
- •«Расчет металлического каркаса плоского поверхностного затвора»
- •2014 Содержание
- •Исходные данные для проектирования затвора
- •Выбор материала затвора и сварочных материалов
- •Генеральные размеры и компоновка балочной клетки затвора
- •Опорно-ходовые устройства и уплотнения плоского поверхностного затвора
- •Конструирование и расчет обшивки плоского затвора
- •Конструирование и расчет стрингеров
- •Конструирование и расчет ригелей плоских затворов
- •Конструирование ребер жесткости и расчет стенки ригеля на местную устойчивость
- •Расчет поясных швов и опорных прикреплений ригелей
- •Расчет связевой фермы
- •Список литературы
Опорно-ходовые устройства и уплотнения плоского поверхностного затвора
Проектируется
рабочий плоский поверхностный затвор
с размерами
;
Полная гидростатическая нагрузка на затвор:
Принимаем скользящие главные опорные устройства с полозьями из маслянита – Д с допускаемым давлением 1500 кН/м. Требуемая длина полозьев:
Принимаем 4 полоза длиною 600мм, расположив их по осям ригелей.
Донные уплотнения из полосовой резины.
Рисунок 2 – Опорно-ходовое устройство
Конструирование и расчет обшивки плоского затвора
Обшивку,
как и весь затвор, проектируем из стали
С345-4a)по
ГОСТ 27772-88 с расчетным сопротивлениемпо
таблице 51 СНиП
,
как для листового проката
Коэффициенты
Обшивка опирается на расчетных участках по 4 сторонам на обвязки, диафрагмы, стенки ригелей и на 1 (предварительно) стрингер между ригелями. Все опорные элементы располагаются в одном уровне.
Нагрузкой на участки обшивки является гидростатическое давление со средней интенсивностью:
где - расстояние от отметки верхнего бьефа
до центра рассматриваемого участка
обшивки, см
- коэффициент надежности по нагрузке.
Расчет толщины обшивки выполнен в таблице 1. При этом расчетные изгибающие моменты в опорных сечениях участков выполнены по формуле:
кНсм
где - коэффициент, зависящий от отношения
сторон участка
;
- расчетная нагрузка от гидростатического
давления на 1 см длины расчетной полосы
обшивки шириной 1см;
- коэффициент надежности по назначению
для гидросооружений
класса.
Толщина обшивки вычисляется по формуле:
-
при упругой стадии работы,
при расчете с учетом развития пластических
деформаций.
где - расчетное сопротивление;
- коэффициент условий работы конструкции.
Рисунок 3 – К определению толщины обшивки
Таблица 1 – Определение толщины обшивки по упругой теории. Вариант 1.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
197,0 |
180,0 |
1,1 |
0,0576 |
0,7 |
0,0007 |
1,59 |
0,55 |
2 |
220,0 |
197,0 |
1,1 |
0,0576 |
2,7 |
0,0027 |
7,54 |
1,2 |
3 |
197,0 |
70,0 |
>2 |
0,0833 |
4,15 |
0,00415 |
2,12 |
0,64 |
2’’’ |
197,0 |
80,0 |
2,5 |
0,0833 |
3,4 |
0,0034 |
2,27 |
0,65 |
По первому варианту принимаем толщину обшивки 10 мм, на участке 2 вводим 2 стрингера.
Проверим прогиб обшивки на наиболее напряженном участке 2”’ по формуле:
где - цилиндрическая жесткость обшивки;
- модуль упругости стали;
- коэффициент Пуассона для стали.
Таблица 2 – Определение толщины обшивки с учетом развития пластических деформаций. Вариант 2.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
197,0 |
180,0 |
1,1 |
0,0415 |
0,7 |
0,0007 |
1,18 |
0,47 |
2 |
220,0 |
197,0 |
1,1 |
0,0415 |
2,7 |
0,0027 |
5,44 |
1,02 |
3 |
197,0 |
70,0 |
>2 |
0,0625 |
4,15 |
0,00415 |
1,58 |
0,55 |
2” |
197,0 |
110,0 |
1,8 |
0,0616 |
3,25 |
0,00325 |
3,03 |
0,76 |
Если
повторить расчет обшивки с допущением
развития деформаций и с введением 1
стрингера на участке 2, то толщина обшивки
может быть принята
.
Конструирование и расчет стрингеров
Рассматривается
схема с одним стрингером на участке
между ригелями затвора. Все элементы
каркаса располагаются в одном уровне,
обеспечивая опирание обшивки толщиной
на
каждом участке по четырем сторонам.
Нагрузка вычисляется для верхней и
нижней обвязки и для стрингера. Грузовые
площади для указанных элементов показаны
на рис. 4.
Рисунок 4- Схема участка затвора между двумя диафрагмами
Расчетные участки обшивки
Максимальные погонные нагрузки:
Эквивалентная равномерно распределенная нагрузка для стрингера:
где
Расчетный изгибающий момент для нагруженного стрингера вычисляем по сечению как в многопролетной неразрезной балке:
Требуемый момент сопротивления сечения стрингера:
Стрингер конструируется из стали
С345-4а)с=31,5
кН/
[1, табл.51]. Коэффициент условий работы
=1,0.
По
сортаменту принимаем швеллер
по
ГОСТ 8240-72.
Сечение стрингера проверяем на прочность по первой группе предельных состояний:
Жесткость стрингера проверяем по формуле:
Условия прочности и жесткости стрингеров выполняются, прочность и жесткость стрингера обеспечена. Верхнюю и нижнюю обвязку принимаем также из швеллера № 12 по конструктивным соображениям.