prodan ambrosii metale calcule
Post on 14-Jul-2016
67 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
Capitolul 1 Calculul elementelor orizontale ale platformelor industriale
1.1 Alcătuirea unei platforme industriale
Să se proiecteze o platformă industrială (fig. 1.1) cu dimensiunile reţelei de grinzi 13,2×7,7m şi platelaj metalic, conform datelor iniţiale:
- Încărcarea temporară normată uniform distribuită pe platformă
- Coieficientul de siguranţă al sarcinii temporare γƒ1=1,2- Grinzile sunt proiectate din oţel clasa C235 (conform anexei 1 Ry=230 MPa, pentru t=2….20
mm),- Platelajul din tablă striată din oţel clasa C245 (Ry=240MPa).- Platelajul se sudează pe grinzi cu sîrmă de sudură marca CB-08.
Se propun două variante de platforme : cu grinzi principale şi de platelaj (fig.1.1 a) şi cu grinzi principale , secundare şi de platelaj (fig.1.1 b). Se vor dimensiona ambele variante şi din ele se va propune spre execuţie cea cu consumul mai redus de oţel şi manoperă.
a) Varianta 1 b) Varianta 2
Fig. 1.1 Două variante de platforme propuse la exemplu de calcul
1.2 Dimensionarea platelajului1
Să se determine dimensiunile platelajului din tablă striată fig. 1.1 a,b .
Pentru varianta 1
;
determinăm raportul
unde: l este deschiderea platelajului; t – grosimea platelajului . Luînd deschiderea platelajului l =1.1m=110cm calculăm t = l / 110,642 =110/110,642=
0,994cmAlegem t = 10mm.
Evaluăm încărcarea suplimentară din greutatea proprie a platelajului
unde: γ =7,85 t / m3 este masa specifică a oţelului; g = 9,81 m/s2 –acceleraţia căderii libere.
Încărcarea totală normată: Considerând lăţimea fîşiei de calcul b0 = 1cm, obţinem
unde: f0 săgeata maximă a grinzii simplu rezemate.Ecuaţia pentru determinarea coieficientului are forma
2
Deci
Introducînd o variabilă nouă obţinem . Prin metoda încercărilor obţinem: ; Pentru verificarea rezistenţei platelajului calculăm forţa critică şi împingerea laterală:
Încărcarea liniară de calcul
Momentul de încovoiere în grinda simplu rezemată cu deschiderea l este:
Momentul maxim de calcul în platelaj
Aria fîşiei de calcul
Modulul de rezistenţă al fîşiei
Verificăm tensiunile în platelaj
Cordonul de sudură, care prinde platelajul de grinzi se calculează prin metalul depus din motivul că:
(din anexa 2 pentru sîrmă de sudat CB-08) ;
(conform anexei 1 pentru oţel marca C245) ; conform tabelei 1.1 pentru sudură semiautomată
3
Grosimea cordonului de sudură se calculează cu relaţia
Acceptăm kf =4 mm conform tabelei 1.2 pentru t=10mm şi Ryn< 430MPa.
1.3 Dimensionarea grinzilor unei platforme industriale
Vom examina două variante de reţele de grinzi: cu grinzi principale şi de platelaj (fig. 1.1 a) şi cu grinzi principale, secundare şi de platelaj (fig. 1.1 b). Vom dimensiona grinzile de
platelaj şi grinzile secundare.
1.3.1 Varianta 1. Dimensionarea grinzii de platelaj
Încărcarea liniară de calcul pe grinda platelajului
unde: este incarcarea normata pe platforma
4
încarcarea din greutatea proprie a platelajului
încarcarea din greutatea grinzei de platelaj (în prealabil se ia
)
Momentul de încovoiere maxim
Luînd în prealabil o valoare medie a coieficientului c1=1,12 ,calculăm modulul de rezistenţă necesar cu relaţia
Conform anexei 9 alegem profilul dublu T36 , care are modulul de rezistenţă Wx=743 cm3 şi masa 48.6kg/m.
Precizăm valoarea coieficientului c1 în funcţie de raportul (Af – aria tălpii; Aw – aria inimii)
unde: h este înălţimea grinzii; t – grosimea tălpii; R – raza de racordare (conform anexei 9).
Conform anexei 4 determinăm c1 = 1,1086
Evaluăm încărcarea pe grinda platelajului
Momentul de încovoiere şi forţa tăietoare maximă vor fi
Tensiunile normale şi tangenţiale maxime în grindă rezultă
unde: Sx = 423 cm3 este momentul static al semisecţiunii ; tw=7,5 mm – grosimea inimii ;Ix = 13380 cm4 – momentul de inerţie al secţiunii grinzii (conform anexei 9).
Verificarea rigidităţii grinzii se face cu relaţia
5
unde:
Deoarece condiţia nu se respectă , conform anexei 9 alegem profilul dublu cu
un număr mai mare T40 , care are modulul de rezistenţă Wx=953 cm3 şi masa 57 kg/m.
Precizăm valoarea coieficientului c1 în funcţie de raportul (Af – aria tălpii; Aw – aria inimii)
unde: h - este înălţimea grinzii; t – grosimea tălpii; R – raza de racordare (conform anexei 9).Conform anexei 4 determinăm c1 = 1,0994.
Evaluăm încărcarea pe grinda platelajului
Momentul de încovoiere şi forţa tăietoare maximă vor fi
Tensiunile normale şi tangenţiale maxime în grindă rezultă
unde: Sx = 545 cm3 este momentul static al semisecţiunii ; tw = 8,3 mm – grosimea inimii ;Ix = 19062 cm4 – momentul de inerţie al secţiunii grinzii (conform anexei 9).
Verificarea rigidităţii grinzii se face cu relaţia
unde
este încărcarea normată liniară pe grinda pltelajului ; -săgeata relativă admisibilă
(conform anexei 7).Consumul de oţel pe 1m2 în varianta 1 este
unde este densitatea oţelului.
1.3.2 Varianta 2. Dimensionarea grinzii de platelaj şi a grinzii secundare.
6
Dimensionarea grinzii de platelaj. Adoptăm grosimea platelajului t = 10 mm (v. varianta 1).În această variantă lungimea grinzilor de platelaj l = 3,3 m.
Distanţa dintre grinzile de platelaj fiind aceeaşi a = 1,1 m, încărcarea liniară de calcul pe grinda de platelaj va fi(v. varianta 1) : q=27,32 kN/m
Determinăm momentul de încovoiere maxim :
Luînd în prealabil o valoare medie a coieficientului c1=1,12 ,calculăm modulul de rezistenţă necesar
Conform anexei 9 alegem profilul dublu T18, care are şi masa .
Calculul grinzii secundare. Grinda secundară este solicitată de forţele (fig 1.1b) egale cu suma a două reacţiuni ale grinzilor platelajului
unde deschiderea grinzii platelajului ;-greutatea liniară a grinzii platelajului.
Pentru simplificare forţele concentrate F1 se vor înlocui cu o încărcare echivalentă uniform distribuită, la care vom adăuga greutatea proprie a grinzii secundare evaluată la 0,5 kN/m
Momentul maxim în grinda secundară
Modulul de rezistenţă necesar
7
Conform anexei 9 alegem profilul T55 cu Wx =2035 şi masa ggr.sec =92,6 kg/m.
Calculăm încărcarea pe grindă, momentul de încovoiere şi forţa tăietoare
Conform anexei 4 c1=1,1139 pentru raportul
Verificăm tensiunile normale , tangenţiale şi rigiditatea
Grinda secundară este fixată , prin intermediul grinzilor de platelaj , la distanţa de 1,1m . Conform tab.1.3 stabilitatea generală barei este asigurată , dacă
unde b=180 mm este lăţimea tălpii grinzii din profil dublu T55.
Valoarea limită a raportului conform tab.1.3 este; deoarece
8
Secţiunea adoptată a grinzii secundare satisface condiţiile de rezistenţă , rigiditate şi stabilitate generală. Consumul de oţel pe în varianta 2 este
După consumul de oţel varianta 2 este mai eficientă:
1.4 Proiectarea grinzilor compuse cu inima plină
1.4.1 Dimensionarea grinzii principale
Să se dimensioneze grinda principală pentru varianta 2. Săgeata relativă admisibilă a grinzii
conform anexei 7 .
Materialul grinzii : oţel clasa C235 (Rs=135 Mpa , Ry=230 Mpa , pentru t=2....20 mm).Schema de solicitare a grinzii principale este reprezentată în fig. de mai jos
Forţele F sunt egale cu două reacţiuni ale grinzilor secundare
9
Eforturile maxime de calcul rezultă:
unde α = 1,02 este un coieficient care ţine seama de greutatea proprie a grinzii principale.
În mod analogic determinăm valorile eforturilor normate :
Modulul de rezistenţă necesar al grinzii principale :
Alegînd iniţial ( unde h= L/8...L/12). , calculăm
înălţimea optimă a grinzii principale
Înălţimea minimă a grinzii rezultă :
Din anexa 9 tab. 5 alegem înălţimea grinzii din tablă cu lăţimea 1000 mm : hw = 1000-10 =990 mm. Grosimea minimă a inimii va fi:
unde rezistenţa de calcul la forfecare Rs = 135 Mpa , conform anexei 1 pentru oţel clasa C235.
Verificăm condiţia , conform căreia nu se cer rigidizări longitudinale
Determinăm aria tălpilor
Conform standartului (anexa 9) alegem tălpile cu seccţiunea 530x25 mm .
10
Verificăm talpa grinzii la stabilitate locală conform relaţiei
.
Secţiunea aleasă o verificăm la rezistenţă , calculînd în prealabil momentul de inerţie şi modulul de rezistenţă.
Fig. 1.2 Secţiunea grinzii principale
Tensiunile normale maxime în fibrele mărginite ale secţiunii grinzii rezultă
Condiţia este satisfăcută , deci profilul sau grinda este aleasă corect
Variaţia secţiunii grinzilor cu inima plină11
Variaţia secţiunii o realizăm prin micşorarea lăţimii tălpilor. Lăţimea tălpii modificate trebuie să îndeplinească condiţiile : Adoptăm talpa modificată dintr-o platbandă cu
lăţimea (fig. 1.3). Calculăm caracteristicile secţiunii modificate:
- momentul de inerţie
- modulul de rezistenţă
- momentul static al semisecţiunii
Talpa modificată se îmbină cu talpa iniţială prin sudură cap la cap cu sîrmă de sudură marca
12
Eforturile în punctele de variaţie a secţiunii :
;
Tensiunile în inimă la nivelul cordonului de sudură :
Verificarea tensiunii echivalente se face cu relaţia :
Condiţia de rezistenţă a secţiunii modificate este îndeplinită.
Verificarea stabilităţii locale a inimii : Verificăm necesitatea întăririi inimii cu rigidizări transversale. Coieficientul de zvelteţe redus
Rigidizări longitudinale nu sunt necesare deoarece . În schimb coieficientul de
zvelteţe redus şi inima îşi poate pierde stabilitatea la tensiuni tangenţiale. Stabilitatea locală a inimii nu este asigurată şi inima se va întări cu rigidizări transversale
amplasate la distanţa . Lăţimea
rigidizărilor se va lua :
Adoptăm . Grosimea rigidizărilor se alege :
Adoptăm
Panoul de reazem Verificăm stabilitatea panoului de la reazem la mijlocul primului panou în secţiunea
13
grinzii . Eforturile în secţiunea z vor fi :
Fig. 1.4: Verificarea stabilităţii locale a inimii grinzii principale
Tensiunile în inimă în secţiunea de calcul vor fi :
Tensiunile tangenţiale critice :
unde (conform anexei 1 pentru oţel de clasa C235 )
14
Calculăm parametrul
Pentru tensiunile critice se vor calcula cu relaţia
unde conform anexei 8 pentru
Tensiunile critice locale se vor calcula cu relatia
unde s-a luat ( dupa anexa8 pentru )
Verificarea stabilitatii locale se face cu relatia
Stabilitatea inimii in panoul de la reazeme este asigurata.
Panoul din centrul grinzii.Verificam stabilitatea panoului din centrul sub grinda platelajului in sectiunea grinzii z=6.6m. În
sectiunea z avem eforturile
4Tensiunile in inima sectiunii 2-2 sub grinda platelajului sunt
Tensiunile tangentiale critice nu se modifica
15
Calculam parametrul
Tensiunile critice locale se vor calcula cu relatia
unde s-a luat (dupa anexa8 pentru )), calculate
anteriorVerificarea stabilitatii se face cu relatia
stabilitatea inimii in panoul din centru este asigurata.
Panoul intermediar.Verificam stabilitatea panoului din centrul sub grinda platelajului in sectiunea grinzii
z=b/2+b=3.3/2+3.3=4.95m. În sectiunea z avem eforturile
4Tensiunile in inima sectiunii 2-2 sub grinda platelajului sunt
Tensiunile tangentiale critice nu se modifica
unde ; este încărcarea liniară de
calcul pe grinda secundară ; .
Verificarea stabilitatii se face cu relatia
16
stabilitatea inimii in panoul intermediar este asigurată.
1.4.2 Calculul îmbinării inimă-tălpi
Pentru grinda compusa sa se calculeze imbinarea dintre inima si talpi.Cordoanele de sudura se realizeaza prin sudura manuala pe ambele parti ale inimii cu sirma de marca CB-0.8A;Rwf=180(din anexa 2 pentru sîrmă de sudat CB-08) ;
(conform anexei 1 pentru oţel marca C245) ; conform tabelei 1.1 pentru sudură manuala
Calculul cordonului de sudură se face prin metalul depus deoarece
Grosimea cordonului se va determina cu relaţia
unde s-a ţinut seama de eforturile T şi V din primul panou
Acceptăm kf =10 mm conform tabelei 1.2 pentru tf= 20 mm şi Ryn< 380MPa.
1.5 Calculul reazemului grinzii principale
Sa se calculeze rezemarea grinzii principale.Reactiunea de reazem F=Qmax=1109,11kNConstructia reazemului grinzii o adoptam coform fig.1.5a.
Din conditia de rezistenta la strivire calculam aria necesara a rigidizarii de reazem
unde rezistenta la strivire Rp=350MPa(conform anexei 1 pentru otel clasa C235).Adoptam latimea regidizarii de reazem egala cu latimea talpilor grinzilor modificate spre reazem:bs==300mm.Grosimea rigidizarii
;
Acceptam grosimea rigidizarii Verificam stabilitatea montantului conventional
unde:
17
Conform Anexei 5 Grosimea cordonului de sudura care prinde rigidizarea de reazem de inima grinzii este
unde s-a luatlw = hw -10 mm.Adoptam kf = 5 mm.
Placa capului stilpului Grosimea placii de reazem se adopta se adopta constructiv in limitele 16.....30 mm.Adoptam tp =25 mm. Suruburile indeplinesc doar functia de fixare si se iau constructiv, M16Determinam dimensiunile rigidizarii capului stilpului pentru kf = 10 mm (kf = 6...8 mm se ia
constructiv)
unde N = 2*Qmax = 2*1109.11 =2218.22 kNAdoptam hn = 50 cm.Determinam grosimea rigidizarii din conditia la strivire.
unde: lef = b+2tp = 28+2*2.5 = 35 cm. este lungimea conventionala de distribuire a presiunii locale; Rp rezistenta de calcul la strivire (pentru otel C 235 Rp =350 MPa)
Adoptam tn= 20 mm.
18
1.6 Îmbinarea grinzii de secundare cu grinda principală Grinzile secundare se prind de inima grinzii principale cu ajutorul unor scaune de reazem (fig.
1.10).Scaunele preiau reactiunea de reazem Din motivul suprasolicitarii posibile a unei parti a scaunului,lungimea cordonului de sudura ce prinde scaunul de inima se determina din
incarcarea
unde s-a luat (constructive),Acceptam scaunul de reazem din 2 placulite cu dimensiunile ,mm . Lungimea cornierii va fi egala cu latimea talpii grinzii de platelaj plus 80mm Grinda de platelaj se va rezema pe aripa scurta.Petru a evita incovoierea aripei scurte se va prevedea
o rigidizare cu grosimea t=8mm(fig.1.10). Pentru prinderea inimii grinziii de platelaj de inima grinzii principale se prevede o corniera cu aripi
egale 100 x 8mm.Lungimea ei se determina din conditia de amplasare a doua suruburi de montaj.Pentru suruburi de diametru 16mm lungimea cornierei va fi
unde =19mm este diametrul găurii pentru şurub; -distanţa minimă între centrele şuruburilor;-distanta minimă pîna la marginea elementului
Acceptam lungimea cornierei de .
19
20
Capitolul 2Calculul stilpilor comprimati centric
2.1Calculul stilpului cu inima plina Sa se determine sectiunea unui stilp realizat din otel clasa C255 (Ry=240MPa,t=2…..20mm).Capetele
stilpului le consideram încastrate .Stilpul este solicitat axial de o forta concentrata No=2Qmax=2*1109.11=2218.22kN(Qmax=1109.11 este reactiunea in reazem a grinzii principale ,examinate in cap.I).
Lungimea stilpului l=H-hgr.pr-hgr.pl-t=11.1-1.04-0.18-0.01=9.87 unde H=11.1 m cota superioara a platforme;hgr.pr=1.04 m înaltimea grinzii principale ; hgr.pl=0.18 m înaltimea grinzii de platelaj ; hgr.pr=1.04 m înaltimea grinzii principale ; Calculam aria necesara a sectiunii stilpului ,luind in prealabil
Alcatuim sectiunea din 3 table de otel in forma de dublu T .Luind inima de dimensiunile 360x8 mm,obtinem aria unei talpi
Talpile le adoptam din tabla cu grosimea si latimea cu aria
.Sectiunea stilpului ,cu dimensiunile geometrice ale sectiunii
21
;
Verificam stabilitate generala a stilpului
Verificarea stabilitatii locale a inimii si talpii.Coficientul de zveltete al stilpului
Conform tab.2.2 si 2.1
Verificarea stabilitatii locale
unde:
Inima si talpile sectiunii propuse verifica conditiele de stabilitate .Verificam necesitatea intrigidizarii cu diafragme transversale din conditia
Prin urmare rigidizari transfersale nu se cer.Masa stilpului executat din 3 foie de oţel:
2.2.1 Calculul stilpului cu elemente departate
Sa se demensioneze sectiunea unui stilp comprimat centric alcatuit din doua ramuri solodarizate cu placute.
Date initiale:
Determinam aria unei ramuri,luind in prealabil
22
În prelabil adoptam sectiunea din doua profile (anexa9),pentru aria .
Coeficientul de zvelteta in raport cu axa intersecteza materialul:
Tensiunile in stilp
unde
este greutatea stilpului din doua profile.U40
2.2.1 Calculele elementelor de rigidizare
Vom adopta rigidizarea cu placulite .Ramurile le amplasam in asa fel Luind coeficientul de zveltete al ramurii calculam coeficientul de zveltete in raport cu axa .
Raza de inertie
;
Adoptam .Aceasta marime indeplineste conditia
Verificam stabilitatea in raport cu axa ,calculam in prealabil aracteristicele geometrice
unde este momentul de imertie al unei ramuri in raport cu axa ;
;
;
.
Stabilim dimensiunile placulitelor : (de la 0.5b pina la 0.75b); Calculam dinstanta dintre placulite: .Adoptam .Distanta dintre centrele placulitelor :
Coeficientul de zvelteta al ramurilor :
Coeficientul de zvelteta transformat:
23
Verificarea stabilitatii in raport cu axa o facem din motivul ca Conform anexei 5 pentru
,obtinem .Verificam tesiunile in stilp
Forţa taietoare care o preiau placulitile o calculam cu relatia
unde Forta taietore si momentul de incovoiere in placute
Placutele le prindem de ramuri cu sudura de colt cu cordoane de grosimea Determinam care sectiune a cordonului de sudura va avea o importanta hotaritoare.Pentru sudura
manuala cu electrozi conform anexei 2 pentru otel marca din anexa 1
Calculam
Este necesar o verificare a cordonului de sudura prin metalul depus. Caracteristicele geometrice ale cordonului
;
;
Tensiunile in cordoanele de sudura
Tensiunile rezultante
Masa stilpului executat din 2 profile U40 cu plăcuţe de rigidizare:
de unde rezultă ca varianta stîlpului din 2 profile U40 este mai economă.
2.3 Dimensionare bazei stîlpului comprimat centric
2.3.1 Calculul bazei stilpului cu traverse24
Materialul stilpului este otel clasa C=255 (Ry=240MPa)fundatia sub stilp se executa din beton clasa B10 (Rb=6MPa);forta axiala in stilp N0=2218.22kN
Forţa transmisă fundaţiei N= N0+ Gs
unde Gs este greutatea stîlpului
unde este masa stîlpului din profile U40
Din considerente constructive
Adoptăm în prealabil
Dimensiune c trebuie să satisfacă condiţiile de montare a şuruburilorDeterminăm lungimea plăcii de reazem
Adoptăm dimensiunile plăcuţei de reazem BxL=60x60cmTensiunile de contact intre reazem şi placa de beton
Pentru sectorul 1 b/a=334/373=0,895 din tab 2.4 gasim unde b=350-2*8=334mm; a=400-2*13.5=373mm
25
Momentul pe acest sector
Pentru sectorul 2 b1/a1=125/400=0.313 din tab 2.4 gasim unde b1=(600-350)/2=125mm; a1=400mmMomentul pe acest sector
Momentul în consolă
Grosimea plăcii de reazem se va determina cu relaţia
unde sa luat Adoptăm grosimea plăcii de reazem t=32mm
Prinderea traverselor de corpul stîlpului se va face cu sudură semiautomată cu sîrmă de sudat de marca CB-08A; Rwf=180MPa (din anexa 2 pentru sîrmă de sudat CB-08) ;
Înălţimea traverse
unde nw=4 este numărul de cordoane ce prind traversele de stîlp; kf=12mm – grosimea cordoanelor de sudură
Adoptăm înălţimea traversei htr=35cm
Verificăm tensiunile în traverse
unde
Verificare cordonului de sudură, care prinde traversele si ramurile de placa de reazem, se face cu relaţia (kf=10mm)
26
unde:
27
top related