Zadanie 2

Opracuj koncepcję przedstawionego na schemacie pomostu o całkowitej długości l, po którym bezpiecznie przejedzie rowerzysta o całkowitym rozstawie osi kół roweru równym 1m i ciężarze Q. Obliczenia przeprowadź wykorzystując warunek wytrzymałości oraz kryterium sztywności. Brakujące dane załóż.

DANE

OBLICZENIA

WYNIK

l=4300mm

Q=0,7kN

0x08 graphic

0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic

RAy

Q/2 Q/2 RBy

0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic

0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic

0x08 graphic
1,65m 1m 1,65m

Wyliczamy wartości sił RAy i RBy

∑Piy= RAy+ RBy-Q/2-Q/2=0

RAy+ RBy=0,35+0,35

RAy+ RBy=0,7kN

∑MA=Q/2*1,65+Q/2*2,65- RBy*4,3=0

-4,3RBy=-1,505

RBy=0,35kN

RAy=0,35kN

Rysujemy wykres siły ścinającej

0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0,35kN

+

0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic

-

0x08 graphic
-0,35kN

Wyliczamy moment gnący

0≤ z ≤1,65 => RAy*z=0,5775kN

1,65≤ z ≤2,65 => RAy*z-0,35*(z-1,65)=0,5775kN

2,65≤ z ≤ 4,3 => RAy*z-0,35*(z-1,65)-0,35(z-2,65)=0kN

Rysujemy wykres momentu zginającego

0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
0,5775kN

+

0x08 graphic

RBy=0,35kN

RAy=0,35kN

Przyjmuję:

x1=1,2

x2=1,2

x3=1,1

x4=1,1

dobieram gatunek stali

stal S235JR

Re=235MPa

Mg=0,5775kNm

Wyliczamy współczynnik bezpieczeństwa xc

xc=1,2*1,2*1,1*1,1=1,7424

Obliczam naprężenie dopuszczalne na rozciąganie kr

kr=235/1,7424=134,87 MPa

Korzystam z wartości kr w celu obliczenia naprężenia dopuszczalnego na zginanie

kg=(1,1:1,2)kr

Zakładam: kg=1,2kr

kg=1,2*134,87=161,844MPa

xc=1,7424 [-]

kr=134,87 MPa

kg=161,844MPa

Przyjmuję:

b=2000mm

Z warunku wytrzymałości na zginanie

σ=0x01 graphic
≤kg

Wg- wskaźnik przekroju na zginanie dla przekroju prostokątnego=0x01 graphic

b- szerokość przekroju

h- wysokość przekroju

Wyliczamy wysokość pomostu

Wg=0x01 graphic
0x01 graphic

bh20x01 graphic
*6=21406,5mm3

h20x01 graphic

h≥3,27mm

przyjmuję h=5mm

h≥3,27mm

E=2,1*105MPa

a=1650mm

b=1000mm

Wyliczamy strzałkę ugięcia fmax dla przyjętego h=5mm

fmax=0x01 graphic

I=0x01 graphic

0x01 graphic

fmax=245,19mm

Wyliczamy dopuszczalną strzałkę ugięcia

fdop=0x01 graphic
l=10,75:17,2

Obliczona wartość nie mieści się w dopuszczalnych granicach

fmax=245,19mm

Wyliczamy h dla wybranej wartości strzałki fmax=15

0x01 graphic

h=12,69mm

Przyjmuję 14mm i dla tak obliczonej wartości sprawdzam warunek wytrzymałości na zginanie

Wg=0x01 graphic
=0x01 graphic
=65333mm3

0x01 graphic
=0x01 graphic
=8,84MPa≤kg

8,84MPa≤161,844MPa

Warunek jest spełniony.

dla h=14mm

Wg=65333mm3