Расчёт металлического моста (ферма)

МИИТ 
 
 

Курсовой  проект:

Расчёт  металлического моста

(ферма) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Оглавление:

1. Расчёт  проезжей части.

1.1 Расчёт продольной балки.

1.1.1 Расчёт силовых факторов.

Для определения  силовых факторов выбираем расчётную модель как балку на 2-х опорах 

 

  (Рис. 1) 
 

   - момент для расчёта на прочность:

    , где

   M_0.5 – изгибающий момент в середине пролёта для расчёта на прочность;

     – коэффициент надёжности по нагрузки от собственного веса ( =1.1);

   g_CB – равномерно распределённая нагрузка от собственного веса продольной балки;

 – коэффициент надёжности по нагрузки от 2-ой части собственного веса ( =1.1);

   g_II – равномерно распределённая нагрузка от собственного веса мостового полотна;

     – коэффициент надёжности по временной нагрузке;

   

    эквивалентная нагрузка от подвижного состава;

    площадь лини влияния;

    динамический коэффициент;

    тс∙м

   

     тс∙м 

   - поперечная сила  для расчёта на  прочность:

     

     тс

     тс

     тс 

   - момент для расчёта  на выносливость:

   

     

    тс∙м

    тс∙м 

   - поперечная сила  для расчёта на  выносливость:

     тс

     тс

     тс 
 
 

1.1.2 Подбор сечений продольной балки.

      Условие прочности:

    , где  см.

     

      3550 кг/см² (СНиП 2.05.03-84*, таб. 50*) 
 

     Подбор  сечение и вычисление

     геометрических  характеристик выполним

     в табличной форме:

  
 

   

                                                            

                                                                                                                    (Рис. 2)

1.1.3 Расчёт продольной балки на прочность по нормальным и касательным напряжениям.

Условие прочности по нормальным напряжениям:

, где коэффициент, учитывающий ограниченное развитие пластических деформаций в сечении, берётся в зависимости от и

m – коэффищиент условия работы

  

 (по СНиП 2.05.03-84*, таб. 61)

Коэффициент при и при

0 кг/см²

(по СНиП 2.05.03-84*, таб. 48*, 49*, 50*)  2062 кг/см², 0.25∙ 516 кг/см²

0 < 516 =>

                          =>Условие выполнено 
 
 

Условие прочности по касательным напряжениям:

1.17

   Условие прочности: 

339799 кгс 

                        =>Условие выполнено

1.1.4 Расчёт прочности прикрепления поясов к стенке.

В сварных балках делается проверка прочности угловых швов прикрепления к стенке:

 
 
 
 
 

     1) по границе сплавления;

      2) по металлу шва; 
 
 
 

   - по металлу шва:                                                                            (Рис. 3)

   

   - по металлу границы сплавления:

    , где

    число швов

    , расчётная высота сечения шва по металлу шва и по границе сплавления

    ,

, коэффициенты, которые для автоматической сварки при положении шва «в лодочку» соответственно равны 1.1 и 1.15;

   Расчётная высота сечения шва должна быть не менее 4 мм.

    - давление от подвижной вертикальной  нагрузки;

    , расчётное сопротивление шва;

    расчётная поперечная сила;

    статический момент пояса относительно нейтральной оси сечения;

    момент инерции брутто всего  сечения;

   S= (26∙2) ∙69=3588 см³, m= 0.9

    кН/м = 2308.3 кг/см

   (по  СНиП 2.05.03-84*, таб. 50*, таб. 53 и СНиП II-23-81*, таб. 4*)

    3080(1804) кг/см², 2430 кг/см²

   - по металлу шва:                                                                           

      => = 0.73 см

   - по металлу границы сплавления:

     => = 0.55 см

   Принимаем шов с расчётной высотой сечения  в 7.3 мм.

5. Расчёт  продольной балки  на выносливость.

Проверка выносливости балки по нормальным напряжениям  определяется по формуле:

, где

при определении  , и при определении и ;

   m=0.9; R_y=3550 кг/см²

      Коэффициент асимметрии цикла при этом ;

Кроме того, в  сварных балках нужно проверять  выносливость поясных швов (по металлу  шва):

Коэффициент асимметрии цикла при этом ;

2293 кг/см²

     тс∙м

99.25 кг/см²

Коэффициент асимметрии цикла 

Значение  определяется по формуле:

(для ж.д. мостов)

 при м

1.3255

Для стали 10ХСНД: ;

0.77

           => условие выполнено 

1640 кг/см²

 тс

=0.0365

0.76

    => условие выполнено

6. Проверка  балки на общую  устойчивость.

В изгибаемой балке при некотором критическом  уровне нагрузки может произойти  потеря изгибно-крутильной (общей) Фомы устойчивости. Для повышения общей устойчивости продольных балок в уровне  из верхней (сжатой) зоны ставиться система продольных связей.

По [СНиП 2.05.03-84*] общая устойчивость может быть проверена после нахождения соответствующего критического изгибающего момента, который должен определяться по теории тонкостенных стержней при учёте реального закрепления балки.

Условная проверка выполняется по формуле:

, где

М – расчётный момент инерции на прочность;

I – момент инерции всего сечения брутто;

расстояние от нейтральной оси  до центра тяжести верхнего пояса;

Коэффициент принимается по таблицам 1* - 3 приложения 15* [СНиП 2.05.03-84*] в зависимости от гибкости , где

свободная длина верхнего пояса  (расстояние между узлами связей);

(Рис. 4)

радиус инерции верхнего пояса  балки, вычисленного относительно вертикальной оси.

      (26∙2)+(1.2∙12∙1.2)=69.28 см²

2931.4 см⁴

6.5 см

 =>

13.35 см

 см                                             (Рис. 5)

                                                                        

=>Условие не выполнено, требуется изменить сечение. 

Увеличиваем толщину полок:

 
 
 
 
 
 

    (26∙2.5)+(1.2∙12∙1.2)=82.28 см²

3663.7см⁴