Metalinės konstrukcijos1
5 (100%) 1 vote

Metalinės konstrukcijos1

112131

TURINYS

I. Sijyno pakloto ir šalutinių sijų projektavimas 2

1.1 Sijyno komporavimas 2

1.2 Pakloto sijų skaičiavimas-1 2

1.3 Įrąžų skaičiavimas1 3

1.4 Dvitėjo parinkimas-1 4

1.5 Pakloto sijų skaičiavimas-2 5

1.6 Įrąžų skaičiavimas-2 5

1.7 Dvitėjo parinkimas-2 6

1.8 Sijos standumo tikrinimas 7

1.9 Optimalaus varianto parinkimas 8

II. Sudėtinės suvirintos sijos projektavimas 8

2.1 Sijos skaičiuojamųjų įrąžų nustatymas 8

2.2 Sijos skerspjūvio matmenų skaičiavimas 9

2.3 Sijos standumo tikrinimas 12

2.4 Sijos stiprumo tikrinimas 13

2.5 Sijos skerspjūvio keitimas 13

2.6 Sijos atraminio skerspjūvio stiprumo tikrinimas 15

2.7 Sijos juostinių siūlių skaičiavimas 16

2.8 Sijos vietinių įtempimų tikrinimas 17

2.9 Sijos atraminių dalių projektavimas 17

2.10 Sijos montuojamosios suvirintos sandūros konstravimas 20

III. Centriškai gniuždomos kolonos projektavimas 20

3.1 Skaičiuojamasis kolonos ilgis 20

3.2 Apkrovos 21

3.3 Kolonos skaičiavimas 21

3.4 Galvenos projektavimas 25

3.5 Bazės skaičiavimas 27

3.6 Traversos skaičiavimas 29

Literatūra 32

I. Sijyno pakloto ir šalutinių sijų projektavimas

1.1 Sijyno komponavimas

Pakloto storį skaičiuosime priimant, kad paklotas tiesus. Orientacinį pakloto storį pagal laikinosios norminės apkrovos didumą randame iš lentelės. Geriausiai yra projektuoti ploną paklotą, kai pakloto sijų žingsnis nėra didelis.

Pagal duotą sijyno atramų ilgį pasirenkame atstumą tarp pakloto sijų a, kur a1 = 1.225 m, ( 16 sijų ),

kur a2 = 1.96 m, ( 10 sijų ).

Pradiniai duomenys:

Ry=230MPa; γc = 0.95;

E=2.06 MPa. γf = 1.05.

Vn- naudinga norminė apkrova. Vn= 4.7kPa.Eil. Nr. gsn,kPa γ g, kPa

1.G/b. Plokštė t=0.1m. ρ=25kN/m3 25 1.1 2.75

2. Vn- naudinga norminė apkrova 4.7 1.2 5.64

Σ gsn= 7.20 Σg =8.39

pav.1.1

1.2 Pakloto sijų skaičiavimas-1

Pakloto sijos yra sudarytos iš valcuotų dvitėjų. Dvitėjas parenkamas pagal reikiamą atsparumo momentą. Įtempimų ekonomiškumas neturi viršyti 5%.

Skaičiuojame kai atstumas tarp pakloto sijų yra a1=1.225m.

Skaičiuojame pakloto sijų apkrovas :

Norminė :

pn = Σ gsn *a,

pn = 7.20*1.225=8.82kPa;

Skaičiuojamoji :

p = (g+v*gf )*a,

p= (2.75+5.64*1.05)*1.225=10.623kPa.

p – skaičiuojamoji apkrova,

vn – laikinoji norminė apkrova,

Σ gsn – suminė norminė grindų konstrukcijos apkrova.

a – atstumas tarp pakloto sijų,

Sg – suminė skaičiuojamoji grindų konstrukcijos apkrova,

gfv – apkrovos patikimumo koeficientas, (gfv = 1.2 ) ,

gfn – apkrovos patikimumo koeficientas, (gfn = 1.1 ) ,

gf – apkrovos patikimumo koeficientas, (gf = 1.05 ) .

1.3 Iražų skaičiavimas-1

Skaičiuojame lenkimo momentą ir skersines jėgas:

,

, p – skaičiuojamoji apkrova,

l – atstumas tarp atraminių sijų (l = 4.70m).

pav.1.2

kNm, kN,

kNm. kN.

Skaičiuojame sijos atsparumo momentą :

,

Mmax – maksimalus lenkimo momentas,

Ry – plieno skaičiuojamasis stipris parenkamas pagal plieno takumo ribą. Ry = 230 MPa.

gc – darbo sąlygų koeficientas, gc =0.95 .

.

1.4 Dvitėjo parinkimas-1

Parenkame dvitėją iš sortimento lentelių, kurio skerspjūvio atsparumo momentas yra ne mažesnis už Wd.

Dvitėjo sortimento Nr. 18, kurio Wx = 143 cm4, Ix = 1290 cm4, Sx=81.4cm3, A=23.4cm2, m=18.4kg/m.

Dvitėjo laikomosios galios tikrinimas

sx – įtempimai esantys dvitėjuje,

Mmax – maksimalus momentas,

Wx – dvitėjo atsparumo momentas,

Ry – plieno stiprumas pagal takumo ribą,

gc – darbo sąlygų koeficientas. =0.95.

.

Tikrinama sąlyga :

%,

μ %.

Sąlyga tenkinama.

Skaičiuoju pakloto sijų apkrovą su pakloto sijų mase.

Norminė:

p = (vn * g + Sgn *g )*a+m*9,81*10-3*g;

pn = 8.82+18,4*9,81*10-3 = 9,00 kPa,

Skaiciuojamoji:

p = 10,623+18,4*9,81*10-3*1.05 = 10,81 kPa.

Skaičiuojame lenkimo momentą ir skersines jėgas:

,

kPa, kPa;

kPa. kPa.

, .

Šio profilio užtenka sijos standumo sąlygai patenkinti.

Skaičiuoju visų sijų masę: mviso=16*18.4=294.4kg/m.

1.5 Pakloto sijų skaičiavimas-2

Skaičiuojame kai atstumas tarp pakloto sijų yra a2=1.96m

.

Skaičiuojame pakloto sijų apkrovas :

Norminė :

pn = Σ gsn *a,

pn = 7.20*1.96=14.112kPa;

Skaičiuojamoji :

p = (g+v*gf )*a,

p= (2.75+5.64*1.05)*1.96=17.00kPa.

p – skaičiuojamoji apkrova,

vn – laikinoji norminė apkrova,

Σ gsn – suminė norminė grindų konstrukcijos apkrova.

a – atstumas tarp pakloto sijų,

g – skaičiuojamoji grindų konstrukcijos apkrova,

gfv – apkrovos patikimumo koeficientas, (gfv = 1.2 ) ,

gfn – apkrovos patikimumo koeficientas, (gfn = 1.1 ) ,

gf – apkrovos patikimumo koeficientas, (gf = 1.05 ) .

1.6 Iražų skaičiavimas-2

Skaičiuojame lenkimo momentą ir skersines jėgas:

,

,

pav.1.3

p – skaičiuojamoji apkrova,

l – atstumas tarp atraminių sijų (l = 4.70m).

kNm, kN,

kNm. kN.

Skaičiuojame sijos atsparumo momentą :

,

Mmax – maksimalus lenkimo momentas,

Ry – plieno skaičiuojamasis stipris parenkamas pagal plieno takumo ribą. Ry = 230 MPa.

gc – darbo sąlygų koeficientas, gc =0.95 .

1.7 Dvitėjo parinkimas-2

Parenkame dvitėją iš sortimento lentelių, kurio skerspjūvio atsparumo momentas yra Wd.

Dvitėjo sortimento Nr. 22, kurio Wx = 232 cm4, Ix = 2550 cm4, Sx=131cm3, t=8.7mm, m=24.0kg/m.

Dvitėjo laikomosios galios tikrinimas

sx – įtempimai esantys dvitėjuje,

Mmax – maksimalus momentas,

Wx – dvitėjo atsparumo momentas,

Ry – plieno stiprumas pagal takumo ribą,

gc – darbo sąlygų koeficientas. =0.95.

.

μ %,

μ %.

Sąlyga tenkinama.

Skaičiuoju pakloto sijų apkrovą su pakloto sijų mase.

Norminė:

p = (vn * g + Sgn *g )*a+m*9,81*10-3*g;

pn = 14.112+24.0*9,81*10-3 = 14.35 kPa,

Skaiciuojamoji:

p = 17.00+24.0*9,81*10-3*1.05 = 17.25 kPa.

Skaičiuojame lenkimo momentą ir skersines jėgas:

,

kPa, kPa;

kPa. kPa.

, .

μ %.

,

Šio profilio užtenka sijos standumo sąlygai patenkinti.

Skaičiuoju visų sijų masę: mviso=10*24.0=240.0kg/m.

1.8 Sijos optimalaus varianto pasirinkimas

Optimalus variantas priklauso nuo medžiagų sąnaudų, konstrukcijų gamybos , pervežimo ir montavimo kaštų ir pan. Tačiau šiuo atveju racionaliausias variantas parenkamas pagal metalo sąnaudas, montuojamų elementų skaičių.

G = tp *L*B*r + nI*gn*B,

G – pakloto ir pakloto sijų masė,

tp – pakloto storis,

r – plieno tankis (r = 7850 kg/m3 ),

L,B – pagrindiniai sijų žingsniai,

nI – pakloto sijų skaičius viename tarpe,

gn – norminė dvitėjo masė,imama pagal profilio numerį.

SG1 = 0.1*9.8*2*4.7*7850 + 4.7*18.4*16= 73697,88 kg,

SG2.= 0.1*9.8*2*4.7*7850 + 4.7*24.0*10 = 73442,2 kg.

Antrasis variantas yra optimalesnis, nes jo masė yra mažiausia. Visi tolesni skaičiavimai bus atliekami pagal antrąjį variantą.

1.9 Sijos standumo tikrinimas

Tikrinu sijos įlinkį. Jis neturi viršyti ribinio įlinkio. Jei ribinis įlinkis viršija, tai dvitėjus parinkinėjame pagal standumo, o ne stiprumo sąlygą.

, kur , Suinterpoliavus gavome, kad n=178.33;

fmax – maksimalus sijos įlinkis,

p – skaičiuojama apkrova,

l – tarpatramis,

E – plieno tamprumo modulis ( 206*109 Pa ),

Ix – dvitėjo inercijos momentas,

fu – ribinis įlinkis.

.

Šio profilio užtenka sijos standumo sąlygai patenkinti, priešingu atveju reiktų imti didesnų profilį ir skaičiavimą kartoti.

II. Sudėtinės suvirintos sijos projektavimas

2.1 Sijos skaičiuojamųjų iražų nustatymas

Pagrindinės sijos skaičiuojamoji schema priklauso nuo pakloto sijų skaičiaus. Jei pakloto sijų skaičius yra daugiau kaip 6 pagrindinės sijos tarpatramyje, galima priimti, kad siją veikia tolygiai išskirstytas krūvis. Jei pakloto sijų skaičius tarpatramyje yra mažesnis nei 6 , tuomet priimame, kad pagrindinė sija apkrauta koncentruotomis jegomis.

pav2.1

Todėl.kad ,tai sija apkrauta sutelktinėmis jegomis.

Norminė :

Fn=(Sgn + Svn )*a*B*a1+m*9.81*10-3*B, gf = 1.05, a1=1.04.

Fn=(2.5+4.7)*1.96*4.7*1.04+24.0*9.81*

10-3*4.7=70.08 kN.

pav.2.2

Skaičiuojamoji :90

F=(Sgn+Svn )*a*B*gf*a1+m*9.81*10-3*B*gf ,

F=(2.75+5.64)*1.96*4.7*1.05*1.04+24.0*9.81*4.7*1.05=88.40 kN.

Frby= F*5*/2;

Frby=Fray=221.0 kN.

Mmax=4.90*221.0-F*3.92-F*1.96=563.10 kN/m;

Qmax= -Fray= -221.0 kN.

Fnrby = Fn*5/2;

Fnrby=Fnray=175.2 kN.

Mnmax=4.90*175.2-Fn*3.92-Fn*1.96=428.9 kN/m,

Qnmax= -Fnray= -175.2 kN.

2.2 Sijos skerspjūvio matmenų skaičiavimas

Sijos skerspjūvis – sudetinis. L1=9.8 m .

Skaičiuojam sijos skerspjūvio atsparumo momentą :

,

Apytikris sijos aukštis:

h1 = L1/10 = 0.98 m,

Apytikris sijos sienelės storis:

tw = 7+ 3h1 = 7+3*0.98 = 9.94 mm,

priimu 10 mm.

Skaičiuojame optimalų aukštį :

m,

, hw =0.95

Priimu tw=6.0 mm, hw=0.7m. Tačiau norint, kad gautūsi patikima konsrtukcija destytojo rekomenduojamas parenku, kad tw=8,0mm, hw=0.72m

Minimalus sienelės storis:

tw, min = ,

Skaičiuojame minimalų sijos aukštį :

,

Ry – plieno skaičiuojamasis stipris

L – tarpatramis,

E
– plieno tamprumo modulis ( 206*109 Pa ),

fu – ribinis įlinkis,

gf – apkrovos patikimumo koeficientas (gf = 1.2 ) .

mm [2].

Sienelės inercijos momentas :

,

Iw – sienelės inercijos momentas

tw – sienelės storis,

hw –parinktas sijos aukštis.

Juostų inercijos momentas :

Ifd – juostų inercijos momentas,

Id – sijos inercijos momentas,

Iw – sienelės inercijos momentas,

Wd – sijos atsparumo momentas,

h – sijos aukštis.

h = 1.05 hw = 1.05*0.685 =0.719 m.

Vienos juostos skerspjūvio plotas :

,

Afd – vienos juostos skespjūvio plotas,

hf – atstumas tarp juostos svorio centrų, hf = 0.719m.

Ifd – juostu inercijos momentas.

Vieno metro juostos masė

m = Afd*1*r = 2.964*10-3*1*7850 =23.26 kg.

m – 1m juostos masė,

Afd – vienos juostos skerspjūvio plotas,

r – metalo tankis

Juostų matmenų parinkimas

Pagal Afd iš sortimentų parenkame bf ir tf , ir jie turi tenkinti šiuos reikalavimus:

bf = ( 1/5 – 1/3 ) h bf = 210 ;

bf ³ 180 mm bf = 200 mm,

bf £2 tf lfu bf £ 2*16*14,96 =0,479 m

bf ³1/10 h bf ³ 1/10*0.,685 = 0.0953 mm,

32mm ³ tf ³ tw 32mm ³ 16mm³ 6mm

bf – juostos plotis,

tf – juostos aukštis,

tw – sienelės storis,

lfu ribinis bef/tf didumas imamas iš [1] 30 lentelės.

Sijos inercijos momentas :

Norint, kad gautūsi patikima konsrtukcija destytojo rekomenduojamas parenku, kad tw=8,0mm, hw=0.72m

,

I – sijos inercijos momentas,

Iw – sienelės inercijos momentas,

If – juostų inercijos momentas,

tw – sijos sienelės storis,

hw – sijos sienelės aukštis,

tf – juostos storis,

bf – juostos plotis.



Sijos svoris apskaičiuotas 1m ilgio :

pn1 = A*r*9.81 = 7850*1.216*10-2 *9.81=0.936 kN/m,

A = 0.72*0.008 + 2*0.016*0.2 = 1.216*10-2 m2,

p = A*r*9.81*gf = 7850*1.216*10-2 *9.81*1.05 = 0.983 kN/m,

pn1 – norminis 1m ilgio sijos svoris,

p – skaičiuojamasis 1m ilgio sijos svoris,

A – sijos skerspjūvio plotas,

r – metalo tankis,

gf – apkrovos patikimumo koeficientas

Siją veikiančios apkrovos :

Norminė :

Fn=(Sgn + Svn )*a*B*a1+m*9.81*10-3*B+pn1*L , gf = 1.05, a1=1.04.

Fn=70.08+0.936*9.80=79.3 kN.

Skaičiuojamoji :

F=(Sgn+Svn )*a*B*gf*a1+m*9.81*10-3*B*gf +pn*L ,

F= 88.4+0.983 *9.80=98.03 kN.

Frby=F*5/2

Frby=Fray=245.1kN.

Mmax=245.1*4.9 – F*3.92 – F*1.96= 620.7kN/m,

Qmax= -Fray= -245.1 kN.Fnrby=F*5/2,

Fnrby=Fnray=198.1 kN,

Mnmax=198.1*4.9 – F*3.92 – F*1.96=504.4 kN/m,

Qnmax= -Fnray= -198.1 kN.

pn – norminė siją veikianti apkrova,

p – skaičiuojamą siją veikianti apkrova,

S vn – norminė laikinoji apkrova,

Sgn – norminė grindų konstrukcijos apkrova,

B – sijos žingsnis,

p1n – norminis 1m ilgio sijos svoris,

gf – apkrovos patikimumo koeficientas.

2.3 Sijos stiprumo tikrinimas

Sijos stiprumas tikrinamas sijos viduryje, nes ten didžiausias lenkimo momentas. Jei ši formulė netenkinama, sijos stiprumas nepakankamas ir reikia didinti sijos skerspjūvį



M –maksimalus momentas veikiantis siją,

Wx – sijos atsparumo momentas,

Ry – skaičiuojamasis plieno stiprumas pagal takumo ribą,

h – sijos aukštis,

gc – darbo sąlygų koeficientas.

I – sijos inercijos momentas,

;

,

%.

2.4 Sijos standumo tikrinimas

Sijos įlinkis turi tenkinti sąlygą ir neviršyti ribinio įlinkio,priešingu atveju reiktų didinti sijos aukštį,apskaičiuoti naujo skerspjūvio inercijos momentą.

, kur ,m [2],

frel – maksimalus sijos įlinkis, p – skaičiuojama apkrova, l – tarpatramis, E – plieno tamprumo modulis ( 206*109 Pa ),

Ix –inercijos momentas, frel.u – ribinis įlinkis.

Sijos įlinkis yra mažesnis už ribinį. Sąlygą yra tenkinama.

2.5 Sijos skerspjūvio mažinimas.

Sijos skerspjūvį galima keisti nuo atramos atstumu:

Priimu a1 = 1.63m.

Skaičiuoju pakeisto skerspjūvio atsparumo momentą:

Skaičiuoju pakeisto skerspjūvio inercijos momentą:

Juostos skerspjūvio plotas:

Juostos plotis:

Pagal konstrukcinius reikalavimus pasirenku juostos plotį:

Mano atveju gaunasi, kad =0.110m. tačiau pagal bf parinkimo sąlygos priimu, kad bf1=0.180m.

Sumažinto skerspjūvio inercijos momentas:

;

Tikriname Normalinius įtempimus:σ

μ1=43.51%.

Ekonomiškumo sąlyga netenkinama, todėl reikėtų dar mažinti skerspjųvį, bet kadangi čia tik mokomasis uždavinys tai todėl daugiau skerspjūvis nemažinamas.

Skaičiuoju sienelės kraštinius normalinius ir vidutinius tangentinius įtempimus skerspjūvio keitimo vietoje:

Skaičiuoju sienelės kraštinius redukuotus įtempimus:

Taip pat turi būti tenkinama sąlyga:Sąlygos tenkinamos.

Skaičiavimai rodo, kad sumažinus sijos plotį bf iki 180mm. sija
išlieka pusiausvyroje ir nesuyra, tačiau skerspjūvio keitimo darbo sąnados yra didesnės nei sutaupyto metalo nauda, todėl savo konstrukcijoje naudosiu siją kurios bf=200mm. (pradinis) ir tolimesnius skaičiavimus atliksiu su pastarąja sija.

2.6 Sijos atraminio skerspjūvio stiprumo tikrinimas

Tangentiniai įtempimai tikrinami ties sijos atrama, kadangi čia veikai didžiausia skersinė jėga ir skerspjūvis yra sumažintas. Netenkinant sąlygos reikėtų padidinti sienelės storį.

,

m3.

,

tmax– atraminio skerspjūvio tangentiniai įtempimai,

Qmax – maksimali skersinė jėga,

Sx1 – sumažinto sijos skerspjūvio statinis momentas apie neutraliąją ašį,

I1 – sumažinto skerspjūvio inercijos momentas,

tw – sienelės storis,

Rs – skaičiuojamasis kerpamo plieno stiprumas(Rs=0.58Ry),

gc – darbo sąlygų koeficientas,

gn – konstrukcijos patikimumo koeficientas .

.

Sąlygos tenkinamos

2.7 Sijos juostinių siūlių skaičiavimas

Siūlės skaičiuojamos dviejose pjūviuose – vienas pjūvis eina per siūlę, kitas – per plieną, kurioj vietoj jis yra virinamas. Iš dviejų siūlių statinių imsime didesnį.

kfd – reikiamas siūlės statinis,

Šiuo metu Jūs matote 50% šio straipsnio.
Matomi 1924 žodžiai iš 3829 žodžių.
Siųskite sms numeriu 1337 su tekstu INFO MEDIA (kaina 0,87 €) ir įveskite gautą kodą į laukelį žemiau:
Kodas suteikia galimybę atrakinti iki 100 straispnių svetainėje ir galioja 24 val.