3.3 Расчёт по прочности и устойчивости.
Расчет по прочности будем вести для элементов главной фермы в которых возникают наибольшие продольные усилия, к ним относятся верхний и нижний пояс, раскосы и стойки.
Расчетные элементы: Нижний пояс: U9-11; Верхний пояс: U8-10; Раскос: D2-3; Стойка: V1-2.
Рисунок 3.3.1 Расположение осей и точек поперечного сечения.
Проверку по нормальным напряжениям будем производить по формуле:
Где
l - свободная длина элемента,
i – радиус инерции сечения,
- минимальный момент инерции.
Предварительная проверка верхнего пояса производилось при толщине стенок 20 мм, но так как не проходило по устойчивости увеличили толщину стенок до 25 мм. Так же было увеличено сечение стоек (толщина стенки до 32мм, полки до 25 мм).
Таблицу 3.3.1 Расчет по нормальным напряжениям
|
НП |
ВП |
Раскос |
Стойки |
Аbr |
0,03448 |
0,0325 |
0,0212 |
0,0344 |
N |
8811,04 |
7423,49 |
5536,71 |
3532,30 |
σ |
255540,5 |
228415,0 |
261165,7 |
102683,1 |
Ry |
295000 |
295000 |
295000 |
295000 |
запас,% |
13 |
23 |
11 |
65 |
Проверка прошла.
Расчет по устойчивости производится лишь для сжатых элементов, сжатыми элементами у нас являются верхний пояс и стойки. Расчет ведем на максимальное значение усилия N по модулю для каждого рассчитываемого элемента.
Расчетные элементы: Верхний пояс: U8-10; Стойка: V1-2.
Таблицу 3.3.2 Расчет по устойчивости
|
ВП |
Стойки |
Аbr |
0,0325 |
0,0344 |
Yx |
0,0016 |
0,0002679 |
ix |
0,2189 |
0,0882 |
Lx |
10 |
6,5 |
λ |
45,7 |
73,7 |
Nmin |
7423 |
3532 |
σ |
228415 |
102683 |
ϕm |
0,832 |
0,393 |
Ry∙m∙ϕm |
245440 |
115935 |
запас,% |
7 |
11 |
Проверка прошла.
Рисунок 3.3.1 Сечения рассчитанных элементов
3.4 Расчёт по прочности сварных швов прикрепления поясов к стенкам в элементах главной фермы.
Рассмотрим проверяемые элементы:
Рисунок 3.4.1 Поперечные сечения элементов главной фермы.
Проверку по прочности по касательным напряжениям следует выполнять последующим формулам:
- по металлу шва;
– по металлу границы сплавления.
где
N
– продольная сила в элементе,
длина сварного шва, вычисляется по
следующей формуле:
г
Расчетная высота сечения по металлу
шва и по металлу границы сплавления,
где
к.т.
расчетных катетов (табл.8.15[1])
длина элемента, n
– количество швов,
;
где
- к.т. надежности
Расчет приведен ниже в таблице 3.4.1
Таблицу 3.4.1
|
НП |
ВП |
Раскос |
Стойки |
L |
90 |
90 |
16,4 |
13 |
Lw |
360 |
360 |
65,6 |
52 |
N |
8811 |
7423 |
5537 |
3532 |
βf |
0,9 |
0,9 |
0,9 |
0,9 |
βz |
1 |
1 |
1 |
1 |
kf |
0,004 |
0,004 |
0,004 |
0,004 |
Rwun |
490000 |
490000 |
490000 |
490000 |
γwn |
1,25 |
1,25 |
1,25 |
1,25 |
Rwz |
196000 |
196000 |
196000 |
196000 |
Rwf |
215600 |
215600 |
215600 |
215600 |
m |
1 |
1 |
1 |
1 |
tf |
0,0036 |
0,0036 |
0,0036 |
0,0036 |
tz |
0,004 |
0,004 |
0,004 |
0,004 |
τf |
6798,6 |
5728,0 |
23444,8 |
18869,1 |
τz |
6118,8 |
5155,2 |
21100,3 |
16982,2 |
Rwz∙m |
196000 |
196000 |
196000 |
196000 |
запас,% |
97 |
97 |
89 |
91 |
Rwf∙m |
215600 |
215600 |
215600 |
215600 |
запас,% |
97 |
97 |
89 |
91 |
Проверка швов по прочности проходит.