12

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего профессионального образования

«Тульский государственный университет»

Политехнический институт

Кафедра Подъемно-транспортные машины и оборудование

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

ПО КОНТРОЛЬНО-КУРСОВОЙ РАБОТЕ

по дисциплине:

СТРОИТЕЛЬНАЯ МЕХАНИКА И МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ КОНСТРУКЦИИ

Специальность: 190109 – Наземные транспортно-технологические средства

Специализация: 19010902 – Подъемно-транспортные, строительные, дорожные средства и оборудование

Квалификация выпускника: 65 специалист

Форма обучения: очная, заочная

Тула 2012 г.

Методические указания по ККР составлены к.т.н., доцентом Толоконниковым А.С. и обсуждены на заседании кафедры "Подъемно-транспортные машины и оборудование", факультета Транспортных и технологических систем.

протокол №____ от "___" ______________ 201_ г.

Зав. кафедрой _______________В.Ю. Анцев

Пересмотрено и утверждено на заседании кафедры Подъемно-транспортные машины и оборудование факультета Транспортных и технологических систем

протокол №____ от "___" ______________ 20__ г.

Зав. кафедрой _______________В.Ю. Анцев

1. Общие положения

Цель контрольно-курсовой работы - закрепление теоретических знаний, приобретение навыков практической работы в области современных методов проектирования, расчета и конструирования металлических конструкций наземных транспортно-технологических средств.

2. Теоретические сведения

Контрольно-курсовая работа в четвертом семестре направлена на закрепление навыков проектирования ферменных конструкций.

Линия влияния (в дальнейшем Л.В.) какого либо фактора (изгибающего момента, поперечной или продольной силы в каком либо сечении, перемещения узла и т. д.) – это график изменения этого фактора в зависимости от координаты (например, «х») положения единичного, сосредоточенного, неизменного направления, подвижного груза Р.

Линии влияния необходимы для расчета инженерных сооружений (в том числе и ферм) на подвижные нагрузки. С помощью линии влияния можно определять расчетное положение подвижной нагрузки на сооружении, то есть такое положение подвижной нагрузки, когда ее влияние наибольшее. Наибольшее влияние это значит, что значение рассматриваемого фактора при этом положении подвижной нагрузки достигает своей наибольшей, то есть расчетной величины.

Металлоконструкции многих подъемно-транспортных и строительных машин во время эксплуатации находятся под действием подвижных нагрузок. Источником таких нагрузок являются грузовые тележки мостовых, козловых, башенных кранов и кранов перегружателей.

Поэтому инженеру по подъемно-транспортным, строительным и дорожным машинам необходимо знать методы расчета инженерных сооружений с помощью линий влияния.

2.1 Определение усилий в стержнях ферм с помощью линий влияния.

Учиться расчету инженерных сооружений лучше всего на конкретных примерах. Рассмотрим расчет фермы на заданные нагрузки (в том числе и подвижные) с помощью Л.В. Расчетная схема фермы показана на рисунке 1.

Построим линии влияния опорных реакций и усилий, действующих в стержнях фермы. Л.В. строим статическим способом. Этот способ включает следующие этапы.

1. Единичный сосредоточенный груз Р=1 ставится на сооружение и связывается с ним с помощью координаты «х». Пределы изменения «х» обозначают пунктирной линией (см. рисунок 1).

2. С помощью уравнений механики, в аналитической форме определяется фактор, для которого строится Л.В.

3. В полученное аналитическое выражение для определения рассматриваемого фактора войдет координата «х». Считая эту координату переменной величиной, строим график изменения фактора в зависимости от координаты «х». По определению Л.В., этот график и есть линия влияния рассматриваемого фактора.

Построение Л.В. начнем с построения Л.В. опорных реакций R_A и R_B.

Л.В. R_A

Первый этап построения Л.В. статическим способом мы уже выполнили, см. рисунок 1. Поставили силу Р=1 на сооружение и связали ее с сооружением координатой «х». Координата «х» показывает расстояние от опоры А до силы Р=1.

На втором этапе определим аналитическое выражение для определения R_A. Для этого составим уравнение равновесия для фермы в форме суммы моментов всех сил, действующих на ферму, относительно опоры «В».

,

откуда

По определению Л.В. формула (1) это аналитическая запись Л.В., так как показывает функциональную зависимость реакции R_A от координаты «х», которая определяет положение силы Р=1 на ферме.

Рисунок 1 – Линии влияния

И, наконец, строим график функции (1), то есть строим Л.В. R_A (см. рисунок 1). Как видно из уравнения (1), Л.В. R_A это прямая линия. Строим ее по двум точкам.

Координата «х» в данном случае меняется в пределах

На этом графике показана горизонтальная ось «х», начало которой находится под опорой «А». Обычно для облегчения работы, Л.В строят под рассчитываемым сооружением, помещая ось «х» параллельно участку конструкции, по которому перемещается груз Р=1.

Л.В. R_B

Аналогично строим Л.В. R_B. Составим уравнение равновесия в форме суммы моментов всех сил, действующих на ферму, относительно опоры «А».

откуда

Строим Л.В. R_B также по двум точкам (см. рисунок 1).