Сварные конструкции (стр. 3 из 8)

где Y_A=h/2=400/2=200 мм – координата точки А по оси Y;

Х_А=b/2=155/2=77,5 мм – координата точки А по оси Х;

Напряжение в точке Б:

где Y_Б=h/2=200/2=100 мм – координата точки Б по оси Y;

Х_Б=Х_А=50 мм – координата точки Б по оси Х;

Статическая прочность в точке Б обеспечивается.

Заключение:

Статическая прочность обеспечивается во всех точках сечения.

Проверочный расчет общей устойчивости:

Определим относительный эксцентриситет:

m_y и m_x - относительный эксцентриситет (коэффициент показывающий, как работает стержневой элемент, как балка или стойка);

-момент сопротивления изгибу поперечного сечения относительно оси OX;

-момент сопротивления изгибу поперечного сечения относительно оси OY;

X_max=b/2=150/2=77,5 – максимальная координата поперечного сечения по оси X;

Y_max=h/2=400/2=200 мм – максимальная координата поперечного сечения по оси Y;

Определим гибкость пояса:

где L’- длина полуволны изогнутой оси стержневого элемента;

μ=1 – коэффициент Элейра (учитывает тип закрепления стержневого элемента);

Условие устойчивости:

В случаи, когда на поперечное сечение действует два изгибающих момента необходимо произвести две проверки устойчивости:

1. В плоскости действия максимального изгибающего момента М_Х;

2. В случаи совместного действия изгибающих моментов М_Х и М_Y.

В плоскости действия максимального изгибающего момента М_Х:

- условие устойчивости;

где φ=0.987 – коэффициент понижение допускаемых напряжений (выбирается в зависимости от λ_х и R_у по СНиП табл.72);

Общая устойчивость в плоскости действия максимального изгибающего момента М_х обеспечивается.

В случаи совместного действия изгибающих моментов М_Х и М_Y:

По пункту 5.34 СНиП устойчивость проверяется по формуле:

- условие устойчивости;

где φ_xу – коэффициент учитывающий влияния двух изгибающих моментов М_Х и М_Y на устойчивость;

φ^/_у=0.804 – коэффициент понижение допускаемых напряжений (выбирается по табл.74 СНиП);

- коэффициент учитывающей влияния изгибающего момента М_Y на устойчивость ;

Общая устойчивость в случае совместного действия изгибающих моментов М_х и М_Y обеспечивается.

Заключение:

Общая устойчивость стержневого элемента обеспечивается.

Проверочный расчет на сопротивление усталости:

Условие прочности:

Заключение:

Сопротивление усталости обеспечивается.

Нижний пояс.

Схема нагружения и исходные данные:

P_Z=1063 кН;

ρ=0.0229;

Тип сечения: двутавр;

Рис. 5.3. Схема нагружения нижнего пояса главной фермы. Материал: ВСт3сп;

Расчетная группа по СНиП: 4-я.

Допускаемое напряжение при работе на выносливость:

R_v=75 МПа – для 4-ой группы нагружения;

Так как растяжение:

Определение типоразмера двутавра:

- условие прочности;

требуемая площадь двутавра:

Выбираем двутавр №30AГОСТ 8239-89:

А_дв=49,9 см² – площадь двутавра;

h=300 мм – высота двутавра;

b=145 мм – ширина полки двутавра;

s=6,5 мм – толщина стенки двутавра;

J_x=7780 см⁴ – момент инерции Х-Х двутавра;

J_y=436 см⁴ – момент инерции Y-Y двутавра;

W_x=518 см³ – момент сопротивления двутавра;

W_y=60,1 см³ – момент сопротивления двутавра;

i_x=12,5 см – радиус инерции поперечного сечения;

i_y=2,95 см – минимальный радиус инерции поперечного сечения;

Для растянутых поясов допускаемая гибкость 150.

Радиус инерции относительно оси y:

Определим гибкость пояса:

условие выполнено

Расчет на общую устойчивость проводить не требуется, так как стержень всегда растянут.

Раскосы.

Схема нагружения и исходные данные:

Тип сечения: два неравнополочных уголка.

Материал: ВСт3сп;

Расчетная группа по СНиП: 7-я.

Рис. 5.4. Схема нагружения раскосов главной фермы.

Как видно из таблицы 4.1, неизвестно какой раскос имеет самое опасное сочетание нагрузок, поэтому расчет на сопротивление усталости будем производить для всех.

Выбор типоразмера уголка:

- допускаемое напряжение;

- для раскоса Р1;

- для раскоса Р2;

- для раскосов Р3- Р11;

- условие прочности;

- требуемая площадь одного уголка;

Результаты расчета сведены в таблицу 5.3.

Таблица 5.3. Подбор типоразмера уголка.

№ раскоса	PZ, кН	ρ	γv	[σ], МПа	Aту, мм2
Р1	-302,2	0,0285	2,059	132,883	1137,1
Р2	225,1	0,0258	1,703	109,944	1021,4
Р3	-336,8	-0,0180	1,646	106,276	1584,6
Р4	317,4	-0,0807	1,582	102,088	1554,5
P5	-297,9	-0,1511	1,514	97,735	1524,0
P6	278,4	-0,2320	1,443	93,170	1494,0
P7	-259,0	-0,3243	1,370	88,456	1464,0
P8	239,6	-0,4316	1,294	83,542	1434,0
P9	-220,1	-0,5579	1,215	78,415	1403,4
P10	200,6	-0,7094	1,132	73,038	1373,3
P11	-181,2	-0,8929	1,045	67,437	1343,5

Как видно из таблицы 5.3 требуемая площадь уголка А_у=1584,6 мм² (раскос Р3). Выбираем уголок №12,5 ГОСТ 8510-86, площадь уголка А_у=1598 мм²;