Расчёт на прочность и жёсткость навеса. Пример. Расчёт на прочность и жёсткость элементов навеса

• Название: Расчёт на прочность и жёсткость элементов навеса
• Анкор: Расчёт на прочность и жёсткость навеса
• Дата: 07.06.2022
• Размер: 1.01 Mb.
• Имя файла: Пример.docx
• Тип: Реферат; #575545
• страница: 7 из 7

3.5 Расчет заклепок на отрыв головок

Как и говорилось выше отрыв головок может произойти от воздействия ветра. На рисунке 24 представлена расчетная схема.



Рисунок 24 – Расчетная схема заклепок

Условие отрыва головок выглядит следующим образом:
(27)
где – максимальная по значению напряжение, ;

– допускаемое напряжение на отрыв головок, Па.

Максимальное напряжение будет равно:
, (28)
где – максимальная по значению продольная сила, ;

A – площадь поперечного сечения заклепки, .

Так как у нас только одна нагрузка, то N=F. И высчитаем её по формуле:
,(29)
где – скоростной напор, ;

– аэродинамический коэффициент, б/р;

– коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте в зависимости от типа местности, б/р;

– нормативный коэффициент безопасности по нагрузке (для ветровой 1,4), б/р;

– удерживаемая площадь от заклепки,

Аэродинамический коэффициент при расчете на отрыв принимают равным по ТКП EN 1991-1-4-2009 (02250). Удерживаемую площадь найдём по формуле 22, взяв данные с рисунка 25.


Рисунок 25 – Удерживаемая площадь одной заклепки
.
Подставляем наши значения в формулу (29) и получаем:


Площадь поперечного сечения будет находится по формуле:
(30)
где – число пи равное 3,14, б/р;

d – диаметр заклепочного соединения, м.

Диаметр возьмем с рисунка 24.

Численное значение будет:

Подставляем найденные значения в формулу 28 и находим максимальное напряжение:

Допускаемое напряжение по отрыву головок в соответствии с [12] c. 18. Проверим условие прочности по формуле 27:

Условие прочности выполняется.

3.6 Расчет профилированного листа

3.6.1 Расчет профилированного листа на прочность

Находим суммарные нагрузки действующие на профилированный лист.

Снеговую нагрузку найдём по формуле:
, (31)
где – значение снеговой нагрузки, ;

– нормативный коэффициент безопасности по нагрузке, б/р;

– длина листа, м.

Численное значение будет:

Остальные нагрузки будут находится по аналогии. Ветровая составит:

Нагрузка от собственного веса равна:

Теперь сложим все нагрузки и получим суммарную нагрузку действующую на профилированный лист:

Теперь также как и для балки найдём проекции данной нагрузки:


Далее для построения эпюр составим 2 уравнения равновесия:
(32)
Решая данную систему уравнений находим реакции опор:





Изобразим расчетную схему и построим эпюры продольных, поперечных сил и изгибающих моментов (рисунок 25).


Рисунок 26 – Эпюры, продольных, поперечных сил и изгибающих моментов

Определим максимальный изгибающий момент для балки по формуле 11:

Определим максимальное напряжение по формуле 18 взяв из таблицы 2 , A= :


Допускаемое напряжение найдём по формуле [13]:
(33)
где расчетное сопротивление стали настила изгибу, ;

коэффициент надежности по уровню ответственности, б/р.

Из СТО 0047-2005 235,36 МПа, коэффициент надежности будет выбираться с учетом класса ответственности нашего сооружения. Навес относиться к 3 классу и поэтому =0,9. Найдём допускаемое напряжение:


Сравним допускаемое напряжение с максимальным напряжением:

Условие прочности выполняется.

3.6.2 Расчет профилированного листа на прогиб и на потерю местной устойчивости сжатых полок

Так же, как для прогона и балки, профильный лист должен обладать достаточной жесткостью. Для определения допускаемого прогиба воспользуемся формулой 12:

Для определения максимального перемещения воспользуемся формулой 14, взяв из таблицы 2 осевой момент инерции сечения =70,6 c :

Проверим выполнение условия жёсткости:
.
Условие жесткости выполняется.
Также для профильного листа следует проводить проверку на потерю местной устойчивости сжатых полок. Условие устойчивости выглядит следующим образом [13]:
, (34)
где максимальное действующее напряжение, ;

критическое значение по устойчивости для сжатых полок, .

Критическое значение берём из СТО 0047-2005, для нашего профлиста оно будет, . Проверим профильный лист на потерю устойчивости сжатых полок:

Условие выполняется, что означаетпотеря местной устойчивости сжатых полок происходить не будет.

Заключение

В ходе курсовой работы проведены расчеты конструкционных элементов односкатного навеса на прочность, жесткость и устойчивость. Помимо основных элементов проведен расчет заклепочного соединения на отрыв головок.

В расчете на прочность и жесткость прогона максимальное напряжение составило , а прогиб . Условие прочности и жесткости выполняется.

На прочность и жесткость рассчитана балка навеса. Для него максимальное напряжение равно , прогиб

Стойка навеса рассчитана на прочность и устойчивость. Максимальное напряжение возникающая при продольном сжатии стойки составило , данное значение меньше, чем допускаемое по устойчивости , что означает условие устойчивости выполняется.

Заклепочное соединение рассчитано на отрыв головок от воздействия ветра и максимальное напряжение для него составило . Условие прочности выполняется.

Профилированный настил рассчитан на прочность и жесткость. Максимальное напряжение, возникающее в нем, равно максимальный прогиб составил Условие прочности и жесткости выполняется.

В ходе работы над курсовым проектам получены навыки работы с государственными стандартами и другой технической документации. Получены навыки грамотного оформления технических проектов.

Список использованных источников

1. 
   ГОСТ 8240-97. Швеллеры стальные горячекатаные. Сортамент. Введ. 2002-01-01. – М.: Стандартинформ, 2010.
   
2. 
   ГОСТ 8239-89. Двутавры стальные горячекатаные. Введ. 1990-07-01 – М.: Стандартинформ, 2012.
   
3. 
   ГОСТ 8639-82. Трубы стальные квадратные. Сортамент. Введ. 1983-01-01. – М.: ИПК Издательство стандартов, 2001.
   
4. 
   ГОСТ 24045-2016. Профили стальные листовые гнутые с трапециевидными гофрами для строительства. Технические условия. Введ. 2017-04-01. М.: Стандартинформ, 2016.
   
5. 
   ГОСТ Р ИСО 15973-2005. Заклепки "слепые" с закрытым концом, разрывающимся вытяжным сердечником и выступающей головкой (корпус из алюминиевого сплава и стальной сердечник). Введ. 2007-01-01. М.: Стандартинформ, 2006.
   
6. 
   ТКП EN 1991-1-3-2009 (02250). Еврокод 1. Воздействия на конструкции. Часть 1-3. Общие воздействия. Снеговые нагрузки. – Минск 2009г. – 42 с.
   
7. 
   ТКП EN 1991-1-4-2009 (02250). Еврокод 1. Воздействия на конструкции. Часть 1-4. Общие воздействия. Ветровые воздействия. – Минск 2010г. – 120 с.
   
8. 
   СП 20.13330.2016. Нагрузки и воздействия. Актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85*. М.: Стандартинформ, 2019г.
   
9. 
   Степин П. А. Сопротивление материалов: Учебник для вузов. –6-е издание перераб. и доп. – М.: Высш. Школа, 1979. –312 с., ил.
   
10. 
    Межецкий Г.Д. Сопротивление материалов: Учебник / Г.Д. Межецкий, Г.Г. Загребин, Н.Н. Решетник; под общ. Ред. Г.Д. Межецкого, Г.Г. Загребина.- 5-е изд., – М. 2016. – 432с.
    
11. 
    Феодосьев В. И. Сопротивление материалов: Учеб. для вузов – 14-е изд., исправл. – М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2007 – 592 с.
    
12. 
    Анурьев В. И. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3 т. Т. 3. – 8-е изд., перераб. и доп. Под ред. И. Н. Жестковой. – М.: Машиностроение, 2001, – 864 с,: ил.
    
13. 
    СТО 0047-2005 Перекрытия сталежелезобетонные с монолитной плитой по стальному профилированному настилу. Расчет и проектирование. М., 2005г.
    

6