проектирлвание металлического моста. Анализ исходных данных 7 2Вариантное проектирование

• Название: Анализ исходных данных 7 2Вариантное проектирование
• Анкор: проектирлвание металлического моста
• Дата: 27.10.2022
• Размер: 0.94 Mb.
• Имя файла: PZ_10_01.docx
• Тип: Документы; #756891
• страница: 8 из 11

Выбор формы и назначение размеров поперечного сечения

Требуется определить минимальную площадь поперечного сечения элементов фермы из условий прочности, устойчивости и выносливости. Расчет производится на действие расчетного усилия в элементе.

Для поясов и преимущественно сжатых раскосов принимаем коробчатое сечение, для стоек, подвесок и растянутых раскосов –H-образное.


Рисунок 4.5 – Сечения элементов главных ферм
Ширину сварных элементов принимаем 526 мм.

Высота элементов назначается в следующих пределах:

Для коробчатых сечений: 4 Принимаем .

Толщина листов, составляющих сечение, назначается не менее 10 мм и не более 50 мм.

Для коробчатого сечения:



Суммарная требуемая площадь сечения стержня определяется для растянутых элементов и сжатых элементов по формуле:

(4.44)

где – наибольшее усилие из расчета на прочность и выносливость;

– коэффициент ослабления сечения;

– расчетное сопротивление стали 15ХСНД по пределу текучести равное – при толщине проката до 32 мм и – от 32 мм до 50 мм;

– коэффициент продольного изгиба (для стали 15ХСНД);

– коэффициент условий работы.

Подбор формы и размеров сечения – это итерационный расчет, согласно которому конечные геометрические размеры назначаются после выполнения всех проверок, для определяющей из которых необходимо обеспечить недонапряжение не более 5%.
Таблица 4.6 – Требуемые площади сечений элементов фермы

Элемент	Определяющее усилие, кН	Требуемая площадь сечения,
Н0-В1	8166,76	0,0513
Н0-Н1	5198,35	0,0218

3. Определение расчетного ослабления

   1. Расчетное ослабление коробчатых сечений

Схема для определения максимального числа рисок (болтов) приведена на рисунке 4.7. Минимальное расстояние от крайних рисок (центров болтов) до края элемента определяется по формуле:

(4.49)

где высота катета внутреннего шва,

толщина горизонтального листа, .

Рассмотрим подбор сечения для элемента нижнего пояса Н4-Н5.



Максимальная величина , подлежащая разбивке на шаги по 80 мм, определяется по формуле:

(4.50)



Если не кратно 80 мм, то окончательное расстояние от края элемента до ближайшей риски определяется по формуле:

(4.51)

где число шагов по 80 мм.





Величина C не должна превышать максимально допустимого значения меньшего из мм или 120 мм.

Получаем 7 рисок. Расчетное число ослаблений в одном листе

Площадь брутто сечения определяется по формуле:

(4.52)

Площадь нетто сечения элемента определяется по формуле:

(4.53)

Подбор элементов коробчатого сечения сведен в таблицу 4.7.
Таблица 4.7 – Состав и размеры коробчатых сечений элементов фермы

Элемент	Размеры и состав сечения			Абрутто,	Ослабления						Анетто,
					n		, мм		А
1	2	3	4	5		6		7		8			9
Н0-В1	ГЛ	bэл, мм	526	0,0420									0,0358
		tf, мм	10
	2ВЛ	hэл, мм	700			5		25		0,0063
		tw,мм	25
	НГЛ	bэл, мм	526
		tf, мм	10
		а,перф,мм	250
Н0-Н1	ГЛ	bэл, мм	526	0,0216									0,0191
		tf, мм	10
	2ВЛ	hэл, мм	700			5		25		0,0025
		tw,мм	10
	НГЛ	bэл, мм	526
		tf, мм	10
		а,перф,мм	250

2. Расчет элементов на прочность и общую устойчивость

При расчете по прочности при осевом сжатии или растяжении силой учитывают, что половина усилия, воспринимаемая болтами в рассматриваемом сечении, уже передана силами трения на накладки и фасонки.

Расчет по прочности в данном пункте сведен в таблицу 4.12, по гибкости ­– в 4.13.

(4.54)

где – расчетное усилие одного болтоконтакта, определенное по формуле (3.81) и равное 90 кН для болта (при n= 5…19 шт.).

число высокопрочных болтов в первом к середине элемента ряду прикрепления, шт.;

– площадь сечения элемента с учетом ослаблений;

– расчетное сопротивление стали;

– коэффициент условий работы, .

Для сжатых элементов расчет по общей устойчивости выполняется по формуле:

(4.55)

где наибольшее усилие сжатия в элементе, кН;

– площадь сечения элемента брутто, ;

коэффициент продольного изгиба, принимаемый по [2, таблица Ф.2, приложение Ф] в предположении, что относительный эксцентриситет в зависимости от максимального значения гибкости элемента или соответственно в плоскости и из плоскости фермы.

Проверка гибкости элементов фермы выполняется по формуле:

(4.56)

где свободная длина элемента, принимаемая для поясов и опорных раскосов в плоскости фермы равной их геометрической длине , для прочих элементов решетки в плоскости фермы , для всех элементов из плоскости фермы – равна расстоянию между узлами закрепления

радиус инерции сечения в плоскости фермы и из плоскости фермы

Для Н-образных сечений:

(4.57)

(4.58)

Для коробчатых сечений:

(4.59)

(4.60)

– предельная гибкость, равная для сжатых элементов и растянутых поясов – 100, для других растянутых и нерабочих элементов – 150.

Выполним подробный расчет для элемента Н0-В1.

Расчет на прочность.

Расчетное усилие в элементе ;

Площадь сечения нетто в расчетном сечении ;

Число болтов в расчетном сечении n = 5,







Условие прочности (4.57) выполняется с запасом в 16,40 %.

Проверка по гибкости.









Проверки по гибкости выполняются.

Расчет по устойчивости

Площадь сечения брутто в расчетном сечении A_брутто = 0,0420 м².

При коэффициент продольного изгиба



Расчет устойчивости элемента Н0-В1 выполняется, недонапряжение составляет 2,78 %.
Таблица 4.8– Результаты расчета элементов фермы по прочности

Элемент	Сечение	Расчетное усилие, кН	An, м2	n	Qbh, кН	Ϭ, МПа	mRy, МПа	Запас в %
Н0-В1	8166,76	0,0358	5	90	222,0	265,5	16,4	8166,76
Н0-Н1	5198,35	0,0191	5	90	260,1	265,5	2,0	5198,35

Таблица 4.9 – Проверка гибкости элементов фермы

Элемент	lef, м	ix, м	iy, м	λ	λпред	Запас в %
Н0-В1	11	0,252	0,242	45,46	100	54,5
Н0-Н1	18,6	0,252	0,242	76,87	100	23,1