Болат конструкциялы бір қабатты өндірістік ғимараттың қанқасын конструкцияларың есептеу және өңдеу, СРС

Тақырыбы: ²Болат конструкциялы бір қабатты өндірістік ғимараттың қанқасын конструкцияларың есептеу және өңдеу²

1. Ғимарат қаңқасының конструктивтік схемасын құрастыру.

Өндірістік ғимараттың қаңқасын жобалау жұмысын алдымен оның конструктивтік схемасын таңдаудан бастайды. Бастапқы мәлімет болып технологиялық ғимарат саналады, онда: цехтағы техникалардың орналасуы, крандардың саны, олардың жүк көтергіштігі мен жұмыс уақыты және жұмыс аймағы көрсетіледі.

Қаңқаның конструктивтік схемасын құрастырғанда жоспарда ең бірінші бағаналардың орналасуын көрсетеді, содан соң ғимараттың ішкі габариттері орнатылады.

2. Бағаналардың жоспарда орналастырылуы.

Жоспарда бағаналарды орналастыру технологиялық, конструктивтік және экономикалық шешімдерге байланысты орындалады. Олар технологиялық құрылғылардың орналасуына кедергі болмай, дұрыс үйлесуі қажет. Бағаналарды ригельмен байланысқанда көлденең рама құратындай етіп орналастырады. Ғимараттың бүйір жағында бағаналар әдетте, 500 мм ығысып, тор құрады, бұл 12 метрлік қоршау тақталарын қоюға ыңғайлы келеді.

3. Бағаналар арасындағы көлденең байланыстар.

Бағаналар арасындағы байланысты көп ретте ғимарат пайдалануға берілгенде және қаңқаның монтаж жұмыстарын жүргізгенде, оның көтергіштік және көлденең беріктік қабілетіне, сонымен қатар бағаналардың тұрақтылығына байланысты.

Бағаналардың өзара тік байланысы бойлық күшті өзіне қабылдап, ғимарат қаңқасына беріледі. Ал, карнасты байланыс блоктарын ғимараттың ортасынан бастап орнатады, себебі температуралық деформация симметриялы шығуы керек.

4. Жабын – жаппалар байланысы.

Фермалар арасындағы байланыс қаңқаның кеңістіктік беріктігін, ферма жазықтығындағы ригельдің сығылған элементтерінің тұрақтылығын, жергілікті жүктемелердің таралуын, монтаж жұмыстарының қолайлылығын және жүктемелерді қабылдап, оны бағаналарға біркелкі берілуін қамтамасыз етеді.

5.  Көлденең қиманың компоновкасы 

Тік өлшемдері.

Еден деңгейінің белгісін нөлдік деп аламын. Кран рельсінің басынан көтергіш конструкциялардың астына дейіңгі қашықтық h₂ :

 

h2 = (Нк + 100) + а,

Н_к – рельстің басынан кран арбашығының жоғарғы нүктесіне дейінгі қашықтық,  Н_к = 2750мм;

      100 – техника қауіпсіздігі бойынша кран арбашығының жоғарғы нүктесі мен стропилалық конструкциялар арасындағы саңылау;

      а – өлшем, жабын конструкциясының иілуін есептейді өткінге байланысты 200-400 а = 250мм.

h₂ =(2750 +100) + 250 = 3100мм 

Цехтың пайдалы биіктігі: h_ц= h_р.б+ h₂ = 8000+3100 =11100мм.

Колоннаның жоғарғы h_ж және төменгі h_м  бөліктерінің өлшемдері:

hж = h2 + hк.а. + hк.р.              hж = 3100+1200+200 = 4500мм

        h₂ – кран рельсінің төменгі жағынан көтергіш конструкцияға дейінгі аралық h₂ =3100мм;

h_к.а – кранасты арқалығының қимасының биіктігі [1,кос], h_к.а = 1200мм;

h_к.р.– кран рельсінің биіктігі [1, қосымша.1], h_к.р.= 200мм.

hТ = hц.– hж + h1(500…1000),            hт = 11100-4500+500=7100мм.

Колоннаның толық биіктігі  H = h_т+ h_ж;      H = 4500 + 7100 = 11600мм

Ферманың биіктігі h_ж = 3150мм,  h_фон=2750 мм.

Кран орта режимде жұмыс жасайтын болса, сонда колонналардың оське байланысты а = 250мм. колоннаның жоғарғы бөлігінің қимасының биіктігі h_ж = 500мм

L₁ – кран асты арқалығының осьінен колоннаның осьіне дейінгі қашықтық;

В₁ – 1 қосымшадан немесе кран стандарттарынан аламыз;

75 мм — кран мен колонна арасындағы ең аз саңылау.

L₁ =750мм деп аламыз. Сонда колоннаның төменгі бөлігінің қимасының биіктігі

Кран өткіні ғимараттың өткінімен байланысты болу керек

Lц = L – 2L1 = 24000 – 2·750 = 22500мм

Колоннаның жоғарғы және төменгі бөліктерінің қимасы қоставрлы.

6.  Көлденең рамаға түсетін жүктеме жиынтығы. 

Жабыннан келетін жүктемелер (жабындағы тұрақты):

Таблица 1

Жабын құрамы:	Нормативтік жүктеме qн, (Н/м2)	γн	Есепті жүктеме q,  (Н/м2)
1.      Гидрооқшаулау (4 қабатты рубероид) 2.      Төсем t=20мм, γ=20кН/м3 3.   Жылуұстағыш (пенопласт) t=50мм, γ=0,5кН/м3 4.   Буоқшаулағыш (1 қабат рубероид) 5.   Болат профилді төсем 6.   Шатырдың металл конструкцияларының өзіндік салмағы 7.   фонарь мен плитаның салмағы	160   400 25   40   125   340 100	1,3   1,3 1,2   1,3   1,1   1,05 1,05	208   520 30   52   138   357 105
Барлығы:	1190		1410

Рама ригеліне түсетін біркелкі таралған есепті жүктеме:

0,95 *1,41*12/1=16,1 кН/м

Ригель рамасының тірек реакциясы:

F_R = =16,1*24/2=209,0 кН.

Бағананың есептік салмағы. Жоғарғы бөлігі(20% салмағы):

G_в=γ_в*γ_m*0,2*h_в*b_ф*L/2=0,95*1,05*0,50*0,2*12*24/2=12,9кН.

Бағананың төменгі бөлігі (80% салмақ):

G_н= γ_н*γ_m*0,8*h_н*b_ф*L/2=0,95*1,05*0,8*0,15*12*24/2=115 кН.

Бағананың жоғарғы бөлігі:

F₁=γ_н[1,2*2,0*h_ст.п.*b_ф+1,1*0,35*h_о*b_ф]+G_в=

=0,95*[1,2*2,0*7,0*12+1,1*0,35*1,2*12] +12,9=210,0 кН

Бағананың төменгі бөлігінде:

F₂=0,95*[1,2*2,0*5,5*12+1,1*0,35*6*12] +115,0 =291,8 кН.

Қар жабынының салмағы P₀=1,0  кН\м².

/Po=1,28/1 =1,28  перегрузка коэффициенті  n=1,45.

Рама ригеліне қардан түсетін жүктеме:

q_СH = = 0,95* 1,45* 0,6*1,0*12=0,9 кН/м,

Ригельдің тірек реакциясы:

F_R=9,9* 24/2=118,8 кН

Көпірлі крандардан түсетін көлденең күш

Қар жүктемесі

Желдің нормативті жылдамдық ағыны  g₀=0,38кН/м²

Есеп мына формула бойынша жүзеге асады

Мұнда  g_0-  желдің жылдамдығы; с-аэродинамикалық коэффициент = 0,8 с желді жағынан, с=0,6 ық жағынан; В-бағана ағымы, м; k- биіктігі есептке алатын және желден басқа құрылымдар арқылы қорғау коэффиценті

Сенімділік  n-коэффициенті, ғимарат үшін 1,2 тең.

При h<5 м         К=0,5

При h<10 м      К=0,60;

При h<20 м      К=0,85

К_1(ор)=0,5;

К_2(ор)=0,65+0,5/2=0,575

К_х=0,65+(0,85-0,65)/10*(16,2-10)=0,774

К_3(ор)=( К_х+0,65)/2=(0,774+0,65)/2=0,712

К₄=0,65+(0,85- К_х )/10*(Н+3,15-10)=0,65+(0,85-0,774)/10*(16,2+3,15-10)=0,721

К_4(ср)=( К₄+ К_х)/2=(0,721+0,774)/2=0,748

К_ср(жал) =( К_1(ор) *h₁+ К_2(ор) *h₂+ К_3(ор) *h₃)/H=(0,5*5+0,575*5+0,712*6,2)/16,2=0,6

Эквивалентті есепті погонды жел жүктемесін аламыз:

а) Бағана үшін:

q^р_акт=γ_n*n*c*q *К_{ор.(жал)}*В=0,95*1,2*0,8*0,38*0,6*12=2,6 Кн*м;

q^р_отс=0,95*1,2*0,6*0,38*0,6*12=1,96 Кн*м;

б) Ригель үшін (ферма):

q^р_{акт р}=0,95*1,2*0,8*0,38*0,748*12=3,11 Кн*м;

q^р_{отс р}=0,95*1,2*0,6*0,38*0,748*12=2,33 Кн*м;

Жинақталған жүктемені анықтаймыз:

W₁^акт =q^р_акт.р*h_p=3,11*3,15=9,81

W₂^отс=q^р_{отс р}*h_p=2,33*3,15=3,34

W= W₁^акт+ W₂^отс=9,81+7,34=17,15

Кран жүктемесі:

көпірлі крандардан рамаға түсетін жүктемені табу:

Екі кранның бірге жұмыс істеу кезінде жүк тиелген арбашық бағананың жанында орналасқан жағдайда максимальды қысым  D_max сол бағанаға түседі.Ал сол кезде көрші бағанаға минемальды  қысым D_min. Түседі.

G_n = 24 кН – кран асты арқалығының нормативті салмағы;

q_n = 1.5 кН/м² –тежеу алаңындағы пайдалы нормативті жүктеме;

b_m – тежеу алаңының ені;

b –бағана адымы.

мұнда:

– кран донғалағына түсетін максимальды нормативті қысым;

Бағанадағы кран арбашығының көлденең тежегендегі есепті горизонтальды күшін анықтау:=

Q_m = 120 – арбашық салмағы, кН.

T_к = g_n×n_c×n×T^н_к = 0,95×1,1×1×10,4 =10,87 кН,

T_max = S T_k×y = 10,9 ×2,95 = 32,2 кН.

Моментттерді есептейміз:

M_max = e_k×D_max = 0.5×1163 = 581.5 кН×м;

M_min = e_k×D_min = 0.5×384.54 = 192.3 кН×м;

e_k = 0.5×h_н =  0.5×1 = 0.5 м – кран асты арқалығының осьінен бағананың төменгі бөлігінің ауырлық центрі арқылы өтетін қашықтық 

8. Көлденең раманың статикалық есебі. 

Көлденең раманың инерциялық қатаңдық моментін анықтау: 

Рама ригеленің тірек реакциясын табу

1) жабынан болатын тірек реакциясы

n=J_в/J_н=0,39/1,43=0,27;

λ=Н_в/Н=4,5/11,6=0,39;

у=1,0* Н_в=1*4,5=4,5

К_i=1,32

F_п=В*l/2=16,1*24/2=193кН

В= q_n= 16,1 кН/м

е=h_в – а₀=0,45 – 0,25=0,2;

2) қар жүктемесінен болатын тірек реакциясы

; F_п=В*l/2=9,9*24/2=118,8 кН

В= q_n= 9,9 кН/м;

е=h_в – а₀=0,45 – 0,25=0,2;

3) көлденең қысымнан болатын

К₂=1,32;

е_н=(1000-500)/2=0,25м

4) көлденең тежеу күшінен болатын

К₃=0,597;

R_в(т)=0,5*K₃*T=0,5*0,597*10,4=3,44 кН;

5) желден болатын

К₄=0,1663;

Р_акт=q^р_акт.к=2,6 кН*м

Р_отс=q^р_отс.к=1,96 кН*м

W_ф=W₁+W₂=17,15

R_в(ветр)=0,5*[17,15+0,1663*11,6*(2,6-1,96)]=9,2 кН.

Тұрақты жүктемеден болатын есеп

1-1

M₁=0 кН*м;

N₁=F_n=193,2  кН;

Q₁= 0 Кн;2 – 2

M₂=R_в*Н_в +F₁*h_в +F_n *е_в =-4,7*4,5+210*0,5+193,2*0,2=164,79 кН*м;

N₂= F_n+F₁=193,2+210=403,2 кН;

3 – 3

М₃= R_в*Н_в+ F₁* h_в +F_п*е_н=-4,7*4,5+210*0,5+193,2*0,2=164,79 кН*м;

N₃= F_n+F₁=403,2кН;

4 – 4

М₄=R_в*Н + F₁* h_в + F₂* h_н+ F_n *(λ+0,1)=- 4,7*11,6+210*0,5+291,8*1+193,2*(0,75+0,1)= 615,5  кН*м;

N₄= F_n + F₁+ F₂=193,2+210+291,8=695 кН;

Q₄= R_в=-4,7 кН.

Көпірлі крандардан болатын тік қысым. 

D_мах сол тіреуге:

1-1

M₁=0 кН*м;

N₁=0 кН;

2 – 2

M₂=R_в*Н_в -D_мах *е_н =2,0*4,5-1163*0,2=-133,6 кН*м;

N₂= D_мах =1163 кН;

3 – 3

М₃= R_в*Н_в -D_мах *е_в =-133,6 кН*м;

N₃= D_мах =1163 кН;

4 – 4

М₄=R_в*Н- D_мах *(е+ h_в)=2,0*11,6-1163*(0,2+0,5)=-558,9 кН*м;

N₄= D_мах =1163 кН;

Q₄= R_в=2,0 кН.

D_мin оң түреуге: 

1-1

M₁=0 кН*м;

N₁=0 кН;

2 – 2

M₂=-R_в*Н_в +D_мin *(е_н +h_в) =-2,0*4,5+384,54*(0,2+0,5)=368 кН*м;

N₂= D_мin =384,54  кН;

3 – 3

М₃=-R_в*Н_в +D_мin *(е_в +h_в) =368 кН*м;

N₃= D_мin =384,54 кН;

4 – 4

М₄=-R_в*Н+ Д _мin*(е+ h_в)=-2,0*11,6+384,54*(0,2+0,5)=524,2 кН*м;

N₄= Д_мin =384,54 кН;

Q₄= -R_в=-2,0 кН.

Жел жүктемесінің есебі. 

сол тіреуге:

1-1

M₁=0 кН*м;

N₁=0 кН;

2-2

M₂=R_в*Н_в -q^э_акт * Н_в²/2-W₁* Н_в =8,68*4,5-2,6*4,5²/2-9,81*4,5=-22,21 кН*м;

N₂= 0 кН;

3-3

М₃=R_в*Н_в -q^э_акт * Н_в²/2-W₁* Н_в =-22,21 кН*м;

N₃= 0 кН;

4-4

М₄=R_в*Н- q^э_акт *Н²/2 -W₁*Н =8,68*11,6-2,6*11,6²/2-9,81*4,05=-74,96 кН*м;

N₄= 0 кН;

Q₄= R_в -W₁– q^э_акт *Н =8,68-9,81-2,6*11,6=-47,97 кН;

Оң тіреуге:

1-1

M₁=0 кН*м;

N₁=0 кН;

2-2

M₂=-R_в*Н_в -q^э_отс*Н_в²/2-W₂*Н_в =-8,68*4,5-1,96*4,5²/2-3,34*4,5=-133,8 кН*м;

N₂= 0 кН;

3-3

М₃=-R_в*Н_в -q^э_отс * Н_в²/2-W₂* Н_в =-133,8 кН*м;

N₃= 0 кН;

4-4

М₄=-R_в*Н- q^э_отс *Н²/2 -W₂ =-8,68*11,6-1,96*11,6²/2-3,34=-226,67 кН*м;

N₄= 0 кН;

Q₄=- R_в -W₂– q^э_отс *Н =-8,68-3,34-1,96*11,6=-47,62 кН;

Көлденең тежеу күші.

сол тіреуге:

1-1

M₁=0 кН*м;

N₁=0 кН;

2-2

M₂=R_в*Н_в +Т *( h_р + h_п.б.)  =3,04*4,5+10,4*(0,12+1,5)=24,0 кН*м;

N₂= 0 кН;

Q₂=Т+ R_в =10,4+3,04=13,44 кН;

3-3

М₃=R_в*Н_в +Т *( h_р + h_п.б.)  =24,0 кН*м;

N₃= 0 кН;

Q₃=Т+ R_в =13,44 кН;

4-4

М₄=R_в*Н+Т*( h_р + h_п.б. +Н _н) =3,04*4,5+10,4*(0,12+1,5+7,1)=105,24 кН*м;

N₄= 0 кН;

Q₄=Т+ R=13,44 кН;

Оң тіреуге:

1-1

M₁=0 кН*м;

N₁=0 кН;

2-2

M₂=-R_в*Н_в  =-3,04*4,5=-13,68кН*м;

N₂= 0 кН;

3-3

М₃=-R_в*Н_в =-13,68 кН*м;

N₃= 0 кН;

4-4

М₄=-R_в*Н=-3,04*11,6=-35,26 кН*м;

N₄= 0 кН;

Q₄=- R_в =-3,04кН;

Қар жүктемесі.

1-1

M₁=0 кН*м;

N₁=F_сн=209 кН;

2-2

M₂=R_в*Н_в + F_сн  *е_в +F₁ * h_в = =2,0*4,5+210,0*0,5+209*0,2=245,8 кН*м;

N₂=  F_сн +F₁ =209+210=419 кН;

3-3

М₃=R_в*Н_в + F_сн  *е_н +F₁ * h_в  =-2,0*4,5+210*0,5+209*0,2=245,8 кН*м;

N₃= F_сн +F₁ =419 кН;

4-4

М₄= F_сн *( λ+0.1)+ F₁* h_в+ F₂* h_н+ R_в*Н= =209*(0,75+0,1)+210*0,5+291,8*1+(-2,0)*11,6=551,25кН*м;

N₄= F_сн +F₁+ F₂=209+210+291,8=710,8 кН;

Q₄= R_в =-2,0кН;

 

2 кесте. Көлденең раманың тіреулеріндегі есептік күштер

№	Жүктеме түрлері М	φс	Кранасты				Кран үсті
			1 – 1		2 – 2		3 – 3		4 – 4
			M	N	M	N	M	N	M	N	Q
1	Тұрақты	1	0	193,2	164,79	403,2	164,79	403,2	615,5	695	-4,7
2	Қар	1	0	118,8	245,8	419	245,8	419	515,25	710,8	-2,0
		0,9	0	112,05	100,72	303,75	100,72	303,75	336,78	521,19	-1,8
3	Көлденең сол тіреуге	1	0	0	-86,56	1163	-133,6	1163	-558,9	476,7	2,0
		0,9	0	0	-77,9	429,03	-77,9	429,03	-249,4	429,03	1,8
Тайнова Е.С.   Разраб. ЛистИзм. Подпись Подпись ДатаИзм. Изм.   Тайнова Е.С.   Разраб. ЛистИзм. Подпись Подпись ДатаИзм. Изм.     3*	Тік оң тіреуге	1	0	0	142,1	384,54	142,1	232,2	118,1	232,2	-2,0
		0,9	0	0	127,89	208,98	127,89	208,98	106,29	208,98	-1,8
4	Көлденең тежеу күші сол тіреуге	1	0	0	24,0	0	24,0	0	152,2	0	13,24
		0,9	0	0	27,0	0	27,0	0	136,98	0	11,92
4*	Көлденең тежеу күші оң тіреуге	1	0	0	-13,68	0	-13,68	0	-49,9	0	-3,04
		0,9	0	0	-12,1	0	-12,1	0	-44,91	0	-2,74
5	Желді, жел оң жақтан	1	0	0	-23,9	0	-23,9	0	-206,8	0	-38,5
		0,9	0	0	-21,51	0	-21,51	0	-186,12	0	-34,65
5*	Желді, жел сол жақтан	1	0	0	-85,1	0	-85,1	0	-226,67	0	-47,6
		0,9	0	0	-76,59	0	-76,59	0	-436,23	0	-39,24

3 кесте. Көлденең раманың тіреулеріндегі есептік күштердің қосындысын анықтау.

Күштер комбинациясының кестесі

Комбинация мен күштер

yс

M

N

M

N

M

N

M

N

Q

1–1

2–2

3–3

4–4

Mmax (оң)

1

№ жүктеме

–

–

1, 3*, 4

1, 3*, 4

1,3*,4

күш

–

–

193,2

330,9

301,5

706,2

724,5

947,8

7,24

N соотв

0,9

№ жүктеме

–

–

1, 2, 3*, 4

1, 2 , 3*, 4

1, 2, 3*, 4

күш

–

–

312

400,7

312

400,7

580,0

1445,8

4,12

Mmax (теріс)

1

№ жүктеме

–

–

1, 3, 4*

1, 3, 4*

1, 5*

күш

–

–

29,4

950,7

29,4

950,7

17,97

715,6

-43,44

N соотв

0,9

№ жүктеме

–

–

1, 3, 4*, 5*

1,3 4*, 5*

1, 3, 4*, 5*

күш

–

–

-37,19

903,03

-37,19

903,03

-276,34

1444,6

-44,7

Nmax (оң)

1

№ жүктеме

–

–

1, 3, 4*

1, 3, 4*

1, 2

күш

–

–

29,4

950,7

29,4

950,7

828,4

1294,1

-6,2

M соотв

0,9

№ жүктеме

–

–

1, 3, 4*, 5*

1, 3, 4* 5*

1, 3, 4*, 5*

күш

–

–

-37,19

903,03

-37,19

903,03

-276,34

1444,6

-44,38

Nmin (теріс)

1

№ жүктеме

–

–

1, 3*, 4

1,2,3*

1, 3*, 4

күш

–

–

301,5

706,2

383,41

1043,7

724,5

947,8

7,24

M соотв

0,9

№ жүктеме

–

–

1, 2, 3*, 4

1, 2 ,3*, 4

1, 2, 3*, 4

күш

–

–

385,01

986,73

385,01

986,73

580,05

1445,8

4,12

Qmax

0,9

№ жүктеме

–

–

–

–

–

–

–

–

1,3′,5*

күш

—

–

–

–

–

–

–

–

41,64

10.  Стропилалық ферманың есебі.

Жабын конструкциясының салмағы (тұрақты жүктеме)

Жабын құрамы:	Нормативтік жүктеме qн, (Н/м2)	γн	Есептік жүктеме q,  (Н/м2)
9.      Гидрооқшаулау (4 слоя рубероида) 10. Төсем t=20мм, γ=20кН/м3 11.Жылу ұстағыш (пенопласт) t=50мм, γ=0,5кН/м3 12.Бу оқшаулағыш (1 қабат рубероид) 13.Болат профилді төсем. 14.Шатырдың металл конструкцияларының өзіндік салмағы.	160   400 25   40   125   340	1,3   1,3 1,2   1,3   1,1   1,05	208   520 30   52   138   357
Барлығы:	1090		1305

Шатырдың салмағынан фермаға түсетін жүктеме (фонар салмағын есептемегенде):

Фермаға түсетін жүктеме, фонарь конструкциясының салмағынан:

Түйіндегі күштер:

Тірек реакциялары

Қар жүктемесі

III қар аймағы Р=1,0кн/м²:

Қар жүктемесінің I  нұсқасы.:

₂ = 1 + 0,1 a/b = 1 + 0.1 12/6 =1.02

Түйіндегі күштер:

Тірек реакциялары

Шатырдың салмағынан болатын жүктеме

Қар жүктемесінің II нұсқасы:

₁ = 1  ;   ₃ = 1 + 0,5 a/b_l =  1 + 0,5 12/4,5 = 2.33 < 4

Түйіндегі күштер:

Тірек реакциясы:    

10.1. Ферма стерженьдерінің күштерді табу.

Стержендегі күштерді түйінді кесіп алу тәсілімен табамыз. Есептеулердің нәтижесі кестеде көрсетілген.

Элемент	стержень	Тұрақты жүктеме (кН)	Қар (кН)		Күштердің қосындысы	Есептік күш
			1 нұс.	2 нұс.
		1	2	3
Жоғарғы белдік	2-3	–	–	–	–	–
	3-4	-155,3	-290,9	-135,45	1+2	-446,2
	4-5	-155,3	-290,9	-135,45	1+2	-446,2
	5-6	-189,5	-356,7	-135,45	1+2	-546,2
Төменгі белдік	1-14	88,3	173,4	98,97	1+2	261,7
	14-13	189,5	356,7	135,45	1+2	546,2
Раскос	1-3	-128	-251,5	-143,5	1+2	-379,5
	3-14	97,2	170,3	52,9	1+2	267,5
	14-5	-49,6	-95,5	–	1+2	-145,1
	5-13	–	–	–	–	–
Тірек	4-14	-34,5	–	–	–	–
	6-13	–	-54,2	-38,3	1+2	-88,7

Ферма стерженьдерінің қимасын табу.

Элемент	стержень	Есептік күш (кН)	Қима	Аудан А, см2	, (см)	, (см)					Қиманы тексеру
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
Жоғарғы белдік	2-3 3-4 4-5 5-6	-546,2	125х8	39,4	300	3,87	77,5	120	0,705	0,95	—
Төменгі белдік	1-14   14-13	546,2	90×7	24,6	600	2,77	217	400	—	0,95		—
Раскос	1-3	-379,5	125×8	39,4	435	3,87	113	120	0,46	0,95	—
	14-5	-145,1	80х7	21,6	0,8х435	2,45	142	150	0,307	0,95	—
	3-14	267,5	63х5	12,26	0,8х435	1,94	179	400	—	0,95		—
Тірек	4-14	-88,7	63х5	12,26	0,8х315	1,94	129	150	0,37	0,95	—

Нөлдік раскостар мен тіректерді екі бұрыштан аламыз 50х50х5мм.

10.2. Раскотар мен тіреулерді бекітетін дәнекерлеу жігінің есебі.

Ферманың түйіндерін дәнекерлеуде  СВ-08Г2С  жартылай автоматты дәнекерлегішті таңдадым.

Жіктің көтергіш қабілеттілігін металл жіктің беріктігі мен анықталады . Дәнекерленген  жіктің ұзындығы төмендегі формуламен анықталады:

Стержень	Қима	N, кН	Шов по обушку			Шов по перу
			Nоб = 0,7N,  кН		, см	Nоб, = 0.3, кН		, см
3-4 4-5 5-6	125х8	-546,2	382,3	1,0	13,7	163,9	0,6	10
1-14 14-13	90х7	261,7 546,2	183,2 382,3	0,8	8,6 13,7	78,5 163,9	0,6	5,4 10
1-3	125х8	-379,5	265,7	1,0	9,8	113,8	0,6	7,3
3-14	63х5	267,5	187,3	0,6	11,4	80,2	0,4	7,7
14-5	80х7	-145,1	101,6	0,6	6,6	43,5	0,6	3,4<5
4-14	63х5	-88,7	62,1	0,6	4,5<5	26,6	0,4	3,2<5
Қалғаны	50х5	0	конструктивті	0,4	5	конструктивті	0,4	5

11.   Центрден тыс сығылған бағананың есебі

Есептік күш: 

Бағананың кран үсті бөлігі: 

Бағананың кран асты бөлігі:

Бағананың өлшемі:                 .

Есептік ұзындықты табу:

. 69 [4] кесте бойынша табамыз

Сөйтіп бағана учаскелерінің есептік ұзындықтары:

Рама жазықтығының моментінде

жоарғы бөліктің есептік ұзындығы тежеу арқалығының ферма түйінің төменгі тірегіне дейінгі аралық

Ал төменгі бөлігі фундаменттен кран асты арқалығының астына дейін

11.1.    Бағананың жоғарғы бөлігінің қимасының есебі:

Қоставрлы дәнекерленген қиманы таңдаймыз. Қиманың қажетті ауданы :

Мұнда:

– жұмыс шарты коэффициенті

– орнықтылықты тексеретін коэффициент. Оны анықтау үшін келесі мағынаны табамыз:

С245 болатты қабылдаймыз R_y=240МПа.

Қатысты  эксцентриситет:

Қима формасының әсер ету коэффициенті 73 [4] кестеден:.

Көрсетілген қатысты эксцентриситет:

à.

Қажетті ауданды табамыз:

Қима компоновкасы.

Сөренің қалыңдығын  t_c = 10 мм деп аламыз.

Жергілікті орнықтылық шартынан:

t_ст = 12 мм. аламыз

Сөренің қажетті ауданы:

Бағананың жоғарғы бөлігінде орнықтылық шарты бойынша сөренің ені:

b_c ³ l_y1 / 20 = 310/20 ³ 15,5см

b_c = 180мм аламыз

Сөренің жергілікті орнықтылық шарты бойынша:

b_п = 180 мм, t_п = 10 мм.аламыз

А_п = 18×1 =18 см² > А_п,тр =17,2 см²;

b_п = 18,0 >15,5 см

Қиманың геометриялық сипаттамасы. 

Қима ауданы:

А = 2×18×1 + 1,2×48 =93,6 см²

Инерция моменті:

Қарсыласу моменті:

Бағананың жоғарғы бөлігінің орнықтылығын момент жазықтығында тексеру.

А_п /А_ст = 18×1/(1,2 × 48) = 0,31, сонда. 73 [4] кестесі бойынша ®  .

Сонда қимадағы кернеу:

Бағананың жоғарғы бөлігінің орнықтылығын момент жазықтығында тексеру. 

Есептік формула мына түрде:

-мағынасын табу үшін  эксцентриситетінің мағыасын табу керек.

> M_max / 2 = 102/2 = 51кНм

Сонда:

<       Þ

11.2. Бағананың төменгі бөлігінің қимасының есебі

Есептік күштер тіркесі

Бағананың төменгі бөлігінің есептік ұзындығы, момент жазықтығында .

Момент жазықтығынан

Z₀ = 80 мм. аламыз

h₀ = h – z₀ = 1000 – 80 = 920 мм

Тармақтардағы ең үлкен күш;

Бағана тармақтарының қажетті ауданы;

Сортамент бойынша  40Б1 қоставр аламыз (А = 61,25см², i_y1 = 16,03 cм, i_х1 = 3.42 cм. b/2= 165/2= 82.5 » Z₀ = 80 мм – тармақтағы күштерді қайта есептейміз.

Момент жазықтығындағы бағана тармақтарының орнықтылығын тексеру

Кранасты тармақтары жазықтығындағы және рама жазықтығындағы тең орнгықтылық шартынан тордың түйіндерінің қажетті ара – қашықтығын табамыз

Бағананың төменгі бөлігін бүтін санды панелге бөлу арқылы l_р = 7600/4 = 190мм

Рама жазықтығындағы тармақтардың орнықтылығын тексереміз

Бағананың кранасты бөлігіндегі тордың есебі

Бағана қимасының көлденең күші Q_max = 47,6кН

, мұнда A – бағананың қима ауданы

Тордың есебін Q_max  бойынша жүргіземіз

Раскостардағы күштер екі жазықтыққа бірдей күш беріледі деп мына формуламен табамыз

Мұнда : –  раскостың көлбеулеу бұрышы.

l_р = 100, j = 0,542. аламыз

Раскостың қажетті ауданы:

g = 0,75 – бір сөреге бекітілген сығылған қос бұрыш

Қос бұрыш аламыз 63×6       A_р = 7,28 см²,   i_min = 1,24см.

Раскос ұзындығы:

Иілгіштік :

Раскостағы кернеу:

Бағананың момент жазықтығындағы орнықтылығын бір бүтін стержен түрінде тексеру

Бүкіл қиманың геометриялық сипаттамасы

А = А_в1 + А_в2 = 61,25 +61,25 =122,5 см²;

J_x = 2×А_в×y² = 2×61,25×45,9² =258084 см⁴;

Мұнда :

болғанда

A_p – раскостың қима ауданы

j_е = 0,71

11.3.  Жоғарғы және төменгі түйіннің есебі 

Қимадағы күштердің есебі:

Кран қысымы:

D_max = 1163 кН

Траверс қабырғасының қалыңдығы:

t_тр ³ D_max/l_см×R_см,т×g = 1163/(34×33,6) = 1,02 cм;

l_см = b_оп + 2×t_пл = 300 + 2×20 = 34 см,    t_пл = 2 см.  қабылдаймыз

R_см,т = 336 МПа.

t_тр = 1,2 см. қабылдаймыз

бағаның жоғарғы бөлігіндегі сөренің ішкі жағындағы күш

N_п = N/2 + M/h_в = 607,9/2 +19320/50 = 552 кН.

Траверстың тік қырын траверс қабырғасына бекітетін жіктің ұзындығы

Жартылай автоматты дәнекерлегішті аламыз маркасы  Св-08А, d = 1.4…2 мм, b_ш = 0.9, b_с = 1,05 болғанда k_ш = 6 мм, g_ycв = 1, R_{y cв} = 22 МПа, R_{у ш}^св = 18 МПа,

Траверске ең көп тірек реакциясын беретін күштер комбинациясын құрамыз

F = N×h_в / 2×h_н – M / h_н + 0.9 ×D_max 

F₁=  330,9×50/2×100 + 19320/100 +0.9 × 1163= 1322 кН

F₂=  400,7/2×100 + 31200/100 +0.9 × 1163 = 1259 кН 

Кранасты бөлікті  қабырғасының травеске бекітілген жерінің беріктілік шартына байланысты  траверстің биіктігі

Траверстің биіктігін 70 см деп аламыз

Траверстің төменгі белдігін  360 х 12мм. Беттен аламыз

Траверстің геометриялық сипаттамасы: 

Траверстің ауырлық центрнің орны:

y₂ = h – y₁ = 75.2 – 43.5 = 31.7 см

Инерция моменті:

Траверстің ең үлкен иілу моменті:

M = F₁ × (h_н – h_в) = 1356 ×50 = 67800 кН×см.

Траверстегі кернеу:

Q_max = N × h_в / 2 × h_н – M / h_н + k × 0.9 × D_max / 2 =

= 330,9 × 50 / 2 × 100 + 19320 / 100 +1,2 × 0.9 × 1163 / 2 = 903,9 кН.

k = 1,2 – D_max күштің әртекті берілуін есепке алады

L_пл.тр = 62 см аламыз

Іргетас өлшемін А_ф    80х75см деп аламыз

g коэффициентін  g=

Плитан астындағы бетонның орташа кернеуі:

< 0,45х1,5 = 0,68

Плитаның бөлек учаскелеріндегі иілу моменті: 

1 учаске  (консольды асылма  с₁ = 5 см): 

2 учаске  (плита, 3 жаққа тіреген; b/a = 165/190 =0,87, a₃ = 0,105):

Есепке М₂ = 15,1 кН×см деп аламыз.

Плитаның қажетті ауданы:

С245 болат үшін R = 240 МПа

t_пл = 10 мм аламыз.

Траверстің биіктігін травесті бағана тармақтарына бекітетін жіктердің орналасу шарты бойынша анықтаймыз. Дәнекерлеу жартылау автоматты Св-08А, d = 1.4…2 мм, k_ш = 10 мм маркалы сыммен жүзеге асады.

Жіктің қажетті ұзындығы:

h_тр = 27 см аламыз.

11.4.   Анкерлі болттардың есебі.

        Болттағы қажетті есептік күш:

Мұнда:

М, N — момент пен нормальды күштер (N_min = 193.2 kH; M_соот =  – 158кНм)

а = 75 см – бағана осінен кранасты тармақтарының тірек плитасының ортасына дейінгі қашықтық;

– анкерлі блоттардың остерінің арасындағы қашықтық;

Бір болттан болатын есептік күш:

Бір болттың ауданы нетто:

A_bn = N_b1/R_ba = 7,1/18.5 = 0.38см² ,      Æ20мм  A_bn = 2.45см²

12.  Кранасты арқалығының есебі. 

Өткіні 12 м, жүк көтергіштігі 30/5 кранды, ғимарат өткіні 24 м болатын кранасты арқалығын есептеу қажет. Арқалықтың материалы C255; R = 240 МПа (t =10… 20 мм болғанда). 

Кранасты арқалығына түсетін жүктеме.

Q = 30т тонна кран күшін доңғалаққа түсетін тік күш F^н_к = 315 кН, арбашықтың салмағы G_т = 120 кН, кран рельсінің типі КР-70.

g_n = 0.95 сенімділік коэффициенті:

F_к = g_n×n_c×n×k₁×F^н_к = 0,95×1×1,1×1×315 =329,2 кН,

T_к = g_n×n_c×n×k₂×T^н_к = 0,95×1,1×1×10,4 =10,87 кН,

T^н_к= 0,05(Q+ G_т)/n_o=0.05(9.8х30+120)/2=10,4кН

Есептік жүктемені анықтау.

М_x тік жүктемеден болатын есептік момент:

R_A= 440,3кН       R_В= 547,3кН

M_max =  R_A × 5.35 – F_к× 1.2 = 440.3 × 5.35 -329.2 × 1.2 = 1960,6 кН×м

M_x = a× M_max = 1,05×1960,6 = 2059 кН×м.

Көлденең жүктемеден болатын есептік момент:

M_y = M_max × T^н_к /F^н_к = 1960,6×10,4/315 =64,7 кН×м.

Көлденең күштің тік және көлденең есептік мағыналары:

Q_x = a× Q_max = 1,05×(329.2/12)×(12+5,7+10,8) = 1,05 × 781,9 = 820,9 кН

Q_y = Q_max  × T^н_к /F^н_к = 781,9 ×10,4 / 315 =25,8 кН

Арқалықтың қимасын таңдау.

№36 швеллер таңдаймыз t = 6 мм.

k_ст = h_ст/t_ст = 120 аламыз.

t_w=

Арқалықтың оптимальды биіктігі:

Арқалықтың ең аз биіктігі:

h_ст = 1250 мм аламыз

Сөренің қалыңдығын t_п = 20 мм деп аламыз

Q_x күші мен қабырғаны кесу шартынан:

t_ст ³ 1,5 × Q_x  / (h_ст × R_ср) = 1,5 × 820.9 / (125 × 13.9) = 0.71 cм

Қабырға қалыңдығын t_ст = 1 см аламыз.

Белдік бетінің өлшемдері:

Қима беті 20 x 300 мм,  A_п = 60 см² белдік аламыз.

Алынған мәліметтер арқалық қимасын компоновкалаймыз:

  Қиманың беріктігін тексеру.

Алынған қиманың геометриялық сипаттамасын анықтау.

x – x осіне қатысты:

I_x = 1×125³/12 + 2×30×2×(62,5+1)² = 646630 cм⁴;

S_x=2×30×(62,5+1)+62,5×1×31,25=5763см²

y – y осіне қатысты тежеу арқалығының геометриялық сипаттамасы (тежеу арқалығының құрамына жоғарғы белдік, швеллер және тежеу беті):

x₀ = (0,6 × 82 × (41+11) + 53,4×(11+82+2-2,7)/( 0,6 × 82 + 53,4 + 2 × 30) = 7536,4 / 162,6 =

46,3 cм.

I_y = 2×30³/12  + 30×2×46,3² + 82×0.6×5,7² + 513+53.4×46² + 0.6×82³/12 =275796 cм⁴;

Жоғарғы белдіктің А нүктесіндегі кернеуді тексереміз:

Арқалықтың қатаңдығы:

M_n  ≈ M_x / 1.15 = 2059/1.15 =1790.43 кНм

Арқалық қабырғасын жергілікті орнықтылыққа тексеру.

Қабырғаның шартты иілгіштігі  = h_ст/t_cт  125/1×4,27 > 2.5  сондықтан олардың арасындағы ара қашықтық a = 2400мм  < 2h_ст=2500мм

Қырдың ені: ,  аламыз

Қырдың қалыңдығы ,

аламыз

Қабырғаның ортаңғы бөлігінің жергілікті орнықтылығын тексереміз (ең үлкен және нормалды кернеу) бөліктің ұзындығы а=2400мм биіктігінен асады h_ст=1250мм, сөйтіп қимадағы кернеуді тексереміз, арақашықтықта орналасқан             0,5 h_ст = 625мм бөліктің шегінен есептік бөліктің ұзындығын а₀ = h_ст=1250мм.

Қашықтық:  Х₁=2400 -1250 = 1775мм

Х₂=7200 – 625 = 6575мм

Тірек бөлігі

М₁ = 635,4×1,15×1,05 =767,2 кН×м;

М₂ = 1127,8×1.05 = 1184,2 кН×м;

М₃ = (635,4×2,4 – 329,2×0,625)1,05 = 1385,2 кН×м;

1,05 тежеу арқалығының салмағына түсетін коэффицентті ескере отырып

М_ор = (767,2+1184,2+1385,2)/3 =1112,2 кН×м;

Q₁ = 635,4×1,05 =667,2 кН;

Q₂ = 306,2×1,05 =321,5 кН;

Q_ср = (667,2+321,5)/2 =494,4 кН.

Бөліктердегі орташа кернеу:

– нормальды (қабырға жиегінің жоғарғы деңгейінде)

,  где у = 0,5h_ст = 62,5мм

– жанамаКөпірлі кранның доңғалағының астындағы жергілікті кернеу

мұнда I_p =1082 см⁴ – рельстегі инерция моменті КР-70;

c = 3,25 – дәнекерленген арқалықтардың белдіктердегі байланысу коэффициенті.

Қабырғаның ортаңғы бөлігіндегі күдікті кернеу:

a/h_ст = μ = 2400/1250 = 1,92 > 0,8, где a – көлденең қырдың остерінің арасындағы қашықтық;

s_loc/s = 10,79/10,75 =1,004 < 1.014

,  b=2 – дәнекерленбеген рельстер үшін. 

Нормальды күдікті кернеу:

c_cr = 34.6 по табл.21[4];

Доңғалақтағы жергілікті қысымнан болатын күдікті кернеу:

Қабырғаны қысу коэффициенті

23[4] кестесі бойынша с₁ = 21.6;

а = 0,5а болғанда

Күдікті жанама кернеу:

d = h_ст = 125см

Арқалық қабырғасының тұрақтылығы:

Ортаңғы бөлік 

М₄ = (661,7 × 5,95 – 329,2 × (5,675+0,575)) 1,05 =1973,6 кН×м;

М₅ = (661,7 × 6,575 – 329,2 × (1,2+6,3)) 1,05 = 1975,8 кН×м;

М₆ = (655,1 ×4,8 – 329,2×4,475)1,05 = 1754,9 кН×м;

Тежеу арқалығының салмағына түсетін коэффицент 1,05

М_ор = (1973,6+1951,8+1754,9)/3 =1893,4 кН×м;

Q₄ = 332,5×1,05 =349,1 кН;

Q₅ = -325,9×1,05 = -342,2 кН;

Q_ср = (349,1-342,9)/2 =3,1 кН.

Бөліктердегі орташа кернеу:

– нормальды (қабырға жиегінің жоғарғы деңгейінде)

,       мұнда у = 0,5h_ст= 62,5мм

– жанама

– шеткі бөдіктің есебінен

a/h_ст = μ = 2400/1250 = 1,92 > 0,8, мұнда a – көлденең қырлардың остерінің арасындағы қашықтық;

s_loc/s = 10,79/18,4 = 0,586 < 1.014

Нормальды күдікті кернеу:

21[4] кесте бойынша c_сr = 34,6;

Доңғалақтың жергілікті қысымнан болатын күдікті кернеу (а₀=0,5а=120см):

23[4] кестесі бойынша с₁ = 21,6

12.1. Кранасты арқалығының белдіктерінің қабырғамен байланысу есебі.

Белдік жіктерді беріктікке тексереміз:

Жікті таңдаймыз, биіктігі k_f = 7 мм – дәнекерленетін металдың қалыңдығына байланысты минимальды жарамды t = 20 мм (38 [4] кестесі бойынша) шартты тексереміз:

,  b_f=1,1 автоматты дәнекерлегіш үшін сым d=3мм, g_f1=1,1, g_wf=1

Жіктердің беріктілік шарты орындалады.