Изготовление сварных конструкций. Определение усилий стержней фермы по линиям влияния. Проектирование количества профилей уголков. Подбор сечения стержней. Расчет сварных соединений. Назначение катетов швов. Конструирование узлов и стыков элементов ферм.
Аннотация к работе
Сварные конструкции изготовляются на специализированных заводах или в цехах металлических конструкций машиностроительных заводов - вагоностроительных, краностроительных, заводах, изготавливающих прокатное оборудование, и др. В настоящее время сварные конструкции применяются при изготовлении тракторов, сельскохозяйственных машин, автомобилей, вагонов, тепловозов, электровозов, котлов, турбин, подъемных кранов и других изделий. Ферма - это система, состоящая из стержней, соединенных в узлах шарнирами. Фермы применяются в железнодорожных и других мостах в качестве поддерживающих конструкций перекрытий различных сооружений (промышленных цехов, гражданских и общественных зданий, ангаров, эллингов и пр.), для остовов подъемных кранов и т.д. В настоящее время фермы изготавливаются главным образом при помощи сварки и лишь монтажные стыки и соединения часто исполняются на заклепках или болтахРеакция в опорах определяется по правилам теоретической механики, при этом ферму рассматривают как балку, распределенную на двух опорах. Продольные усилия в элементах фермы от статических нагрузок, приложенных узлах определяют графическим или аналитическим способом. Мы используем аналитические способы, которые основаны на методе вырезания узлов. Выделяем узел, в котором должно быть минимальное число стержней с неизвестными усилиями. Внутренние силы в стержнях с неизвестными усилия, заменяют внешними и направляют их от узла предполагая, что все стержни растянуты.Линия Влияния Ra: ?MB(Fi)=0; Ra·L-1(L-x)=0Груз справа от сечения - берем силы, расположенные слева от сечения. Груз слева от сечения - берем силы, расположенные справа от сечения. Рассекаем груз влияние № 4-8 Ординаты линий влияния под силами определяем из подобия треугольника. Рассекаем ферму сечением 2-2Определяем расчетные усилия в стержнях Расчетное усилие определяется умножением нормативного усилия на коэффициент перегрузки. 2.1 Определяем геометрическую длину стержней Определяем расчетную длину элементов фермы Расчетные длины элементов фермы определяем используя таблицу 2.1Для снижения веса фермы принимаем сталь из группы повышенной прочности класса С 46/33 марку 10Г2С2. Расчетное сопротивление определяется по таблице 1.2 с учетом коэффициента условия работы - Принимаем для всех элементов фермы коэффициент условия работыДля верхнего пояса и нижнего пояса принимаем сечение составленного из двух неравнобоких уголков, составленных узкими полками, т.к. Для опорного раскоса и опорной стойки - из двух неравнобоких уголков, составленных широкими полками, т.к. Толщину фасонки определяем в зависимости от наибольшего расчетного усилия в стенках решетки /по таблице 8.3./ Производим проверочный расчет: Вывод: принятый номер уголка удовлетворяет условию устойчивости и недозапряженные составляет: Замечание: задача о подборе сечения сжатых элементов является статистически неопределимой, поэтому ее надо решать методом последовательных приближений. Производим проверочный расчет: Вывод: принятый номер уголка удовлетворяет условию устойчивости и недозапряженные составляет: Опорная стойка: ЗадаемсяКоличество разных профилей уголков в одной ферме обычно не превышает 5-6. Уменьшаем количество профилей уголков в ферме, производя две замены.Т.к. протяженность и толщина сварных швов сравнительно не велики, то принимаем однопроходную полуавтоматическую сварку, с электродами типа Э50А (рекомендуемый для стали 10Г2С2). Вид поставки сортовой прокат, в том числе фасонный: ГОСТ 19281-73, ГОСТ 2590-71, ГОСТ 2591-71, ГОСТ 8509-86, ГОСТ 8239-72, ГОСТ 8240-72, ГОСТ 8510-86. Лист толстый ГОСТ 19282-73, ГОСТ 19903-74, ГОСТ 5520-79. Лист тонкий ГОСТ 17066-80, ГОСТ 19903-74, ГОСТ 19904-74. Назначение различные детали и элементы сварных металлоконструкций, работающих при температуре от-70 °С; аппараты, сосуды и части паровых котлов, работающих при температуре от-70 до 475 °С под давлением.При распределении пользуемся таблицей 3.5. Тип профилей Схема приварки Распределение усилий, площадей или длин швов при одинаковых катетах у обушка у пераРазмеры катетов угловых швов должны быть назначены возможно меньшими, но не менее указанных в табл. Исключение составляют швы у пера мелких прокатных профилей, но не менее 4 мм, меньше у тонких деталей. Наибольшие размеры катета угловых швов у кромок прокатных профилей принимаются по табл. Минимальные размеры катета шва в конструкциях из стали классаРасчетное сопротивление углового шва при срезе определяем по таблице 3.8 с учетом коэффициента условия работы, принятого ранее для всей конструкции Расчетное сопротивления сварных соединений строительных конструкций, КН/см2. Растяжение, сварка автомат., полуавтомат. и ручная с физическим контролем качества21262934384453Требуемые расчетные длины угловых швов при сварке уголков к фасонкам определяем из расчета на один уголок по формуле: Нижний пояс, стержень 2 - 9 (2 - 9 ) при сварке к фасонке в узле А (В). Требуемая расчетная длина швов: у обушка у пера Опорная стойка, стержень 3 - 8 (3 - 8 ) при сварке к фасонкам в узлах А
План
Содержание
Введение
Раздел 1. Определение усилий стержней фермы по линиям влияния
1.1 Построение линий влияния в подвесках и стойках
1.2 Построение линий влияния в опорных реакциях
1.3 Построение ЛВ всех стержней фермы кроме стен и подвесок
1.4 Схема для построения линии влияния
Раздел 2. Подбор сечения стержней
2.1 Определяем геометрическую длину стержней
2.2. Выбор материала и определение расчетного сопротивления
2.3 Назначение фермы сечений и толщины фасонки
2.4. Определяем сечение элементов фермы
2.5. Проектирование количества профилей уголков
Раздел 3. Расчет сварных соединений
3.1 Выбор способа сварки и типа сварных соединений
3.2 Распределение усилий (площадей швов или их длин при одинаковых катетах) между швами при приварке уголков к фасонке
3.3 Назначение катетов швов
3.4 Определение расчетного сопротивления сварных соединений
3.5 Определение расчетных и рабочих длин сварных швов
3.6 Конструирование узлов фермы
3.7 Расчет и конструирование опорного узла фермы
3.7.1 Опирание фермы на железобетонную колонну
3.7.2 Опирание фермы на металлическую колонну (сбоку)
3.8 Расчет и конструирование стыков элементов ферм
3.9 Конструирование прокладок
Заключение
Список литературы
Введение
Сварные конструкции изготовляются на специализированных заводах или в цехах металлических конструкций машиностроительных заводов - вагоностроительных, краностроительных, заводах, изготавливающих прокатное оборудование, и др.
В настоящее время сварные конструкции применяются при изготовлении тракторов, сельскохозяйственных машин, автомобилей, вагонов, тепловозов, электровозов, котлов, турбин, подъемных кранов и других изделий.
Ферма - это система, состоящая из стержней, соединенных в узлах шарнирами.
Фермы применяются в железнодорожных и других мостах в качестве поддерживающих конструкций перекрытий различных сооружений (промышленных цехов, гражданских и общественных зданий, ангаров, эллингов и пр.), для остовов подъемных кранов и т.д.
По конструктивному признаку различаются фермы пространственные и плоские; последние могут быть одностенчатыми легкими и двустенчатыми тяжелыми.
Легкие одностенчатые фермы применяются в качестве стропильных ферм, поддерживающих кровельное покрытие зданий, а также в крановых мостах малой и средней грузоподъемности.
Тяжелые двухстенчатые фермы - для несущей конструкции большепролетных железнодорожных мостов.
По способу изготовления различаются фермы сварные и клепаные. В настоящее время фермы изготавливаются главным образом при помощи сварки и лишь монтажные стыки и соединения часто исполняются на заклепках или болтах
Известно, что в стенках сплошных балок материал в отношении напряжений никогда не используется полностью: даже в сечениях с наибольшим изгибающим моментом средняя напряженность материала в стенках не превышает 50%.
Материалы, применяемые для фермы: Стали 09Г2С, 10ХСМД, 17ГС и заменители.
В основном сейчас практикуют фермы из квадратных труб, Это самое главное достоинство такого рода конструкций, которые получили сегодня широкое распространение, и мало какая серия готовых изделий обходится без этого сортамента металлопроката. На самом деле прямоугольные трубы (в том числе квадратного сечения) применяются в строительстве довольно давно, именно потому, что правильный профиль позволяет создавать прочные и надежные узлы простыми методами и при минимальных трудозатратах.
При изготовление фермы создаются кондуктора и приспособления, способствующие сохранению геометрических форм согласно чертежу.
Кондуктор - приспособление повторяющее чертеж конструкции, кондуктор должен быть сделан до максимальной точности, чтобы в дальнейшем были точно сделаны другие фермы.
Ферма состоит из следующих элементов: 1) Верхний пояс
2) Нижний пояс
3) Стойка
4) Восходящие раскосы
5) Подвеска
6) Опорный раскос
7) Нисходящие раскосы
8) Расстояние между стойками «Панель»
Рисунок ферма сварной конструкция
При конструировании ферм приходится решать вопрос о том, какое число стержней необходимо иметь, чтобы связать заданное число узлов в геометрически неизменяемую систему. Простейшая жесткая геометрическая неизменяемая система получается, если три узла связать между собой тремя стержнями, т.е. представляет собой шарнирный треугольник. Каждый новый узел можно жестко присоединить к полученной системе при помощи двух стержней, не расположенных по одной прямой.
Цель работы: Расчет и проектирование сварной фермы
Структура работы: Работа состоит из ведения, общей части, разделы 1, 2, 3.