Расчет металлоконструкции бункера - Курсовая работа

Бункерами называют саморазгружающиеся емкости для хранения и перегрузки сыпучих материалов, состоящие из воронки в виде усеченной пирамиды или усеченного конуса и верхней призматической или цилиндрической емкости. Форма бункера зависит от его назначения, компоновки сооружения, требуемого запаса материала, его физических свойств, типа несущих конструкций. Конусно - цилиндрические бункера более экономичны по сравнению с ними, так как конструкция работает на растяжение без изгиба, но пирамидально - призматические бункера проще при изготовлении, лучше вписываются в габариты зданий и занимают меньше производственной площади. Корпус бункера изготавливается из листового проката стали 09Г2С, предназначенной для второстепенных и много нагруженных элементов сварных и не сварных конструкций, работающих в интервале температур от-10 до 4008С. Швы для сборки корпуса бункера выполним угловые и встык в среде защитных газов.Сборку бункера, опор и установку дополнительного оборудования производить сваркой в среде углекислого газа на постоянном токе обратной полярности. Для полуавтоматической сварки и постановки прихваток в среде защитных газов используем полуавтомат ПДГ-508, технические характеристики которого приведены в таблице 2.1. Высокие эксплуатационные характеристики сварочного полуавтомата ПДГ-508 достигаются за счет применения тонкой проволоки, подаваемой к электрической дуге по гибкому направляющему каналу, который позволяет разместить относительно тяжелый механизм для подачи проволоки на значительное расстояние от зоны сварки, где расположен только рабочий орган - сварочная горелка. Для стабильности процесса и устойчивости работ, требуется источник с жесткой внешней характеристикой, одним из которых является выпрямитель ВДУ-506, он имеет следующие преимущества по сравнению с преобразователями и генераторами: широкие пределы регулирования сварочного тока, высокие динамические свойства и технико-экономические показатели, высокий К.П.Д. В сертификате, сопровождающем партию проволоки, должны быть указаны следующие данные: товарный знак предприятия-изготовителя, условное обозначение проволоки согласно стандарту, номер плавки и партии, состояние поверхности проволоки (омедненная или неомедненная), химический состав в процентном содержании каждого элемента, результаты испытания на растяжение, масса проволоки в килограммах (нетто).Рациональный угол наклона стенок бункера зависит в основном от коэффициента внешнего трения сыпучего материала и может быть найден по формуле: , (1) где f1 - 0,47-0,53 коэффициент внешнего трения для кокса [1, стр.136]. Следовательно, при проектировании бункеров угол наклона стенок необходимо принимать несколько больше расчетной величины, т.к. необходимо учесть увеличение коэффициента трения в результате коррозии стенок бункеров и налипания на них остатков сыпучего материала, при этом угол наклона к вертикали, который обеспечивает движение материала, зависит от формы выпускного отверстия. Принимаем конструктивно сторону воронки b1=0,4 м, при условии а1/b1?3 , принимаем а1=1,2 м. Принимаем конструктивно высоту пирамидальной части бункера h1=3м. Исходя, из принятых конструктивно размеров, угол наклона составил cos?>710.Определим равномерно распределенную нагрузку на ребро бункера, расчет ведем по наиболее длинному ребру: , (15) Длинна ребра (принята по нейтральным осям рамы): Продольно растягивающая сила в ребре: (16)Суммарная вертикальная равномерно распределенная нагрузка на 1м бункерной балки: (19) g - расчетная равномерно распределенная нагрузка от собственного веса конструкции; Расчетная равномерно распределенная нагрузка от собственного веса конструкции: (21) где Р1 - приблизительная масса металлоконструкции бункера. суммарная длинна балки (верхнего и нижнего пояса, принимаем условно - полоса 100х10 и уголок 140х10) и вес метра погонного; Нагрузка от веса перекрытий, принимаемой равной 200кг/м2, и от веса оборудования, принимаемая равной 400кг/м2: (23) Горизонтальные нагрузки, действующие на бункерную балку: (24)Бункер опирается на четыре колонны, на которые действуют нагрузки: от веса металлоконструкции, от полной массы засыпки материала, веса дополнительного оборудования, веса перекрытия, снеговой нагрузки и ветровой нагрузки. Расчетную снеговую нагрузку s, кг/м2 определяют как произведение нормативной нагрузки [3, стр52-55]: , (42) Нормативную статическую ветровую нагрузку, принимаемую нормальной к поверхности сооружения или его частям, определяют по формуле: (44) w0=30кг/м2 - ветровая нагрузка; k=0,85-коэффициент учитывающий изменение напора ветра. Нагрузка, действующая на колонны от ветровой нагрузки: (47) умах=1,65м - расстояние от центра бункера до оси колонн.Принимаем конструктивно плиту , Плиту крепим к фундаменту на 4 анкерных болта М20. Рассчитаем сварной шов, крепящий плиту к колонне. Рассчитаем сварной шов, крепящий колонну к базе [2, стр 40-45].

Содержание сварной конструкция бункер колонна

Введение

1. Характеристика сварной конструкции

2. Обоснование и выбор сварочных материалов и оборудования

3. Расчет бункера

3.1 Габаритные размеры пирамидального бункера

3.2 Расчет обшивки бункера

3.3 Расчет ребер жесткости воронки

3.4 Расчет бункерных балок

3.5 Расчет центрально - нагруженной колонны

3.6 Расчет базы колонны

3.7 Расчет раскоса между колоннами

Вывод

Список используемой литературы

Бункерами называют саморазгружающиеся емкости для хранения и перегрузки сыпучих материалов, состоящие из воронки в виде усеченной пирамиды или усеченного конуса и верхней призматической или цилиндрической емкости. Воронки необходимы для саморазгружения сыпучих материалов, а призматические или цилиндрические части емкостей - для хранения их.

Форма бункера зависит от его назначения, компоновки сооружения, требуемого запаса материала, его физических свойств, типа несущих конструкций. Рекомендуемые типы бункеров по форме: пирамидально- призматические, конусно-цилиндрические, лотковые гибкие.

Наиболее распространены в промышленном строительстве пирамидально-призматические бункера (прямоугольные и квадратные). Конусно - цилиндрические бункера более экономичны по сравнению с ними, так как конструкция работает на растяжение без изгиба, но пирамидально - призматические бункера проще при изготовлении, лучше вписываются в габариты зданий и занимают меньше производственной площади.

В данном курсовом проекте рассмотрим конструкцию бункера с плоскими стенками, состоящего из корпуса бункера и опорных колон.

Корпус бункера изготавливается из листового проката стали 09Г2С, предназначенной для второстепенных и много нагруженных элементов сварных и не сварных конструкций, работающих в интервале температур от -10 до 4008С. Состав стали С - до 0,14 - 0,22 %; Si - 0,07 %; Mn - 0,30-0,60 %, Cr - 0,30 %, Ni - 0,30 %; Cu - 0,30 %; P - 0,04 %; S - 0,05 %; As - 0,08 %.

Таблица 1.1 - Исходные данные

Объем бункера, м3 20

Хранимый продукт Кокс

Расстояние от уровня земли до выпускной воронки, м 4,0

Район строительства по весу снега II

Швы для сборки корпуса бункера выполним угловые и встык в среде защитных газов.

Опоры состоят из проката (швеллер, уголок и т.д.), их изготавливают из прокатной стали 09Г2С. Швы для сборки колонн выполним угловые и встык в среде защитных газов.

Технологичность сварной конструкции на этапе изготовления - это комплекс свойств, благодаря которым изготовление конструкции возможно методами прогрессивной технологии с минимальными трудовыми затратами. Технологичность сварной конструкции является следствием комплекса научно-технических мероприятий, осуществленных в процессе проектирования и доводки опытных вариантов. Для оценки каждого из факторов, влияющих на технологичность сварной конструкции, необходимы дополнительные критерии. С помощью системы таких критериев, возможно, будет оценить, в каком направлении необходимо работать конструктору для получения максимального технико-экономического эффекта при сравнительной оценке трудоемкости и себестоимости спроектированной сварной конструкции.

Целесообразно для решения этой задачи применить следующие критерии: удельный вес сварной конструкции характеризует целесообразность выбора основного металла, при применении которого возможно внедрить наиболее прогрессивные методы сварки, сохраняя необходимые физико-химические свойства сварных соединений и их прочностные характеристики, а так же минимальный вес конструкции. Улучшение критерия технологичности - уменьшение удельного веса сварной конструкции может быть достигнуто путем применения сталей повышенной прочности. В нашем случае для изготовления бункера используется сталь 09Г2С. Временное сопротивление этих сталей для толщин до 60 мм составляет 45 - 55 кг/мм2, а предел текучести - 30 - 40 кг/мм2.

Таким образом, выбор низколегированных сталей для сварных конструкций обеспечивает значительное снижение удельного веса, то есть улучшения этого критерия технологичности.

Изготовление и монтаж конструкции и ее узлов очень просты. Для сборки применяются прогрессивные методы (сборочные приспособления, кантователи, сварочные приспособления), что повышает технологичность изделия.