Dane |
Szkice i obliczenia |
Wyniki |
P = 25 kN
RA = 25kN
|
P = 25 kN a = 1500mm
Σ MiA = - P•a - P•2a + RB•3a = 0 RB = P = 25 kN Σ Fiy = RA + RB - P - P = 0 RA = P = 25kN
Na niebiesko zaznaczono wektory o nieznanych wartościach
Węzeł I
Σ Fiy = RA - S1•sin60˚ = 0 → S2 = 28,86 kN Σ Fix = S2•cos60˚ - S1 = 0 → S1 = 14,43 kN |
RA = 25 kN RB = 25 kN
S1 = 14,43 kN S2 = 28,86 kN |
Dane |
Szkice i obliczenia |
Wyniki |
S2 = 28,86 kN
S1 = 14,43 kN S3 = 28,86 kN |
Węzeł III
Σ Fiy = S2•sin60˚ - S3•sin60˚ = 0 → S3 = 28,86 kN Σ Fix = -S2•cos60˚ - S3•cos60˚ + S4 = 0 → S4 = 28,86 kN
Węzeł II
Σ Fiy = -P + S5•sin60˚ + S3•sin60˚ = 0 → S5 = 0 Σ Fix = S3•cos60˚ + S1 - S6 = 0 → S6 = 28.86 kN
|
S3 = 28,86 kN S4 = 28,86 kN
S5 = 0 S6 = 28,86 kN |
Dane |
Szkice i obliczenia |
Wyniki |
S4 = 28,86 kN
S8 = 28,86 kN |
Węzeł IV
Σ Fiy = S7•cos60˚ = 0 → S7 = 0 Σ Fix = -S4 + S8 = 0 → S8 = 28,86 kN
Węzeł VI
Σ Fix = -S9•cos60˚ + S11•cos60˚ - S8 = 0 → S11 = 28,86 kN Σ Fiy = S9•sin60˚ + S11•sin60˚ = 0 → S9 = 28,86 kN |
S7 = 0 S8 = 28,86 kN
S11 = 28,86 kN S9 = 28,86 kN |
Dane |
Szkice i obliczenia |
Wyniki |
S11 = 28,86 kN S6 = 28,86 kN
S10 = 14,43 kN S11 = 28,86 kN |
Węzeł V
Σ Fix = -S11 + S6 - S9•cos60˚ = 0 → S10 = 14,43 kN
Węzeł VII
Σ Fix = S10 - S11•cos60˚ = 0
|
S10 = 14,43 kN |
Dane |
Szkice i obliczenia |
Wyniki |
|
Węzeł I
Węzeł II
Węzeł III
Węzeł IV
Węzeł V
Węzeł VI
|
|
Dane |
Szkice i obliczenia |
Wyniki |
|
Węzeł VII
Siły w prętach mają następujące wartości: S1 = -14,43 kN S2 = 28,86 kN S3 = -28,86 kN S4 = -28,86 kN S5 = 0 S6 = -28,86 kN S7 = 0 S8 = 28,86 kN S9 = -28,86 kN S10 = -14,43 kN S11 = 28,86 kN. Minus oznacza, że pręt jest ściskany.
Pręty 8 i 11 są rozciągane więc dobiorę ich profil korzystając z warunku na rozciąganie. Natomiast pręt 9 jest ściskany więc będę korzystał z warunku na wyboczenie. |
|
Dane |
Szkice i obliczenia |
Wyniki |
Re = 240 MPa xe = 2
S2 = 28,86 kN S11 = 28,86 kN
S11 = -28,86 kN kc = 72 MPa
Ix,y = 1,8 cm4 A = 2,27 cm2 g = 4 mm e= 8,7mm l=1500mm
|
Wszystkie elementy kratownicy zostaną wykonane ze stali St3S. Dopuszczalne naprężenia na rozciąganie wynoszą.
kr = Re/xe = 120 MPa. kc = 0,6*kr = 72 MPa.
Dobór kształtowników na pręty nr 2 i 11.
Σ2,11 = S2,11/A2,11 ≤ kc → A = S2,11/ kc A2,11 = 14430/72=200,4[mm2]=2cm2
Takie pole przekroju poprzecznego posiada kątownik L 30x30x4
Pręt ten ponieważ jest ściskany należy dobierać ze względu na wyboczenie (kątownik spawany obustronnie) Wstępny dobór kształtownika z warunku na ściskanie. Przyjmuje naprężenia ściskające kc=0,6*kr
σc=
Dobieram kątownik L30x30x4, rmax=5mm, r1max=2,5mm
Dla wybranego kształtownika odczytuje z norm moment bezwładności I oraz pole przekroju A. Obliczam moment bezwładności dla połączonego kątownika i blachy węzłowej, przyjmując jej grubość : gb=1,5*g Ix'= Ix Iy'= 2*(Iy+A*(e+gb/2)2) Ponieważ Ix'< Iy' - zatem pręt jest bardziej narażony na wyboczenie względem osi x.
Obliczam promień bezwładności:
Korzystając ze wzoru λ = α•l/i obliczam smukłość pręta. λ = 119,2 Dla λ = 119,2 odczytuje z tablic wartość współczynnika β, który jest współczynnikiem zmniejszającym: β = 0,426 A = AL.* β A = 4,8 * 0,426 = 2,04 cm4 Zatem warunek wyboczeniowy jest spełniony.
|
kc=72MPa kr = 120 MPa
A2,11=2,27cm2
β*A11= 2 cm2
gb= 6,4 mm Ix' = 1,8 cm4 Iy' = 8,7cm4
ix = 0,89 cm
L30x3045 |
Dane |
Szkice i obliczenia |
Wyniki |
gmax = 4 mm
z = 1 z0 = 0,65 kc = 72 MPa
g1 = 3 mm g2 = 4 mm
S2,11 = 28,86 kN k't = 46,8 MPa
b = 30 mm e = 8,7 mm |
Korzystam z warunku: gbw = 1,6*gmax gdzie: gbw - grubość blachy węzłowej gmax - grubość najgrubszego elementu łączonego. gbw = 6,4 mm Ostatecznie dobieram blachę o grubości 8 mm. Blacha węzłowa jest wykonana z tego samego materiału co profile czyli St3S. 11. Dobór kształtowników na pręty 1 i 10.
A1,10=1,42 cm2, Ix=Iy=0,80cm4, e=0,71cm, a=25mm, g=3mm, rmax=3mm, r1max=3,5mm
12.Projektowanie połączenia spawanego dla katownika 11
Naprężenia dopuszczalne obliczą ze wzoru kt' = z•z0•kc gdzie: z - współczynnik jakości spoiny z0 - współczynnik uwzględniający charakter obciążenia statycznego kc - naprężenia dopuszczalne dla materiałów łączonych
kt' = z*z0*kc [MPa]
13.Określenie grubości spoiny
Wymiar „a” wszystkich spoin łączących kątowniki L25x25x3 oraz L30x30x4 z blachą węzłową przymuje jako: a = 0,7*g a1 = 2,1mm a2 = 2,8 mm Ze względów technologicznych przyjmuje wysokość spoiny równą a = 2,5 mm
14.Określenie długości spoiny w prętach nr 2 i 11. Obliczam sumaryczną obliczeniową długość spoin, tzn. ls = l1 + l2 ; przypadającą na jeden kątownik.
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:
|
gbw = 8 mm
kt' = 46,8 MPa
a = 2,5 mm
ls = 417 mm |
ls = 417 mm
g=3mm
b=17,9mm e= 7,1mm
S11=28,86 kN kt=72 MPa |
Zatem:
ls = l1 + l2 → ls =3,5* l2 →
Do obliczonych wartości l1o i l2o dodaje 2*a w celu uwzględnienia kraterów na końcach spoin, zatem rzeczywiste długości spoin wynoszą: l1 = l1o + 2*a l2 = l1o + 2*a
15.Określenie grubości spoiny
Wymiar „a” wszystkich spoin łączących kątowniki L25x25x3 z blachą węzłową przymuje jako: a = 0,7*g a = 2,1 mm Ze względów technologicznych przyjmuje wysokość spoiny równą a = 2,5 mm dla obydwu kształtowników.
16.Określenie długości spoiny w prętach nr 1 i 10. Obliczam sumaryczną obliczeniową długość spoin, tzn. ls = l1 + l2 ; przypadającą na jeden kątownik.
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:
Zatem:
ls = l1 + l2 → ls =3,5* l2 →
l1 = ls-l2 = 148-42
Do obliczonych wartości l1o i l2o dodaje 2*a w celu uwzględnienia kraterów na końcach spoin, zatem rzeczywiste długości spoin wynoszą: l1 = l1o + 2*a l2 = l1o + 2*a
17. Obliczenie połączenia nitowego korony
Z warunku na ścinanie nita:
|
l1o= 298 mm
l2o = 119 mm
l1 = 303 mm l2 = 124 mm
a= 2,5 mm
dn=25 mm
|
12