Курсовая работа (т): Розрахунок залізобетонного моста

Критичні напруження  і порівняємо відповідно з  і  за умовою стійкості:

Перетин ǁ - ǁ. У цьому перетині на втрату стійкості стінки переважно впливають дотичні напруження, оскільки нормальні напруження тут будуть невеликі і їх можна не враховувати.

Опорний відсік укріплений тільки основними поперечними ребрами жорсткості мал.3,в. Прямокутна пластинка довжиною а, висотоюH' і товщиною , затиснена в поясах і вільно обперта на діафрагмах, знаходиться під дією рівномірно розподілених по краях дотичних сил .

Під впливом цих сил пластинка розтягується в напрямку діагоналі БД і стискується в напрямку діагоналі АС. Внаслідок цього можливо випинання в напрямку діагоналі АС.

Критичне дотичне напруження в стінці (кН/см2) визначається за формулою

де d - менша сторона пластинки;  - відношення більшої сторони пластинки до меншої.

Напруження порівнюються із середніми дотичними напруженнями, діючими в перетині ǁ - ǁ (мал.4):

Значення були знайдені раніше.

Пластинка буде стійка, якщо:

Підставляємо значення у формулу:

Умова стійкості виконується

При підкріплені пластинки поперечними і поздовжніми ребрами жорсткості залишаються попередніми .

Ребра жорсткості. Товщина ребер жорсткості 3 і 4 вибирається з умови місцевого стиснення за формулою

де  - ширина підошви рейки (табл. 3);  - товщина ребра; Z-умовна довжина розподілу тиску (мал. 3)

Значення Z одержуємо за формулою

де I = IP+IП - сума моментів інерції рейки і пояса відносно їх власних осей, а у випадку приварювання рейки до поясу - щодо загальної осі рейки і пояса.

Момент інерції рейки приймається за табл. 4. Момент інерції пояса

де  - ширина ділянки уздовж діафрагми.

Для полегшення великих діафрагм робиться овальний виріз.

При розгляді стійкості стінки приймалося, що її ділянки між поздовжніми ребрами і поясами випинаються незалежно одна від одної, тобто вони опираються на твердий контур, для чого ребра жорсткості повинні мати достатню вигибну жорсткість.

Необхідний момент інерції поздовжнього ребра I1визначається залежно від величини b1/h(мал. 5):

при b1/h = 0,2I1= (1,5…7)·h·;

при b1/h = 0,25 I1= (1,5…3,5)·h·;

при b1/h = 22 /0,86 = 0,25; I1= 2,5·1.15·.

Величина I1обчислюється щодо до осі, що збігає з найближчої до ребра грані стінки. Як ребро використовують смугу, кутник, швелер, а також гнуті профілі. У випадку смуги момент інерції дорівнює

де  - товщина ребра; с - ширина ребра.

Задавши товщину  з формули, легко знайти ширину ребра:

Після визначення ширини ребра необхідно перевірити умову:

1.8 Розрахунок звареного з'єднання пояса зі стінкою

Пояс зі стінками зз'єднують звареним безупинним швом автоматичним зварюванням. Шви накладають на зовнішніх сторонах стінок.

Зварні шви сприймають зсувні зусилля, що виникають при вигинанні балки. У двостінчатих балках тиск від ходових коліс сприймається стінкою через поперечні діафрагми, тому це навантаження при розрахунку поясних швів не враховують.

Найбільші зусилля будуть виникати поблизу опорного перетину, коли вантажний візок знаходиться в крайньому лівому положенні.

Поясний шов розраховуємо на зріз за формулою

де  - поперечна сила і момент інерції в опорному перетині

П - статичний момент пояса щодо нейтральної осі опорного перетину;

K - катет шва;

 - коефіцієнт, який залежить від виду зварювання: для автоматичного  для ручного

Найменший катет шва можна приймати рівним 0,5 товщини стінки.

К = 0,5 · 0,6 = 0,3 = 0,003 м.

- допустиме напруження для зварних швів, що працюють на зріз.

Умова виконується.

II.      Розрахунок моста решітчастої головної ферми

2.1 Дані для проектування головної ферми

Q = 100кН;Bt = 2кН;=32м;GT = 24кН;= 70 м / хGB = 145 кН;= 2.2с;am =1,4м;

Режим - легкий 6К

температура -

Мал.2.1.Схема решітчастої металевої конструкції мостового крана

На основі цих даних викреслюємо габаритне креслення мосту. Висота ферми назначається в межах.

Висота кінцевої балки:

Такої ж висоти приймаємо висоту головну балку в місці приєднання до кінцевої.

Ширина горизонтальних ферм(4):

 - 200…400 м, приймаємо

 - колія візка.

Довжина скосу головної ферми:

с = (0,1….0,2)L = 32000·0,2 = 6400 мм.

При симетричній конструкції, кількість панелей повинна бути парної.

По верхньому поясу приймаємо n = 20, тоді довжина панелі

2.2Навантаження та їх складової

Навантаження та їх складові для моста решітчастої конструкції приймаються такими ж, як і для коробчастої конструкції.

2.3 Вибір марки сталі допустимих навантажень

Для виготовлення головних балок використовуються мало вуглецеві сталі звичайної якості за ГОСТ 380 - 71 і низьколеговані сталі за ГОСТ 19281 і ГОСТ 19 282 - 73.

Застосування тієї чи іншої марки сталі обумовлено головним чином температурою зовнішнього повітря, при якій експлуатується кран.

При температур - 30ºС або вище застосовуються сталі звичайної якості марок В Ст3 пс 6, В Ст3 сп 5 таін.

При температурі - 40 ºС або вище - В Ст3 пс 6, В Ст3 сп 5 і низько леговані сталі марок 09Г2, 14Г2, 10Г2С та ін.

При температурі - 40 ºС до - 65 ºС - 09Г2С, 10ХСНД та ін.

В нашому випадку кран експлуатується при температур від -30º до +30ºС. При виборі марки сталі варто пам’ятати, що низькі температури збільшують крихкість сталі. При температурах нижче - 10 ºС пластичність сталі помітно починає падати. Тому ми вибираємо матеріал для виготовлення балок сталь низьколеговану і марок 09Г2С,.

Напруження, що допускаються, для першого і другого сполучень навантажень.

де - межа текучості, для деяких марок сталей наведена у табл1.1.; n1,n2 - коефіцієнти запасу міцності, вибираються залежно від режиму роботи (при легкому і середньому режимі n1 = 1,5, n2 = 1,33; при важкому режимі - n1 = 1,7, n2 = 1,4).

2.4 Визначення зусиль в елементах головної ферми

При розрахунку елементів прогонної балки крайню розділяють на ряд плоских ферм.

2.4.1 Визначення навантаження і місць їх прикладання

Власна вага провідної балки  визначається на графіку. Більшу частину ваги балки сприймає головна ферма.

Кран великої вантажопідйомності.

Вага  розкладається по вузлам верхнього поясу. Навантаження в кожному вузлі складає:

де m - число усіх вузлів, що прилягають до верхнього поясу.

Тиск ходових коліс від ваги візка з вантажем сприймається тільки елементами головної ферми. Тиск на одне ходове колесо:

Переріз верхнього поясу ферми здійснюють постійно по всій довжині прогону. У зв’язку цим підбір перерізу виконується по максимальному зусиллю, яке діє на пояс силою ваги балки і візка з вантажем. Легко визначити те що максимальне зусилля, як від власної ваги ферми так і від рухомого навантаження будуть сприймати стержні 8 - 29, 9 - 28 верхнього поясу, і стержні 17 - 30, 17 - 27 нижнього поясу.

Визначимо ці зусилля див. мал. 4.

Мал. 2.2. Діаграма зусиль

Зусилля в стержнях 8 - 29 від рухомого навантаження буде максимальним, тоді ліве колесо візка стане над моментною точкою А1.

- X1 + S8-29 ·H = 0; X = X1 = 14,5;

Величина  залежить від положення візка на мосту

Х - текуча координата лівого колеса теліжки від опору А. Зусилля в стержні 17 - 30 буде максимальним, якщо ліве колесо візка поставити над моментною точкою А2:

Х =Х2 = 12,2- X2 + S17-30·H = 0

Х1 - Х2

Розкоси. Найбільш навантаженим є опорний розкіс 38 - 37. Однак в якості розрахунку приймається розкіс 36 - 35, який має велику довжину. Зусилля в розкосі 36 - 37 буде максимальним, якщо ліве колесо візка поставити в вузол А3 розрізавши ферму і спроектувавши внутрішнє зусилля на ліву частину ферми і реакцію RА на вертикальну вісь отримаємо:

де а - кут між розкосом і нижнім поясом;  - величина реакції підстановкою Х =Х3 = 4,9 м.

.4.2 Визначення зусиль від навантажень діючих в горизонтальній площині

Динамічні навантаження, які виникають в процесі запуску або тормозіння мосту сприймаються елементами горизонтальних ферм.

Динамічне навантаження  частини маси прольотної балки (мається на увазі, що верхня горизонтальна ферма сприймає навантаження від маси другу частину сприймає нижня горизонтальна ферма) розподіляється по вузлам ферм(2.2)