |
3 |
24,3 |
1,5 |
487,5 |
731,25 |
2193,75 |
90,277778 |
O6-7 |
3 |
24,3 |
1,5 |
487,5 |
731,25 |
2193,75 |
90,277778 |
O7-8 |
3 |
24,3 |
1,2 |
510 |
612 |
1836 |
75,555556 |
O8-9 |
3 |
24,3 |
0,9 |
382,5 |
344,25 |
1032,75 |
42,5 |
O9-10 |
3 |
24,3 |
0,6 |
255 |
153 |
459 |
18,888889 |
O10-11 |
3 |
24,3 |
0,3 |
127,5 |
38,25 |
114,75 |
4,7222222 |
U12-17 |
3 |
17,2 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
U17-18 |
3 |
17,2 |
0,3 |
127,5 |
38,25 |
114,75 |
6,6715116 |
U18-19 |
3 |
17,2 |
0,6 |
255 |
153 |
459 |
26,686047 |
U19-20 |
3 |
17,2 |
0,9 |
382,5 |
344,25 |
1032,75 |
60,043605 |
U20-21 |
3 |
17,2 |
1,2 |
510 |
612 |
1836 |
106,74419 |
U21-22 |
3 |
17,2 |
1,8 |
390 |
702 |
2106 |
122,44186 |
U22-23 |
3 |
17,2 |
2,1 |
292,5 |
614,25 |
1842,75 |
107,13663 |
U23-24 |
3 |
17,2 |
1,4 |
195 |
273 |
819 |
47,616279 |
U24-25 |
3 |
17,2 |
0,7 |
97,5 |
68,25 |
204,75 |
11,90407 |
U25-30 |
3 |
17,2 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
D1-25 |
4,243 |
6,86 |
0,99 |
137,886 |
136,5071 |
579,1998 |
84,431457 |
D2-24 |
4,243 |
6,86 |
0,99 |
137,886 |
136,5071 |
579,1998 |
84,431457 |
D3-23 |
4,243 |
6,86 |
0,99 |
137,886 |
136,5071 |
579,1998 |
84,431457 |
D4-22 |
4,243 |
6,86 |
0,424 |
137,886 |
58,46366 |
248,0613 |
36,160543 |
D5-21 |
4,243 |
6,86 |
0,424 |
137,886 |
58,46366 |
248,0613 |
36,160543 |
D7-21 |
4,243 |
6,86 |
0,424 |
31,82 |
13,49168 |
57,2452 |
8,3447811 |
D8-20 |
4,243 |
6,86 |
0,424 |
180,312 |
76,45229 |
324,3871 |
47,286743 |
D9-19 |
4,243 |
6,86 |
0,424 |
180,312 |
76,45229 |
324,3871 |
47,286743 |
D10-18 |
4,243 |
6,86 |
0,424 |
180,312 |
76,45229 |
324,3871 |
47,286743 |
D11-17 |
4,243 |
6,86 |
0,424 |
180,312 |
76,45229 |
324,3871 |
47,286743 |
V1-30 |
3 |
12,3 |
0,7 |
97,5 |
68,25 |
204,75 |
16,646341 |
V2-25 |
3 |
12,3 |
0,7 |
97,5 |
68,25 |
204,75 |
16,646341 |
V3-24 |
3 |
12,3 |
0,7 |
97,5 |
68,25 |
204,75 |
16,646341 |
V4-23 |
3 |
12,3 |
0,7 |
97,5 |
68,25 |
204,75 |
16,646341 |
V5-22 |
3 |
12,3 |
0,3 |
97,5 |
29,25 |
87,75 |
7,1341463 |
V6-21 |
3 |
12,3 |
0 |
75 |
0 |
0 |
0 |
V7-20 |
3 |
12,3 |
0,3 |
127,5 |
38,25 |
114,75 |
9,3292683 |
V8-19 |
3 |
12,3 |
0,3 |
127,5 |
38,25 |
114,75 |
9,3292683 |
V9-18 |
3 |
12,3 |
0,3 |
127,5 |
38,25 |
114,75 |
9,3292683 |
V10-17 |
3 |
12,3 |
0,3 |
127,5 |
38,25 |
114,75 |
9,3292683 |
V11-12 |
3 |
12,3 |
0,3 |
127,5 |
38,25 |
114,75 |
9,3292683 |
прогиб, мм |
0,0790271 | ||||||