Расчет элементов металлоконструкций на статическое и динамическое нагружение, страница 10

момент инерции поперечного сечения уголка относительно горизонтальной оси, проходящей через его  центр тяжести.

            6. Момент инерции редуцированного сечения панели

Рис.10

      

;                 (см²),

;                   (см),

;                   (см²),

;                   (см),

;              (см²).

;        (см) - координата центра тяжести редуцированного поперечного сечения панели

,

;                  (см⁴),

;              (см⁴),

(см⁴) – момент инерции редуцированного поперечного сечения панели.

7. Критическая сила, соответствующая общей потери устойчивости панели

;             (кг);

;                     ;

.

Таким образом, местная потеря устойчивости стрингера невозможна. Наступает местная потеря устойчивости пластинок между стрингерами (образование вмятин), затем – общая потеря устойчивости всей панели.

8. Уточнение критической сжимающей силы

Пусть

 

Аналогично пункту 5:

;                 (см²),

;                   (см),

;                   (см²),

;                   (см)

;              (см²)

;        (см) - координата центра тяжести редуцированного поперечного сечения панели

 ,

;           (см⁴)   

 ;     (см⁴) 

(см⁴) – момент инерции редуцированного поперечного сечения панели.

;      (кг);

;             ;

Несущая способность панели при сжатии – 10564 кг.

9.  Определение толщины обшивки h, состоящей из n пластин

Рис.11

В данном случае число пластин равно двум, а несущая способность при сжатии составляет

10564 кг.

;         ;       ;

;

;

;

;

;

;

;

Принимаем h=4 мм.

Вес панели в первом варианте G₁,  ;     h₁=2 мм

Вес панели во втором варианте G₂, ;   h₂=5 мм

,

,

 

10. Заключение

В данном разделе была рассчитана несущая способность панели, которая равна при сжатии- 10564 кг. При достижении данного предела нагружения наступает местная потеря устойчивости пластинок между стрингерами (образование вмятин), затем – общая потеря устойчивости всей панели.

            При попытке повысить несущую способность панели с помощью увеличения толщины листа в результате получили увеличение веса балки, весьма значительное. Поэтому более эффективным с точки зрения предъявляемых технологических требований повышать несущую способность панели при сжатии более целесообразно используя подкрепляющие ребра.

Раздел IV. Заключение по работе

                  В данной работе ставилась задача проверить элементы металлоконструкции на прочность и устойчивость и решить какие из конструктивных решений наиболее удачны для применения на практике. Главными требованиями, которые предъявляются к конструкции, являются прочностные характеристики и достаточная устойчивость, технологичность, простота в изготовлении элементов, взаимозаменяемость, легкость, экономичность.

В первом разделе был произведен расчет колонны с коробчатым и составным сечениями.

Для коробчатого сечения в соответствии с расчетами и ГОСТ 30245-94 для гнутых замкнутых электросварных профилей было подобрано сечение 160х160х6 и найден вес m=219,8 кг колонны.

Для составного сечения в соответствии с расчетами и ГОСТ 8239-89 для двутавров стальных горячекатаных был подобран двутавр №10 и рассчитаны размеры соединительных планок и другие характерные размеры колонны, найден её вес m=14,13 кг.

Подсчитав, что колонна с коробчатым сечением приблизительно в 16 раз тяжелее колонны с составным сечением - заключаем, что применение колонн с составным сечением из стандартных профилей обеспечивает значительное снижение себестоимости и легкость конструкции, при достаточных запасах на прочность и устойчивость при эксплуатации.

Во втором разделе был произведен расчет несущей балки и компьютерный расчет ферменной конструкции на устойчивость и подбор поперечного сечения стержней из которых сформирована ферма.

Анализируя данные получение в результате расчета и представленные в файле конечных результатов заключаем, что ферма максимально прогнулась по 44 степени свободы и прогиб составил 0,8096 см, отрицательный знак значит что стержень работает на сжатие.