Підбір перерізів стержнів і перевірка напружень

7. Підбір перерізів стержнів і перевірка напружень.

Верхній пояс. Площа перерізу вибираємо згідно за формулою:

де m=1 – коефіцієнт умов роботи для труб;

R=210 МПа=21 кН/см² – розрахунковий опір матеріалу для сталі 20;

 

Вибираємо з таблиці сортаменту прокатних сталей [3] «Трубы стальные бесшовные гарячекатаные» (ГОСТ 8732-89) трубу: зовнішній діаметр

D_з=140 мм, товщина стінки S=11 мм, площа перерізу F=44,56 см², радіус інерції і=4,58 см.

Нижній пояс. Найбільше стискуюче зусилля S_ст в елементах даної групи дорівнює:

 

Необхідна площа перерізу:

де ϕ – коефіцієнт поздовжнього згину(попередньо береться для поясів 0,7 – 0,8);

m=1 – коефіцієнт умов роботи;

R=210 МПа=21 кН/см² – розрахунковий опір матеріалу.

 

Вибираємо з таблиці сортаменту [4] два нерівнобоких кутника 110х70х8 мм(рис.5), для якого:

А=13,93 см², i_min=1,52 cм, I_min=32,31см⁴, i_х=3,51 см,

І_x=171,54 см⁴, I_y=54,64 см⁴, і_у=1,98см, x_o=1,64 cм, y_o=3,61 cм.

Для обраного перерізу проводимо перевірку напружень Ϭ за формулою:

Гнучкість стержня:

де μ – коефіцієнт зведення довжини (для поясів стріли μ=1);

l – геометрична довжинастержня(l=2,5 м), що визначається , як відстань між центрами вузлів;

r_min – мінімальний радіус інерції перерізу:

Обчислимо І_у для всього перерізу:

Гнучкість пояса:

 

По таблиці коефіцієнтів поздовжнього згину ϕ знайдемо інтерполяцію:

Напруження:

˂

Розкоси бокових і горизонтальних ферм.

Найбільше зусилля буде S_В3=-105,31 кН(стискання).

Необхідна площа перерізу:

 

 

Приймаємо: ϕ=0,6; μ=1,0 (для труб), R=21кН/см².

Тоді:

Із сортаменту [4] вибираємо трубу: D_з=70 мм, S=4 мм,

А=8,29 см², і=2,36 см.

Усі розкоси і стійки бокової і горизонтальної ферм виготовляємо однаковими.

Перевіримо напруження:

 

Мінімальний радіус інерції перерізу для трубчастих стержнів обчислимо за наближеною формулою:

 

Знайдемо погонні жорсткості пояса і_п і розкоса і_р:

де  

Коефіцієнт k₁:

˃2.

Відношення:

 

Значення μ для розкоса знайдемо по табл. 2.2 [2]:

 

Гнучкість розкоса:

 

Коефіцієнтів поздовжнього згину ϕ (табл. 2.1, [2]):

 

Напруження:

˂

Конструювання і розрахунок заданого вузла стріли.

Розрахунок вузлів зводиться до обчислення на міцніть зварних швів, що кріплять елементи решітки до верхнього пояса.

Визначимо необхідний катет шва за формулою:

де S_p – зусилля в привареному режимі;

 - коефіцієнт форми шва, що залежить від технологіі зварювання ( при ручному і 1,0 при автоматичному зварюванні);

 - розрахунковий опір кутового шва (приймаємо );

l_ш- довжина шва, яка при обтиску елементів решітки в площині, перепендикулярній до площини зєднувальних стержнів визначається за формулою:

У нашому випадку d₁=140 мм, d₂=70 мм. Тоді:

 

Стержень В3:  

Катет шва:  

Приймаємо  

Стержень В1:  

Катет шва:  

Мінімальний катет шва становить 3 мм, тому приймаємо

Список використаної літератури:

1.         Власов В.В. Будівельна механіка і металеві конструкції: Навч. посібник. – К.:Міістерство освіти і науки України, 1994. – 200с.

2.         Власов В.В., Шемет І.О. Методичні вказівки та завдання до курсової роботи з дисципліни «Будівельна механіка і металоконструкції». – К., КДТУБА, 1996. – 28с.

3.         Живейнов М.М., Карасев Г.И., Цвой И.Ю. Строительная механика и металлоконструкции строительных и дорожных машин: Учебн. пособие. – М.: Машиностроение, 1988. – 278 с.

4.         Справочник по специальным работам «Монтаж стальных и сборных железобетонных конструкций» Под ред. Б.А. Хохлова. – М.: Стройиздат, 1970 – 906 с.