Составление конструктивной схемы металлоконструкции. Выбор стали и определение расчетных характеристик. Определение действующих нагрузок в соответствии с принятыми расчетными состояниями. Расчет устойчивости стрелы и ее элементов, проверка жесткости.
Аннотация к работе
Сибирский государственный университет путей сообщения Кафедра «Подъемно-транспортные, путевые, строительные и дорожные машины» Курсовая работа по дисциплине «Строительная механика и металлические конструкции машин»Размеры стрелы принимаем по следующим рекомендациям: Высота стрелы по середине длины h, м, [2]: h = (1/20…1/30)l, (1.1) где - длина стрелы, м. Ширина сечения стрелы на опоре: b0 = hk(1/10…1/15), (1.2) металлоконструкция сталь стрела жесткость Стали с большим содержанием углерода, несмотря на высокую прочность, для металлоконструкций не принимаются изза склонности к хрупкому разрушению и плохой свариваемости. При расчете на стрелу действуют вертикальные и горизонтальные нагрузки. Распределенное давление ветра pвh, Па, [4]: pвh = qвkcn7, (3.8) где qв - динамическое давление ветра, qв = 125 Па, [4]; k - поправочный коэффициент, учитывающий изменение динамического давления, k = 1; [4]; c - коэффициент аэродинамической силы, (для стрелы с =1,6; для груза с =1,2), [4]; n7 - коэффициент перегрузки, n7 = 1, [4].Подбор поперечного сечения пояса произведем из условия жесткости для сжатых элементов: , (5.2) где-предельная гибкость для пояса, =80..100, - коэффициент, зависящий от характера закрепления концов стержня ; длина участка. Из формулы (5.2) определен минимальный радиус инерции: Принят уголок №8 со следующими характеристиками: А = 12,3 см2 - фактическая площадь сечения; Подбор поперечного сечения раскосов произведем из условия жесткости для сжатых элементов: , (5.4) где-предельная гибкость для раскосов, =120..150, - коэффициент, зависящий от характера закрепления концов стержня ; длина участка. Из формулы (5.2) определен минимальный радиус инерции: Принят уголок № 5.6 со следующими характеристиками: A = 5,41 см2 - фактическая площадь сечения; Подбор поперечного сечения стойки произведем из условия жесткости для сжатых элементов: , (5.5) где-предельная гибкость для пояса, =120..150, - коэффициент, зависящий от характера закрепления концов стержня ; длина участка.Общая устойчивость стрелы рассчитывается в вертикальной плоскости по среднему сечению и в горизонтальной плоскости по опорному сечению. Изгибающий момент в сечении стрелы Мс приближенно может быть определен: (6.4) где N1 и N2 - усилия в поясах рассматриваемой панели решетки стрелы для соответствующей плоскости; а - расстояние между поясами. Для среднего сечения (рисунок 6.1) изгибающий момент равен (6.4): Для опорного сечения (рисунок 6.1) изгибающий момент равен: Рисунок 6.2 - Усилия в поясах наиболее нагруженной панели горизонтальной решетки у опорного сечения стрелы Продольное усилие Nc в сечении стрелы приближенно может быть определено: (6.5) где R1 и R2 - реакции в корневых опорах стрелы Приведенная гибкость стрелы относительно оси X: , (6.9) где - площадь сечения уголка раскоса, см2 , - коэффициенты зависящие от угла наклона раскосов в плоскостях, перпендикулярных осям X и Y . принято равным 0,905.Эти расчеты сводятся к определению необходимой длины сварных швов по максимальному усилию, действующему в прикрепленном элементе. Общая минимальная длина сварных швов в одном соединении не должна быть менее 40 мм, а перехлест соединяемых элементов должен быть не менее пяти толщин наиболее тонкого из них или - четырех катетов шва, т.к. при меньшем перехлесте швы быстро растрескиваются. Условие прочности углового сварного шва: (7.1) где N - усилие, действующее на присоединяемый элемент; Аш - площадь сварного шва; ? - коэффициент провара сварного шва, ? = 0,8 - для однопроходной полуавтоматической сварки; кш - катет углового шва; lш - длина сварного шва; [?ш] - допускаемое напряжение сварного шва при сдвиге (п. Шов, присоединяющий прилегающую полку уголка стойки, выполняется минимальной длины 40 мм, так как испытывает меньшее усилие, а шов, присоединяющий выступающую полку уголка с большим усилием, согласно рекомендациям [5], - 100 мм. Для исключения сдвига элементов от поперечных усилий Q должна быть обеспечена затяжка высокопрочных болтов, создающая необходимую силу трения между фланцами: , (7.3) где Т - расчетное усилие, создаваемое поверхностью трения фланца, Тб - то же при действии одного болта; Рб - осевое усилие натяжения высокопрочного болта; nб - число болтов; мсм - коэффициент, учитывающий возможное уменьшение натяжения болта изза обмятия поверхности контакта, мсм = 0,9; ? - коэффициент трения, принимаемый в зависимости от обработки, соединяемых поверхностей, ? = 0,35 [5].