Сварные конструкции (стр. 2 из 8)

Главная ферма:

Верхний пояс:

где N_max – максимальное усилие в стержне;

N_min – минимальное усилие в стержне;

N(Q) – усилие в стержне от распределенной нагрузки;

N(QG) – усилие в стержне от распределенной горизонтальной нагрузки;

N(DG) – усилие в стержне от горизонтальной инерционной нагрузки;

N_min(D) – минимальное усилие от силы давления колес тележки в стержне;

N_max(D) – максимальное усилие от силы давления колес тележки в стержне.

Нижний пояс:

Раскосы:

Стойки:

Горизонтальная ферма:

Раскосы:

Стойки:

Коэффициент асимметрии цикла:

Результаты расчетов:

Результаты расчетов по приведенным выше формулам сведены в таблицу 4.1.

Таблица 4.1. Максимальные и минимальные усилие в стержнях главной и горизонтальной фермы.

Стержень	Главная ферма			Горизонтальная ферма
	Nmax, kH	Nmin, kH	r	Nmax, kH	Nmin, kH	r
В1	0	0	0
В2	-392,2	-7,3	0,0186
В3	-392,2	-7,3	0,0186
В4	-746,7	-14,1	0,0189
B5	-746,7	-14,1	0,0189
B6	-1007	-19	0,0189
B7	-1007	-19	0,0189
B8	-1173	-22,3	0,019
B9	-1173	-22,3	0,019
B10	-1246	-24,1	0,193
B11	-1246	-24,1	0,193
Н1	254,4	6,2	0,0244
Н2	495,3	10,9	0,0220
H3	757,5	16,8	0,0222
H4	939,4	21	0,0224
H5	1041	23,4	0,0225
H6	1063	24,3	0,0229
Р1	-302,2	-8,6	0,0285	-47,4	47,4	-1
Р2	225,1	5,8	0,0258	49,9	-49,9	-1
Р3	-336,8	6,2	-0,0180	-47,1	47,1	-1
Р4	317,4	-25,6	-0,0807	44,3	-44,3	-1
P5	-297,9	45	-0,1511	-41,7	41,7	-1
P6	278,4	-64,6	-0,2320	38,9	-38,9	-1
P7	-259,0	84	-0,3243	-36,1	36,1	-1
P8	239,6	-103,4	-0,4316	33,4	-33,4	-1
P9	-220,1	122,8	-0,5579	-30,6	30,6	-1
P10	200,6	-142,3	-0,7094	28	-28	-1
P11	-181,2	161,8	-0,8929	-25,2	25,2	-1
С1	-169,0	-0,3	0,0017	-20,3	20,3	-1
С2	-169,6	-0,9	0,0053	-20,3	20,3	-1
С3	-169,6	-0,9	0,0053	-20,3	20,3	-1

Расчет главной фермы первого варианта.

Верхний пояс:

Схема нагружения и исходные данные:

P_z=1246 кН;

L₂=1300 мм;

D=168,7 кН;

DG=20,2 кН;

ρ=0.0193;

Материал: ВСт3сп;

Расчетная группа по СНиП 4-я

Рис. 5.1. Схема нагружения верхнего пояса главной фермы.

Расчетная схема:

Х, Y - центральные оси сечения;

s – толщина стенки двутавра;

Н – высота двутавра;

b – ширина полки двутавра.

Рис. 5.2. Расчетная схема поперечного сечения верхнего пояса.

Допускаемые напряжения при статическом нагружении:

где [σ]_р – допускаемое напряжение при растяжении;

m=1.1 – коэффициент неполноты расчета (учитывает влияние горизонтальной фермы);

R_yn=250 МПа – нормативное сопротивление при растяжении;

γ_m=1.05 – коэффициент надежности по материалу.

Допускаемое напряжение при работе на выносливость:

где α – коэффициент учитывающий число циклов нагружения (n=10⁶);

γ_v – коэффициент учитывающий асимметрию цикла нагружения;

R_v=75 МПа – расчетное сопротивление (для 4-ой группы);

ρ=0,019 – коэффициент асимметрии цикла (для стержня В11 – наиболее нагруженного);

Расчетные изгибающие моменты:

где М_х – изгибающий момент относительно оси X;

М_у – изгибающий момент относительно оси Y;

Определение необходимой площади:

Подбор типоразмера двутавра:

Подбор типоразмера двутавр производился методом перебора, то есть берется произвольный двутавра и производятся расчет:

1. На статическую прочность;

2. На устойчивость;

3. На сопротивление усталости.

Если требования хотя бы одного из расчета не выполнялись, то берется следующий типоразмер двутавра и расчеты производятся заново, до тех пор, пока не выполнится условие всех расчетов.

Принимаем двутавр №40 ГОСТ 8239-89:

А_дв=72,6 см² – площадь двутавра;

h=400 мм – высота двутавра;

b=155 мм – ширина полки двутавра;

s=8,3 мм – толщина стенки двутавра;

J_x=19062 см⁴ – момент инерции Х-Х двутавра;

J_y=667 см⁴ – момент инерции Y-Y двутавра;

W_x=953 см³ – момент сопротивления двутавра;

W_y=86,1 см³ – момент сопротивления двутавра;

i_x=16,2 см – радиус инерции поперечного сечения;

i_y=3,03 см – минимальный радиус инерции поперечного сечения;

Проверочный расчет на статическую прочность:

Прочность данного сечения необходимо проверить в двух точках: А и Б (см. рис. 5.2.).

Напряжение в точке А: