naval - metal v1 auto.doc

1

CoalaNr.document Semnătura Data

Verificat Taranenco Anatol

Elaborat

CoalaMod

Naval Vladimir

sgsgdfgB o r d e r o u l m e m o r i u l u i t e h n i c

Capitolul 1. Calculul elementelor orizontale ale platformelor industriale

1. Caietul de sarcini .......................................................................................................2

1.1. Alcătuirea unei platforme industriale ...................................................................3

1.2. Dimensionarea platelajului ....................................................................................4

1.3. Dimensionarea grinzilor unei platforme industriale.............................................7

1.3.1.Varianta 1. Dimensionarea grinzii de platelaj.......................................................7

1.3.2. Varianta 2. Dimensionarea grinzii de platelaj si a grinzilor secundare ……….8

1.4. Proiectarea grinzilor compuse cu inimă plină....................................................10

1.4.1. Dimensionarea grinzii principale ......................................................................10

1.4.2. Calculul îmbinării inimă tălpi ............................................................................18

1.5. Calculul reazemului grinzii principale ................................................................18

Capitolul 2. Calculul stîlpilor comprimați centric2.1. Calculul stîlpului cu inimă plină...........................................................................20

2.2. Calculul stîlpului cu elemente depărtate ..........................................................22

2.2.1. Calculul elementelor de rigidizare ..................................................................21

2.2.2. Calculul bazei stîlpului cu elemente depărtate ……......................................23

Acte și documente normative de referință……………..………………………...27

Semnătura

2



Elaborat

CoalaMod

Naval Vladimir

sgsgdfg1. CAIETUL DE SARCINI

Se prezintă informaţia din caietul de sarcini

De întocmit proiectul unei platforme industriale conform următoarelor date inițiale:1.Dimensiunile de bază și încărcarea utilă: a) trasarea longitudinală a stîlpilor (m) 12.8 / 12.8 / 12.8 b) trasarea transversală a stîlpilor (m) 7,1 / 7.1 / 7.1 c) cota nivelului platformei (m) 13.0 d) valoarea încărcării utile normat-e (kN/m2) 27.12.Materialul platelajului: oțel C2853.Materialul elementelor: a) grinzilor C275 b) stîlpilor C245 c) clasa betonului sub fundație C7.54.Îmbinarea elementelor prin sudură5.Asamblarea elementelor platformei prin șuruburi de înaltă rezistență.

3



Elaborat

CoalaMod

Naval Vladimir

sgsgdfg

4



Elaborat

CoalaMod

Naval Vladimir

sgsgdfg

1.2 Dimensionarea platelajului

Să se determine dimensiunile platelajului din tablă striată pentru

determinăm raportul:

unde: l-deschiderea platelajulu; t-grosimea platelajului.

;

Luînd deschiderea platelajului calculăm

. Alegem

Evaluăm încărcarea suplimentară din greutatea proprie a platelajului

unde este masa specifică a oțelului; accelerația căderii libereÎncărcarea totală normată

Considerăm lățimea fîșiei de calcul obținem

unde este săgeata maximă a grinzii simplu rezemate.

Ecuația pentru determinarea coeficientului are forma:

Introducînd o variabilă nouă , obținem , prin metoda încercărilor

obținem: , Pentru verificarea rezistenței platelajului calculăm:

forța critică

împingerea laterală

Încărcarea liniară de calcul

5



Elaborat

CoalaMod

Naval Vladimir

sgsgdfgMomentul de încovoiere în grinda simplu rezemată cu deschiderea este

Momentul maxim de calcul în platelaj

Aria fîșiei de calcul Modulul de rezistență al fîșiei

Verificăm tensiunile în platelaj

Tabelul 1,1 Valorile coeficienților și pentru unele tipuri de sudurăSudură Poziția

suduriiCateta cordonului

3-8 9-12

14-16

>18

Automată cu sîrmă de sudat

d=3....5mm

în uluc 1,1

1,15

1,1

1,15

1,1

1,15

0,7

1

orizontală

1,1

1,15

0,9

1,05

0,9

1,05

0,7

1

Automată și semiautomată d=1,4....2mm

în uluc 0,9

1,05

0,9

1,05

0,8

1,0

0,7

1

orizontală

0,9

1,05

0,8

1,0

0,7

1

0,7

1

Manuală; semiautomată cu sîrmă de sudat

d<1,4mm sau cu sîrmă din pudră

metalică

oarecare0,7

1

0,7

1

0,7

1

0,7

1

Observație: Pentru oțelurile cu limita de curgere mai mare de 530Mpa, independent de modul de

sudare, poziția sudurii și diametrul sîrmei de sudare

Cordonul de sudură care prinde platelajul de grindă -tabelul 1,1

-anexa 1

-anexa 2

6



Elaborat

CoalaMod

Naval Vladimir

sgsgdfg

Grosimea cordonului de sudură se calculează după relația

Acceptăm conform tab.2 pentru și

Tabelul 1,2 Catete minime ale cordoanelor de sudurăÎmbinare

Sudură

Limita de

curgere a

oțelului, MPa

Cateta minimă a cordonelor față de grosimea celui mai gros element care se

sudează, mm4-5 6-

1011-16

17-22

23-32

33-40

În formă de T cu

două cordoane în relief,

cu piese suprapuse sau în unghi

manuală

4 5 6 7 8 95 6 7 8 9 10

automata

și semiautomată

3 4 5 6 7 8

4 5 6 7 8 9

În formă de T cu un cordon în

relief

manuală

5 6 7 8 9 10

automata

și semiautomată

4 5 6 7 8 9

7



Elaborat

CoalaMod

Naval Vladimir

sgsgdfg

1.3 Dimensionarea grinzilor unei platforme industrialeVom examina două variante de rețele de grinzi: cu grinzi principale și de platelaj (fig.1,1a) și cu grinzi principale, secundare și de platelaj (fig.1,1b). Vom dimensiona grinzile de platelaj și grinzile secundare.

1.3.1 Varianta 1. Dimensionarea grinzii de platelaj

Încărcarea liniară de calcul pe grinda platelajului

Momentul de încovoiere maxim

Calculăm modulul de rezistență luînd în prealabil

Conform anexei 9 alegem profilul dublu T40 cu următoarele date

Calculăm (precizăm) valoarea coeficientului în funcție de raportul

Evaluăm încărcarea pe grinda platelajului

Momentul de încovoiere și forța tăietoare maxima vor fi

Tensiunile normale și tangențiale maxime în grindă rezultă:

Verificăm rigiditatea:

8



Elaborat

CoalaMod

Naval Vladimir

sgsgdfg

Consumul de oțel pe 1m2 este

1.3.2 Varianta 2. Dimensionarea grinzii de platelaj și a grinzii

secundare

Dimensionarea grinzii de platelaj.

. Alegem

Distanța dintre grinzile de platelaj fiin aceeași , încărcarea Determinăm momentul de încovoiere maxim

Luînd în prealabil , calculăm modulul de rezistență necesar

Conform anexei 9, alegem profil dublu T18, care are și Calculul grinzii secundare. Grinda secundară este solicitată de forțele F1 egale cu suma a două reacțiuni ale grinzii platelajului

unde -deschiderea grinzii platelajului

-greutatea grinzii platelajuluiPentru simplificarea forțelor concentrate F1 se vor înlocui cu o încărcare echivalentă uniform distribuită, la care vom adăuga greutatea proprie a grinzii secundare evaluată la

Momentul maxim în grinda secundară

Modulul de rezistență necesar, luînd în prealabil

9



Elaborat

CoalaMod

Naval Vladimir

sgsgdfg

Conform anexei 9, alegem profilul dublu T55, care are și Calculăm încărcarea pe grindă, momentul de încovoiere și forța tăietoare

Precizăm valoare coeficientului în funcție de raportul

Verificăm tensiunile normale, tangențiale și rigiditatea

unde:

Tabelul 1,3 Valorule maxime lef/b pentru care nu se verifică stabilitatea generalăLocul de aplicare a sarcinii Valorile lef/b pentru care nu se verifică

stabilitatea generală a barelor din profile laminate sau sudate

La talpa de sus

La talpa de jos

Indiferent de poziția încărcării la calculul sectorului grinzii dintre legături sau la

încovoiere pură

10



Elaborat

CoalaMod

Naval Vladimir

sgsgdfg

Grinda secundară este fixată prin intermediul grinzilor de platelaj la distanța de 1m. Conform tabelului 1,3 stabilitatea generală a barei este asigurată dacă:

, talpa profilului dublu T50

Conform observației 2, tab 1,3 Secțiunea adoptată a grinzii secundare satisface condițiile necesare.Consumul de oțel pe 1m2 este

După consumul de oțel varianta 1 e mai eficientă

1.4 Proiectarea grinzilor compuse cu inimă plină1.4.1 Dimensionarea grinzii principale

Dimensionăm grinda principală pentru variant 1.Forțele F sunt egale cu două reacțuni ale grinzilor platelajului

Pentru simplificarea calculelor forțelor concentrate F, în număr de 4, le înlocuim cu o încărcare echivalentă uniform distribuită de intensitate

Eforturile maxime de calcul rezultă

În mod similar se vor determina valorile eforturilor normate

Modulul de rezistență necesar al grinzii principale

Alegînd inițial

11



Elaborat

CoalaMod

Naval Vladimir

sgsgdfg

Calculăm înălțimea optimă a grinzii principale

Înălțimea minimă a grinzii principale rezultă

Din anexa 9, tab 5, alegem înălțimea inimii grinzii din tablă cu lățimea 1400

Grosimea inimii v-a fi

Verificăm condiția, conform căreia nu se cer rigidizări longitudinale

Aria tălpilor este

Conform standardului (anexa9), alegem tălpile cu secțiunea 480x20mm

Verificăm talpa grinzii la stabilitatea locală conform relației

Secțiunea aleasă o verificăm la rezistență calculînd în prealabil momentul de inerție și modulul de rezistență, pentru fig 1.2

12



Elaborat

CoalaMod

Naval Vladimir

sgsgdfg

Calculăm în prealabil momentul de inerție și modulul de rezistență

Tensiunile normale maxime în fibrele mărginale ale secțiunii grinzii rezultă

Variația secțiunii o realizăm prin micșorarea lățimii tălpilor. Șășimea tălpii modificate trebuie să îndeplinească condițiile:

Adoptăm talpa modificată dintr-o platbandă cu lățimea (fig 1.3).

13



Elaborat

CoalaMod

Naval Vladimir

sgsgdfg

Calculăm caracteristicile secțiunii modificate: -moment de inerție

- modulul de rezistență

-momentul static

Dacă talpa modificată se îmbină cu talpa inițială prin sudură cap la cap cu sîrmă de sudură marca CB-08, atunci :

Rezolvînd ultima ecuație obținem: Eforturile în punctele de variație a secțiunii

Tensiunile în inimă la nivelul cordonului de sudură (fig 1.3)

,

Verificarea tensiunii echivalente se face cu relația

14



Elaborat

CoalaMod

Naval Vladimir

sgsgdfgCondiția de rezistență a secțiunii modificate este îndeplinită.Verificarea stabilității locale a inimii. Verificăm necesitatea întăririi inimii cu rigidițări transversale. Coeficientul de zveltețe redus

Rigidizări longitudinale nu sunt necesare deoarece . În schimb coeficientul

de rveltețe redus și inima îsi poate pierde stabilitatea la tensiuni tangențiale.Stabilitatea locală a inimii nu este asigurată și inima se va întări cu rigidizări transversale amplasate la distanța

Lățimea rigidizărilor se va lua

Adoptăm . Grosimea rigidizării se alege

Conform anexeni 9, observație, adoptăm

Panoul de la reazem

Verificăm stabilitatea panoului de la reazem sub grinda platelajului în secțiunea grinzii z = 0,533 m. Eforturile în secțiunea z vor fi:

Verificarea stabilității locale a inimii grinzii principaleTensiunile în inimă în secțiunea 1-1 sub grinda platelajuui

15



Elaborat

CoalaMod

Naval Vladimir

sgsgdfg

Tensiunile tangențiale critice:

Calculăm parametrul

Pentru și

(0,178 – valoarea limită a raportului )

- tab. 25 СНИП 2.23.81

Unde pentru .

Unde s-a luat pentru și

16



Elaborat

CoalaMod

Naval Vladimir

sgsgdfg

Verificarea stabilității locale se face cu relația:

Stabilitatea inimii în panoul de la reazem este asigurată.

Panoul din centrul grinzii.Verificăm stabilitatea panoului din centru sub grinda platelajului în secțiunea grinzii

. În secțiunea z avem eforturile:

Tensiunile în inimă în secțiunea 2 - 2 sub grinda platelajuui

unde:

Tensiunile tangențiale critice nu se modifică:

Calculăm parametrul

Pentru și

(0,161 – valoarea limită a raportului )

- tab. 25 СНИП 2.23.81

Unde s-a luat pentru și

17



Elaborat

CoalaMod

Naval Vladimir

sgsgdfg


Stabilitatea inimii în panoul din centru este asigurată.Panou intermediar.Verificăm stabilitatea panoului intermediar, sub grinda platelajului în secțiunea grinzii

. În secțiunea z (3 - 3) avem eforturile:

Tensiunile în inimă în secțiunea 3 - 3 sub grinda platelajuui

unde:

Tensiunile tangențiale critice pentru panoul intermediar vor fi egale cu tensiunile critice ale panoului din centrunu


Stabilitatea inimii în panoul intermediar este asigurată.

1.4.2 Calculul îmbinării inimă-tălpi

18



Elaborat

CoalaMod

Naval Vladimir

sgsgdfgPentru grinda compusă să se calculeza îmbinarea dintre inimă și tălpi. Cordoanele de sudură se realizează prin sudură automată pe ambele părți ale inimii cu sîrmă de marca CB-08A.Calculul cordoanelor de sudură se face prin metalul depus deoarece: Grosimea cordonului de sudură se determină după relația

unde s-a ținut cont de eforturile T din primul panou de sub grinda platelajului.

Din considerente constructive adoptăm în conformitate cu tabelul 1.2 pentru

.

1.5 Calculul reazemului grinzii principale

Calculăm rezemarea grinzii principale. Reacțiunea de reazem Construcția grinzii o adoptăm conform fig 1.5

Din condiția de rezistență la strivire calculăm aria necesară a rigidizării de reazem

unde rezitența la strivire = 360 Mpa pentru oțel clasa 245.Adoptăm lățimea rigidizării de reazem egală cu lățimea tălpipor grinzii modificate spre reazem:

19



Elaborat

CoalaMod

Naval Vladimir

sgsgdfg Grosimea rigidizării

Acceptăm grosimea rigidizării .Verificăm stabilitatea montantului convețional

Conform anexei 5 pentru Deci:

Grosimea cordonului de sudură, care prinde rigidizarea de reazem de inima grinzii este

Ținînd seama de tabelul 1.2 adoptăm .Grosimea plăcii de reazem se ia constructiv

Determinăm dimensiunile rigidizării capului stîlpului pentru ,

unde

Adoptăm Determinăm grosimea rigidizării din condiția la strivire

unde

Adoptăm Îmbinarea etajtă a grinzilor de platelaj cu grinda principlă

20



Elaborat

CoalaMod

Naval Vladimir

sgsgdfg

Capitolul 2: Calculul stîlpilor comprimați centric

2.1 Calculul stîlpului cu inimă plină

Determinăm secțiunea stîlpului realizat din oțel clasa . Capetele stîlpului le considerăm articulate. Stîlpul este solicitat axial de o forță concentrată

. Lungimea stîlpului

.

Calculăm aria necesară a secțiunii stîlpului, luînd în prealabil

Alcătuim secțiunea din trei table de oțel în formăde bublu T. Astfel calculam stîlpul cu elemente depărtate.

2.2 Calculul stîlpului cu elemente depărtate

; ; ; . Luăm în prealabil

Adoptăm profilul dublu T45. ; . Coeficientul de zveltețe in raport cu axa care intersectează materialul:

.

21



Elaborat

CoalaMod

Naval Vladimir

sgsgdfg

unde; este greutatea stîlpului

Unde = este masa liniară a profilului T45; - lungimea stîlpului.

Adoptăm secțiunea din 2 profile T45.

2.2.1 Calculul elementelor de rigidizare

Determinarea caracteristicilor geometrice pentru unele tipuri de secțiuni ale

stâlpului.

adoptăm b=45cm

unde este momentul

de inerție al unei ramuri in raport cu axa y1.

Stabilim dimensiunile placuțelor: . Calculăm distanța dintre plăcuțe:

adoptăm .

Distanța dintre centrele plăcuțelor: lr=l0+dpl=95+30=125cm

Coeficientul de zveltețe al ramurilor:

Coeficientul de zveltețe transformat:

, Verificăm tensiunile în stâlp

Forța tăietoare, care o preiau plăcuțele o calculăm cu relația

22



Elaborat

CoalaMod

Naval Vladimir

sgsgdfgunde Forța tăietoare și momentul de încovoiere în plăcuțe

unde,

Plăcuțele le prindem de ramuri cu sudură de colț cu cordoane de grosimea

Este necesară o verificare a cordonului de sudură prin metalul depus. Caracteristicile geometrice ale cordonului

Tensiunile în cordoanele de sudură

Tensiunile rezultante

O altă variantă de solidarizare a ramurilor este cea cu zăbreluțe. Din cauza efortului mare in stâlp centrarea zăbreluțelor se înfăptuiește pe axele ramurilor. Lungimea

diagonalei între centrele rețelei .

Adoptăm secțiunea diagonalei dintr-o cornieră 63x5 mm cu aria ,

.Tensiunile în diagonală din forța tăietoare

Tensiunile în stâlp

Tensiunile în diagonală provenite din forța tăietoare convențională rezultă

Verificăm tensiunile rezultante în diagonală

unde conform anexei 5 pentru

23



Elaborat

CoalaMod

Naval Vladimir

sgsgdfgLungimea totală a cordoanelor de sudură la prinderea diagonalei de ramură din calculul prin secțiunea metalului depus acceptând

unde

Verificăm coeficientul de zveltețe transformat al stâlpului în raport cu axa y în cazul solidarizării ramurilor cu zăbreluțe.

unde

, unde aria secțiunii unei diag.

2.2.2 Calculul bazei stîlpului cu elemente depărtate

Acest tip de baze se folosește la stîlpi solicitați de eforturi mai mici de 4000 ... 5000 kN.Materialul stîlpului este oțel.

Clasa C240 , fundația sub stîlp se executa din beton clasa C7,5

, forța axială în stîlp .

Forța transmisă fundației este greutatea stîlpului

Unde = este masa liniară a profilului U45; - lungimea stîlpului.

Din considerente constructive

Adoptăm în prealabil .

24



Elaborat

CoalaMod

Naval Vladimir

sgsgdfg

Fig. 2.4 Dimensiunile bazei din exemplul de calcul

Determinăm lungimea plăcii de reazem

Adoptăm dimensiunile plăcii de reazem

Tensiunile de contact între placa de reazem și beton

Pentru sectorul I , din tab. 2.4 .

Momentul maxim pe acest sector:

Pentru sectorul II , din tab. 2.4 .

Momentul maxim pe acest sector:

Momentul în consolă

25



Elaborat

CoalaMod

Naval Vladimir

sgsgdfgGrosimea plăcii de reazem se va determina cu relația

unde s-a luat . adoptăm

Înălțimea traversei

unde este numărul de cordoane ce prind traversele de stâlp.

grosimea cordoanelor de sudură.

Adoptăm înălțimea traversei .

Verificăm tensiunile în traverse

unde

Verificarea cordonului de sudură, care prinde traversele și ramurile de placa de

reazem, se face cu relația ( ).

unde .

26



Elaborat

CoalaMod

Naval Vladimir

sgsgdfgTabelul 2,1 Valorile limită ale coeficientului pentru tălpile barelor comprimate centric, excentric,

comprimate și incovoieteCaracteristica tălpii sau a aripii elementului Valoarea limită a coeficientului în

elemente cu coeficientul de zveltețe redus

Talpa secțiunii dublu T neîntărităTălpile secțiunilor T și dublu T întărite

cu elemente marginaleAripile neîntărite ale cornierelor cu aripi

egale, profilelor subțiri îndoite (cu excepția profilelor U)

Aripile cornierelor cu aripi egle, profilelor subțiri îndoite neîntărite cu elemente

marginaleAripa mai mare neîntărită a cornierelor,

aripile neîntărite ale profilelor UObservație: Pentru și coeficienții se vor calcula cu relația din tabel, luînd și

Tabelul 2,2 Valorile limită ale coeficientului pentru inimile barelor comprimate, comprimate și încovoiete

Excentricitatea relativă

Forma secțiunii Valorile și

Relația de calcul pentru

Dublu T

Chesonată, U laminată

U (cu excepția secțiunii laminate)

Dublu T, chesonată

27



Elaborat

CoalaMod

Naval Vladimir

sgsgdfgActe şi documente normative de referinţă

[1] Legea privind calitatea în construcţii[2] NCM E.01.02-2005 Regulament privind stabilirea categoriilor de

importanţă a construcţiilor.[3] NCM F.02.02-2006 Calculul, proiectarea şi alcătuirea elementelor de

construcţii din beton armat şi beton precomprimat.

[4] CНиП 2.01.07-85 Нагрузки и воздействия.[5] СНиП II-23-81* Нормы проектирования. Стальные конструкции

naval - metal v1 auto.doc

Documents