Федеральне агентство з освіти
ГОУВПО
Кафедра В«Будівельні і дорожні машини іобладнання В»
Будівельна механіка
Курсовий проект
Проектування ферм і рам
1907.СМ.12.КП.00000.ПЗ
Братськ 2008
Зміст
Введення
1. Побудова ферми та визначення опорних реакцій
2. Визначення зусиль в стержнях ферми методом перерізів
3. Побудова діаграми Максвелла-Кремони
4. Побудова ліній впливу зусиль у стержнях ферми
5. Визначення зусиль в стержнях ферми по лініяхвпливу
6. Підбір поперечних перерізів стержнів ферми
7. Вибір товщини і обрисів фасонок
8. Розрахунок зварного з'єднання фасонки і стрижнів ввузлі ферми
9. Розрахунок болтового і заклепувального з'єднання
Список використаної літератури
Введення
Будівельної механікою в широкомусенсі називається наука про методи розрахунку споруд на міцність, жорсткість істійкість. До неї відносяться наступні дисципліни: опір матеріалів,будівельна механіка стрижневих систем, будівельна механіка пластин таоболонки, теорія пружності, теорія пластичності та теорія повзучості.
Опір матеріалів займається, головним чином,наближеним розрахунком простих брусів. Будівельна механіка стрижневих системзаймається переважно розрахунком систем стрижнів і, крім того, розрахункомбалок на дію рухомого навантаження, розрахунком стрижнів з криволінійною віссю(Наприклад, арок) і деякими іншими питаннями.
Будівельна механіка поділяється на розділи: статикаспоруд, що вивчає розрахунки на міцніс
ть при дії статичного навантаження (утому числі і рухомого), динаміка споруд та теорія стійкості споруд.
У будівельній механіці широко застосовуються методитеоретичної механіки та опору матеріалів, математики та фізики.Будівельна механіка є наукою експериментально - теоретичної, так якбазується на результатах випробувань споруд (на теорії і на практиці), досвідіїх експлуатації та теоретичних дослідженнях.
Розроблювані в будівельній механіці новітеоретичні методи проходять дослідну перевірку: з іншого боку, часто теоріярозрахунків виникає як результат експериментального вивчення реальноїконструкції в процесі її експлуатації.
Проектування надійних і економічнихмашин вимагає від інженера - конструктора застосування сучасних методіврозрахунку. Удосконалення методів розрахунку полягає в застосуванніобгрунтованих розрахункових схем конструкцій, уточнення найбільш небезпечних поєднаньнавантажень, виборі раціональних матеріалів для елементів конструкцій, застосуванняобчислювальної техніки і т.п.
1. Побудова ферми івизначення опорних реакцій
Рис.1
Для визначення опорної реакції складаємо рівняннямоментів відносної точки:
;
;
звідси
.
Для визначення реакції опори складаємо суму проекцій всіхсил на вісь:
;
;
звідси
;
Оскільки ферма не відчуваєгоризонтальних навантажень, тому
.
Для перевірки знайдених реакцій в опорах, складаємосуму проекцій всіх сил на вісь:
;
звідси
;
.
ферма рама стрижень з'єднання
2. Визначення зусиль встержнях ферми методом перерізів
Рис. 2
Визначаємо зусилля в стержняхі, для чого проводимо переріз I - I (див. рис. 2):
рис. 3
Складаємо рівняння моментів відносно точки (рис.3):
;
;
звідси
.
Для визначення зусилля в стержні складаємо сумупроекцій всіх сил на вісь:
звідси
.
Визначаємо зусилля в стержнях і, для чого проводимо переріз II - II(Див. мал. 2):
Рис. 4
Для визначення зусилля складаємо рівняння моментіввідносно точки (рис. 4):
;
;
звідси
.
Для визначення зусилля складаємо рівняння сумипроекцій всіх сил на вісь (рис. 4):
;
;
звідси
.
3. Побудова діаграми Максвелла - Кремони
Діаграма Максвела - Кремонипочинається з побудови мотузкового багатокутника зовнішніх сил. Для початкувизначають зовнішні і внутрішні поля ферми. Зовнішні поля ферми позначаютьсявеликими літерами латинського алфавіту, внутрішні - малими. Зовнішні поляобмежені лініями дії зовнішніх навантажень, опорних реакцій і стрижнями,поміщеними на зовнішньому контурі ферми. Усередині поля обмежуються тількистрижнями ферми і лежать усередині контуру ферми (рис.6).
Рис. 6
Поля на діаграмі Максвелла - Кремони позначаютьсяточками. Вибираємо два поля на схемі, розділених опорної реакцією.
Вибираємо масштабний коефіцієнт:
.
На діаграмі опорні реакції і зовнішні зусилля, а такж внутрішні зусилля стрижнів позначаються відрізками.
Невідомі точки, що позначають внутрішні поля,знаходяться в перетині двох ліній, на яких будуть позначатися відрізкамизусилля, лежачі між уже відомими зовнішніми (внутрішніми) полями (рис.7).
Рис.7
4. Побудова ліній впливу зусиль у стержнях ферми
Лінії впливувикористовуються для розрахунків ферм, на які діє рухлива навантаження.
Лінія впливу являє собою діаграму, припобудові якої функцією є досліджувана величина зусилля, а незалежноюзмінної-абсциса вантажу (його місце розташування на осіабсцис). Кожна ордината лінії впливу чисельно дорівнює значенню досліджуваногозусилля для стану сили на спорудженні над цією ординатою.
Для побудови будь лінії впливу в даному місціспоруди застосовують наступний статичний метод. Поставивши вантаж в довільнеположення, яке визначається абсцисою, і застосовуючи умова рівноваги,даємо аналітичний вираз даного зусилля, потім, змінюючи, даємо цей вираз вграфічній формі.
Будуємо лінії впливу дляреакцій опор:
Рис.8
Для реакції опори складаєморівняння моментів відносно точки:
;
;
звідси
;
при x = 0; RA = 1;
при x = 6d; RA = 0.
Аналогічно для реакції опори складаємо рівняння моментіввідносно точки А:
;
;
звідси
;
при x = 0; RВ = 1;
при x = 6d; RВ = 0.
Для побудови лінії впливузусилля в стержні розсікти ферму на дві частини по прольоту, в якому знаходитьсяшуканий стрижень, і будемо розглядати ліву і праву частини ферми привідсутності на них рухомого навантаження.
Знаходимо зусилля в стержні DF і DG для чого розглядаємо перетин I - I(Див. мал. 2):
Зліва:
Рис.9
Складаємо рівняння моментіввідносно точки (рис. 9):
;
;
звідси
Складаємо рівняння сумипроекцій всіх сил на вісь (рис. 9):
;
звідси
Справа:
Рис.10
Складаємо рівняння моментіввідносно точки (рис.10):
;
;
звідси
Знаходимо зусилля в стержнях FG і GI,для чого розглядаємо перетин II - II (див. мал. 2):
Зліва:
Рис.11
Складаємо рівняння моментіввідносно точки (рис. 11):
;
звідси
Складаємо рівняння сумипроекцій всіх сил на вісь (рис. 11):
;
;
звідси
Справа:
Рис. 12
Складаємо рівняння моментіввідносно точки (рис.12):
; звідси
Складаємо рівняння сумипроекцій всіх сил на вісь (рис. 12)
;
звідси
Рис. 13
5. Визначення зусиль встержнях ферми по лініях впливу
Для реакції опори:
;
- див. рис. 13...
