Изготовление пролетного строения кольцевой автомобильной дороги вокруг г Санкт-Петербурга (стр. 2 из 12)
1.2 Обоснование принятой марки стали для изготовления конструкции
На основании СНИП II-23-81* "Стальные конструкции. Нормы проектирования" данный блок относится к I группе конструкций по условиям работы и эксплуатации. Это конструкции, работающие на динамические нагрузки. Место строительства г. Санкт-Петербург с расчетной температурой наружного воздуха до - 30ºС. Климатический район II5. На основании этого принимаем сталь С255 по ГОСТ 27772-88*. Этой стали соответствует марка 15ХСНД по ГОСТ6713-91.
15ХСНД - конструкционная, низколегированная сталь, предназначенная для строительства мостов, доэвтектойдная, содержание углерода 0,15%, категория 1, химический состав указан в таблице 2.
Таблица 1 - Механические свойства сортового и фасонного проката.
| Класс прочности | Толщина проката, поставляемая по данному классу прочности, мм, не более. | Предел текучести, Н/мм (кГс/мм2) не менее | Временное сопротивление, Н/мм (кГс/мм2) не менее | Относительное удлинение,% не менее | Изгиб до параллельности сторон (а-толщина образца, d-диаметр оправки) |
| 255 | 25 | 235 (24) | 370-480 (38-49) | 25 | d=1.5a |
| 255 | 50 | 225 (23) | 370-480 (38-49) | 23 | D=1.5a |
Таблица 2 - Химический состав низколегированных марок сталей.
| Марка стали | Массовая доля элементов,% | |||||||
| углерода | кремния | марганца | хрома | никеля | меди | фосфор | сера | |
| 15ХСНД | 0,12-0,18 | 0,40-0,70 | 0,40-0,70 | 0,60-0,90 | 0,30-0,60 | 0, 20-0,40 | не более 0,035 | не более 0,035 |
Таблица 3 - Нормируемые показатели по категории.
| Нормируемая характеристика | Категория 1 |
| Химический состав Временное сопротивление Предел текучести Ударная вязкость при температуре 40 60 70 После механического старения | + + + + + + + + |
1.3 Определение несущей способности
Определяем несущую способность пролетного строения.
Выполняем проверку прочности по двум видам напряжений:
Нормальные напряжения определяем по формуле (1):
d =
(1)Где: М max - изгибающий момент (Кн/см)
Wx - фактический момент сопротивления
Ry - расчетное сопротивление стали на растяжение, сжатие и изгиб, определяемое по табл.51 СНиП II-23-81* для фасонного проката, приняв предварительно толщину проката от 6 до 20 мм.
gс - коэффициент условий работы конструкции
Касательные напряжения определяем по формуле (2):
= 
(2)Где: Q max - поперечная сила (Кн)
Sx - статический момент
Jx - момент инерции сечения
Tw - толщина стенки (см)
Rs - расчетное сопротивление стали на срез (Кн/см2), определяется по формуле (3):
Rs = 0,58 Ry (3)
Рисунок 1 - Распределение центров тяжести
Рассчитываем расстояние от центра тяжести блока до нижнего пояса блока по формуле (4):
Ус =
(4)где: А - площадь сечений, см2 (рисунок 1);
у - расстояние от центра тяжести детали до нижнего края плиты (рисунок 1)
Ус =
= 87,16 смIx = 2Ix1+2 Ix2+ Ix3 (5)
Ix1 =
(6)Ix1 =
= 1090267,06 см4Ix2 =
(7)Ix2 =
= 125250,2 см4Ix3 =
(8)Ix3 =
= 2403163,8 см4Ix = 2·1090267,06 + 2·125250,2 + 2403163,8 = 4834198,32 см4
Определяем фактический момент сопротивления по формуле (9), полученной из формулы (1):
Wx =
(9), Wx = 
= 37044 см3Определяем статический момент сопротивления по формуле (10), полученной из формулы 2:
Sx = 2A1·a1 + 2Aсж2 ·b (10)
Sx = 2·40·1,6·129,7 + 2·1,2·127,3·63,65=36048 см3
Из формулы (1) получаем момент сопротивления, формула (11):
d =
, 
Mmax=Wx·
(11)Mmax=37044·24·1=889056 кН·см
Из формулы (2) получаем поперечную силу, формула (12):
= 
Qmax =
(12)Qmax =
= 2987 кНВывод: Несущая способность пролетного строения составляет -
изгибающий момент: 889056 кН·см
поперечная сила: 2987 кН
2. Технологическая часть
2.1 Подготовка производства
Подготовку металлопроката производим в цехе подготовки металла, основными операциями этого цеха являются:
Разгрузка;
Сортировка;
Правка металла;
Очистка и консервация металлопроката;
Хранение.
2.1.1 Правка прокатной стали
Для установления метода правки и выбора оборудования для правки, делаем выборку металла, используя чертеж КМД. Металл группируем по видам профилей (листовая сталь по толщинам) и, в соответствии с количеством деталей и отправочных марок, каждому виду профиля подбираем соответствующие размеры по ГОСТ 19903-74, в котором указано, что заказываемый металлопрокат может иметь размеры не соответствующие ГОСТ по просьбе заказчика. Выборку металла оформляем в таблицу 4.
Таблица 4 - Заказ металлопроката для изготовления деталей отправочного элемента Б-17.
| Деталь | Сечения | Принятый профиль | ГОСТ |
| 4а 4б | - 2180*12*6300 2180*12*5263 | - 2220*12*7600 | 19903-74 |
| 15а 15б | - 750*12*2268 370*12*703 | - 1620*12*8000 | 19903-74 |
Виды деформаций листовой стали:
Волнистость листовой стали по длине;
Коробоватость листа;
Саблевидная кривизна листа;
Местные выпучины (хлопуны);
Местная выпучина (фалды) по краям листа;
Заломленная кромка листа;
1 - волнистость листовой стали по длине; 2 - коробоватость листа; 3-саблевидная кривизна листа; 4-местные выпучины (хлопуны); 5-местная выпучина (фалды) по краям листа; 6-заломленная кромка листа.
Рисунок 2 - Виды деформаций листовой стали:
Для установления метода правки производим расчет радиуса кривизны стрелки прогиба. Деформированный металлопрокат (рисунок 3).
l - длинна хорды; f - стрелка кривизны; p - радиус кривизны.
Рисунок 3 - Эскиз искривления листовой стали
Расчет производим согласно заданию на дипломный проект для листового металлопроката сечением - 2220*12*7600 мм для деталей 4а,4б, металлопроката сечением - 1620*12*8000 мм для деталей 15а,15б.
Детали 4а, 4б, 15а, 15б
Расчет производим согласно СП 53-101-98 "Изготовление и контроль качества стальных строительных конструкции, таблица1".