Dane |
Szkice i obliczenia |
Wyniki |
P = 20 kN a = 2000mm
RA = 20kN
|
P = 20 kN a = 2000mm
Σ MiA = - P•a - P•2a + RB•3a = 0 RB = P = 20 kN Σ Fiy = RA + RB - P - P = 0 RA = P = 20kN
Na niebiesko zaznaczono wektory o nieznanych wartościach
Węzeł I
Σ Fiy = RA - S2•sin60˚ = 0 → S2 = 23,1 kN Σ Fix = S2•cos60˚ - S1 = 0 → S1 = 11,55 kN |
RA = 20 kN RB = 20 kN
S1 = 11,55 kN S2 = 23,1 kN
|
Dane |
Szkice i obliczenia |
Wyniki |
S2 = 23,1 kN
S1 = 11,55kN S3 = 23,1 kN P = 20 kN |
Węzeł III
Σ Fiy = S2•sin60˚ - S3•sin60˚ = 0 → S3 = 23,1 kN Σ Fix = -S2•cos60˚ - S3•cos60˚ + S4 = 0 → S4 = 23,1 kN
Węzeł II
Σ Fiy = -P + S5•sin60˚ + S3•sin60˚ = 0 → S5 = 0 Σ Fix = S3•cos60˚ + S1 - S6 = 0 → S6 = 23,1 kN
|
S3 = 23,1 kN S4 = 23,1 kN
S5 = 0 S6 = 23,1 kN |
Dane |
Szkice i obliczenia |
Wyniki |
S4 = 23,1 kN
S8 = 23,1 kN |
Węzeł IV
Σ Fiy = S7•sin60˚ = 0 → S7 = 0 Σ Fix = -S4 + S8 = 0 → S8 = 23,1 kN
Węzeł VI
Σ Fix = S9•cos60˚ + S11•cos60˚ - S8 = 0 → S11 = 23,1 kN Σ Fiy = -S9•sin60˚ + S11•sin60˚ = 0 → S9 = 23,1 kN |
S7 = 0 S8 = 23,1 kN
S11 = 23,1 kN S9 = 23,1 kN |
Dane |
Szkice i obliczenia |
Wyniki |
S9 = 23,1 kN S6 = 23,1 kN
S10 = 11,55 kN S11 = 23,1 kN |
Węzeł V
Σ Fix = -S10 + S6 - S9•cos60˚ = 0 → S10 = 11,55 kN
Węzeł VII
Σ Fix = S10 - S11•cos60˚ = 0
|
S10 = 11,55 kN |
Dane |
Szkice i obliczenia |
Wyniki |
|
Siły w prętach mają następujące wartości: S1 = -11,55 kN S2 = 23,1 kN S3 = -23,1 kN S4 = 23,1 kN S5 = 0 S6 = -23,1 kN S7 = 0 S8 = 23,1 kN S9 = -23,1 kN S10 = -11,55 kN S11 = 23,1 kN. Minus oznacza, że pręt jest ściskany.
Pręt 11 jest rozciągany więc dobiorę jego profil korzystając z warunku na rozciąganie. Natomiast pręt 10 jest ściskany więc będę korzystał z warunku na ściskania a następnie sprawdzę nośność (stateczność) wyboczenie. |
|
wg 2 tab. 1.3 wg 2 str. 59 Re=235MPa xe = 2
wg 2 str. 65 kr=117,5MPa S11=23,1kN
|
Wszystkie elementy kratownicy zostaną wykonane ze stali niestopowej konstrukcyjnej St3S której wg normy PN-88/H-84020 : Re=235MPa Rm=375MPa fd=215MPa - wytrzymałość obliczeniowa skład: C=0,22% ; Mn=1,1% ; Cr=0,3% ; Ni=0,3% ; Cu=0,3%
E=205GPa G=80Gpa
Pręt ten jest rozciągany i jego pole przekrój obliczam z warunku bezpieczeństwa na rozciąganie.
Ponieważ pręt kratownicy składa się z dwóch kątowników za przekrój przyjmuję |
kr=117,5MPa
|
Dane |
Szkice i obliczenia |
Wyniki |
wg 2 str. 65 kr=117,5MPa S10=11,55kN
L35x35x4 A=2,67cm2 Imin=2,95cm4 fd=215MPa E=205GPa le=2m
Ncr=14,92kN NRc=57,4kN |
Z normy PN-84/H-93401 odczytuję A11=1,12cm2
8.Dobór kształtowników na pręty nr 10. Ponieważ pręt ten jest ściskany osiowo należy obliczyć jego przekrój z warunku bezpieczeństwa na ściskanie oraz sprawdzić jego nośność (stateczność) wg PN-90/B-03200.
Ponieważ pręt kratownicy składa się z dwóch kątowników za przekrój przyjmuję PN-84/H-93401 A10=2,67cm2 , L35x35x4
8.1 Sprawdzam nośność (stateczność) wg PN-90/B-03200 pręta ściskanego osiowo S10 . Obliczam smukłość względną pręta przy wyboczeniu.
Dobieram współczynnik wyboczeniowy dla krzywej wyboczeniowej typu C ; Nośność (stateczność) elementów ściskanych sprawdzam ze wzoru :
|
A11=1,12cm2
A10=2,67cm2
NRc=57,4kN
Ncr=14,92kN
|
Dane |
Szkice i obliczenia |
Wyniki |
A=2,67cm2
fd=215MPa
NRc=114,81kN S10=11,55kN
A=2,67cm2
A=2,67cm2 Imin=2,95cm4 le=2m
imin=1,05
E=205GPa
|
Ponieważ w konstrukcji na pręt należy zastosować dwa kątowniki więc wzór na NRc ma postać:
zatem:
Zatem warunek jest spełniony dla kątownika L35x35x4 8.2 Współczynnik bezpieczeństwa na wyboczenie wynosi:
Ponieważ
a zatem :
|
NRc=114,81kN
imin=1,05
nw=1,46 |
Dane |
Szkice i obliczenia |
Wyniki |
gmax=4mm
wg 2 str.102 z = 1 z0 = 0,65 kr = 117,5MPa
gmax=4mm
wg 2 str.106 kt'=76.37MPa a=3mm S11=23,1kN S10=11,55kN
|
9. Dobór blachy węzłowej. Korzystam z warunku: gbw = 1,5gmax gdzie: gbw - grubość blachy węzłowej gmax - grubość najgrubszego elementu łączonego. gbw = 6 mm Dbieram blachę o grubości 6mm. Blacha węzłowa jest wykonana z tego samego materiału co profile czyli St3S.
10. Projektowanie połączenia spawanego. Naprężenia dopuszczalne obliczą ze wzoru kt' = z•z0•kr gdzie: z - współczynnik jakości spoiny z0 - współczynnik uwzględniający charakter obciążenia statycznego kr -naprężenia dopuszczalne dla materiałów łączonych
kt' = 76.375MPa
11. Określenie grubość spoiny Wymiar „a” wszystkich spoin łączących kątowniki L35x35x4 z blachą węzłową przyjmuje jako: a = 0,7*g a=0,7*4=2,8 Ze względów technologicznych przyjmuje wysokość spoiny równą a = 3 mm.
12. Określenie długości spoiny w prętach nr 10 i 11. Obliczam sumaryczną obliczeniową długość spoin, tzn. ls1 = l1 + l2 ; przypadającą na jeden kątownik.
|
gbw = 6 mm
kt' = 76.375MPa
a=3mm
|
Dane |
Szkice i obliczenia |
Wyniki |
b=35mm e=9,9mm
|
Spoiny ułożone na krawędziach półki kątownika znajdują się w różnych odległościach od osi działania siły S. Dla zapewnienia równomiernego obciążenia obydwu spoin należy spełnić warunek:
Dla pręta S11
Ze względów technologicznych przyjmuję minimalną długość spoiny 15*a natomiast maksymalna 60a zatem.
Dla pręta S10
Ze względów technologicznych przyjmuję minimalną długość spoiny 15*a natomiast maksymalna 60a zatem.
Spis literatury: 1. PN-90/B-03200 -„Konstrukcje stalowe obliczenia statyczne i projektowe” Polski Komitet Normalizacji Miar i Jakości 2. Zbigniew Osiński „PKM”
|
|
1