где - для продольной балки;

- для поперечной балки.

Результаты классификации вносят в табл. 2.

Таблица 2

Классификация балки

2.2. Классификация элементов главной фермы

В курсовом проекте классы заданных элементов главной фермы разрешается определять по прочности сечений, по устойчивости (только для сжатых элементов и для элементов с двузначными линиями влияния) и по выносливости.

2.2.1. Характеристика линий влияния

В масштабе 1:400 – 1:500 вычерчивают схему главной фермы и строят линии влияния усилий для заданных элементов. Характеристики линий влияния вносят в табл. 3.

Таблица 3

Характеристика линий влияния в элементах главных ферм

2.2.2. Геометрические характеристики сечений элементов фермы

Поперечное сечение каждого элемента заданного стержня вычерчивают в масштабе 1:10 – 1:15 и проставляют все его размеры. Вычисляют следующие геометрические характеристики каждого элемента.

Площадь сечения брутто каждой части сечения и суммарную площадь брутто всего сечения ωбр (площади сечения уголков и другие их геометрические характеристики определяют по прил. 1).

Площадь ослабления каждой части сечения:

,

где nз – количество отверстий, принимаемое по чертежу сечения;

dз = 2,3 см = 0,023 м – диаметр заклепочных отверстий;

δ – толщина листа или полки уголка в м.

Площадь всего сечения нетто:

.

Для элементов сжатых и с двузначными линиями влияния, кроме того, вычисляют:

Статический момент каждой части и всего сечения брутто S0 относительно оси 0-0, проходящей через середину вертикальных листов (для симметричных сечений S0 = 0).

Расстояние от оси 0-0 до центра тяжести сечения (для симметричных сечений z = 0) .

Моменты инерции каждой части и всего сечения брутто Ix и Iу относительно горизонтальной х-х и вертикальной у-у осей, проходящих через центр тяжести всего сечения. При этом не учитывают момент инерции листа относительно оси, проходящей параллельно его ширине или высоте.

Радиусы инерции всего сечения:

.

Свободные длины элементов, равные для поясов lx = ly = lо; для раскосов lx = 0,8lo; ly = lo, где lо – теоретическая длина, равная расстоянию между центрами соответствующих узлов фермы.

Гибкость элементов .

Для двухветвенных решеточных элементов (раскосов или стоек) определяют приведенную гибкость:

,

где λу – гибкость элементов как сплошного стержня в плоскости соединительных решеток или планок;

- гибкость ветви;

lв – свободная длина ветви, принимаемая в курсовом проекте равной 80 см = 0,8 м;

- радиус инерции сечения ветви;

Iв – момент инерции сечения брутто одной ветви относительно ее центральной оси, перпендикулярной плоскости решетки;

ωв – площадь сечения брутто одной ветви. Минимальную величину коэффициента уменьшения допускаемого напряжения φmin принимают по табл. 4 для наибольшей гибкости элемента.

Таблица 4

Коэффициенты φ

Результаты вычислений для каждого элемента вносят в табл. 5.

2.2.3. Допускаемая временная эквивалентная нагрузка

Допускаемая временная эквивалентная вертикальная нагрузка:

,

где [σ] – допускаемое напряжение, кн/м2;

γ – коэффициент понижения допускаемого напряжения, учитываемый только при расчетах на выносливость (при расчетах на прочность и устойчивость γ = 1);

ωо – рабочая площадь сечения элемента, принимаемая при расчетах на прочность и выносливость равной ωмт, а при расчетах на устойчивость – φωбр, м2;

Р – интенсивность постоянной нагрузки на пролетное строение в кн/м пути;

Ωр и Ωк – площадь линии влияния, загружаемая соответственно постоянной и временной нагрузками, м.

Коэффициент понижения допускаемого напряжения при расчетах на выносливость:

, но не более 1.

(Верхние знаки в скобках принимают при преимущественном растяжении, нижние – при преимущественном сжатии).

В приведенной формуле:

α = 0,45 и в = 0,23 – коэффициенты;

β = 1,6 – эффективный коэффициент концентрации напряжений;

- коэффициент асимметрии цикла напряжений, в котором принимают:

;

- для элементов с однозначными линиями влияния;

- для элементов с двузначными линиями влияния,

где q = 80 кн/м – интенсивность временной нагрузки.

Значения остальных величин приведены выше.

2.2.4. Классы элементов фермы

Класс элементов фермы вычисляют по формуле:

,

где к – допускаемая временная вертикальная эквивалентная нагрузка, кн/м;

кэ – эталонная временная вертикальная эквивалентная нагрузка для схемы HI, принимаемая по прил. 2 для λ и α соответствующих линий влияния;

- динамический коэффициент,

,

где λ = l – расчетный пролет главной фермы.

Результаты классификации вносят в табл. 6.

Таблица 5

Геометрические характеристики сечений элементов главной фермы

Таблица 6

Классификация элементов главной фермы

3. Усиление элементов пролетного строения

В курсовом проекте разрешается запроектировать усиление элементов пролетного строения только из условий их прочности по нормальным напряжениям так, чтобы класс элементов после усиления был не менее:

,

где К – вычисленный ранее класс элемента до усиления по прочности по нормальным напряжениям;

ΔК – величина, на которую должен быть повышен по заданию класс элемента (см. табл. А).

Усиливать элементы рекомендуется путем увеличения площади их сечения добавлением нового металла (главным образом – листового), соединяя его со старым высокопрочными болтами без разгрузки от постоянной нагрузки.

3.1. Усиление балки проезжей части

Для усиления продольной или поперечной балки рекомендуется прикреплять высокопрочными болтами один или два листа симметрично с наружной стороны каждого из поясов. Коэффициент эффективности прикрепления можно принять ρ = 1. Тогда момент сопротивления усиленного сечения:

,

где Wо – расчетный момент сопротивления сечения балки до усиления.

Момент сопротивления нового металла:

.

Откуда площадь нового металла одного пояса:

,

где Н – высота балки до усиления;

δн – толщина нового металла.

Ширина листов одного пояса:

,

где nо – число отверстий в поперечном сечении нового металла;

dо – диаметр отверстий.

После определения размеров листов нового металла необходимо проверить достаточность усиления, для чего вычисляют допускаемую нагрузку на балку по нормальным напряжениям после усиления:

.

Класс балки после усиления:

.

Все обозначения пояснены выше.

На ранее вычерченном поперечном сечении балки другим цветом, чем старый, например, красным, показывают новый металл.

3.2. Усиление элементов главных ферм

Для усиления элементов главных ферм (поясов, элементов решетки) прикрепляют высокопрочными болтами симметрично с наружных сторон стержней вертикальные и горизонтальные полосы металла. Новый металл должен быть размещен по возможности симметрично относительно главных осей сечения стержня так, чтобы дополнительные эксцентриситеты были минимальными. В предположении, что коэффициент прикрепления ρ = 1, площадь нового металла:

.

Допускаемая равномерно-распределенная нагрузка после усиления:

.

Знак минус перед вторым членом принимают при совпадении по знакам усилия от постоянной и временной нагрузок; в противном случае перед вторым членом принимают знак плюс.

Класс элемента после усиления:

.

На ранее вычерченном поперечном сечении элемента другим цветом, чем старый, например красным, показывают новый металл.

Приложение 1

Сортамент равнополочной угловой стали

Приложение 2

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах: 1 2 3 4 5