Пояснительная записка на курсовую работу "Балочная клетка из стали", страница 8

где s – сжимающее напряжение у расчетной границы стенки, принимаемое со знаком ²+² [1, п. 7.2], кН/см²;

t – среднее касательное напряжение в отсеке, кН/см²;

s_cr, t_cr – критические нормальное и касательное напряжения [1, п. 7.4] ;

g_с=1 – коэффициент условия работы.

Проверяем устойчивость опорного отсека.

Сжимающее напряжение у расчетной границы стенки определяется по формуле согласно [3]

s=М/I₁•h_w/2,                                           (8.3)

где I₁ – момент инерции уменьшенного сечения, см⁴;

М=q_гб•x•(L-x)/2=315.62•0.525•(12.6-0.525)/2=1000.4кН•м.

Среднее касательное напряжение в отсеке определяется по формуле согласно [3]

t=Q/(t_w•h_w),                                            (8.4)

где Q=q_гб•(L/2-x)=315.62•(12.6/2-0.525)=1822.7 кН.

При вычислении М и Q за величину x принято расстояние от опоры до середины отсека, так как в данном случае длина отсека, равная 105 см меньше его высоты.

По формулам (8.3) и (8.4) определяем

s=(166.4/2)•100040/969986.6=8.58кН/см²;

t=1822.7 /(166.4•1.2)=9.13 кН/см².

Согласно [1, п. 7.4] величина критических напряжений зависит от параметра С_cr, который определяется по [1, табл. 21] с использованием параметра d, определяемый согласно [3] по формуле

d=0.8•b₁/h_w•(t/t_w)³=0.8•20/166.4•(1.8/1.2)³=0.32,

следовательно С_cr=30;

s_cr=C_cr•R_y/l_w²=30•38/5.95²=32.2кН/см².

Критические касательные напряжения определяются по требованиям [1, п. 7.4].

t_cr=10.3•(1+0.76/m²) •R_s/l_ef²,                             (8.5)

где m - отношение большей стороны отсека к меньшей;

R_s=0.58•R_y;

l_ef=d/t_w•ÖR_y/E=105/1.2•Ö38/(2.06•10⁴)=3.76,

где d – величина меньшей стороны отсека.

По формуле (8.5) и (8.2) определяем

t_cr=10.3•[1+0.76/(166.4/105)²] •0.58•38/3.76²=20.94кН/см²;

 Ö(s/s_cr)²+(t/t_cr)²=Ö(8.58/32.2)²+(9.13 /20.94)²=0.51£g_c=1.

Устойчивость опорного отсека обеспечена.

Проверяем устойчивость следующего отсека.

М=q_гб•x•(L-x)/2=315.62•0.122•(12.6-0.122)/2=240.23кН•м;

Q=q_гб•(L/2-x)=315.62•(12.6/2-0.122)=1949.9 кН;

s=М/I₁•h_w/2=24023/969986.6•166.4/2=2.06 кН/см²;

t=Q/(t_w•h_w)=1949.9 /(166.4•1.2)=9.76 кН/см²;

d=0.8•b₁/h_w•(t/t_w)³=0.8•20/166.4•(1.8/1.2)³=0.32;

s_cr=C_cr•R_y/l_w²=30•38/5.95²=32.2кН/см²;

l_ef=d/t_w•ÖR_y/E=166.4/1.2•Ö38/(2.06•10⁴)=5.95;

t_cr=10.3•(1+0.76/m²) •R_s/l_ef²=10.3•[1+0.76/(210/166.4)²]•

 •0.58•38/5.95²=10.47 кН/см²;

Ö(s/s_cr)²+(t/t_cr)²=Ö(2.06 /32.2)²+(9.76/10.47)²=0.93£g_c=1.

Устойчивость следующего отсека обеспечена.

Размеры парных симметричных ребер принимаются по [1, п. 7.10] и не рассчитываются.

9. Расчет опорного столика.

Опорная реакция:

R=q_гб•L/2=315.62•112.6/2=1998.4кН

Расчетная длина шва:

L_ш=h–t–h_б.н.–h_в.б.– t_ст. = 1700–18–140–550–18 = 974мм

Катет шва определяется из двух условий:

из условия разрушения по металлу шва [3]

 k_f= R /(b _f•l_ш•R_wf•g_wf•g_c•m),                (9.1);

из условия разрушения по металлу границы сплавления [3]

 k_z= R /(b _z•l_ш•R_wz•g_wz•g_c•m),                (9.2),

где b_f, b_z – коэффициенты, принимаемые по [1, п. 11.2] b_f=0.7, b_z=1;

g_wf, g_wz – коэффициенты, принимаемые по [1, п. 11.2] g_wf=1, g_wz=1;

R_wf=215МПа – расчетное сопротивление срезу по металлу углового шва, смотреть [1, табл. 55,56];

R_wz=0.45•R_un=0.45•540=243 МПа – расчетное сопротивление срезу по металлу границы сплавления, смотреть [1, табл. 3];

m – число швов, принимающих расчетное усилие, в данном случае m=2.

По формулам (9.1, (9.2) определяем

k_f=1988.4/(1•97.4•21.5•1•1•2)=0.47 см;

k_z=1988.4/(1•97.4•24.3•1•1•2)=0.42 см.

Назначаем k_f=k_{f min}=10 мм согласно [1, табл. 38]. 

10. Расчет опорной части балки

Конструкцию опирания принимаем по рис. 10.1.

                             

Находим геометрические размеры сечения опорного ребра.                                 

Определяем площадь смятия торца ребра по формуле согласно [3]

А_тр=Q_гб/(R_p•g_c)=1988.4/(52.6•1)=37.74 см²,

где Q_гб – максимальная расчетная поперечная сила главной балки, кН;