Всё для Учёбы — студенческий файлообменник
1 монета
doc

Студенческий документ № 043119 из НИТУ МИСиС

Федеральное агентство по образованию

Старооскольский технологический институт (филиал)

Федерального государственного образовательного учреждения

высшего профессионального образования

"Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС"

___________________________________________________________________

Кафедра промышленного и гражданского строительства

Лабораторная работа №3

по дисциплине "Системы автоматизированного

проектирования в строительстве"

Расчёт металлической рамы

с нестандартными поперечными сечениями

Выполнил: Проверил:

студент гр. ПГС- - д преподаватель

Ермаков В.В.

г. Старый Оскол

2012 Содержание

Введение.

1. Исходные данные

Геометрические размеры

Создание расчётной схемы

Формирование жесткостей сечений

Сбор нагрузок

Схемы загружений

Порядок расчёта РСУ

2. Результаты расчёта

Расчётные сочетания усилий

Перемещения узлов рамы

3. Расчёт сечений рамы на максимальные значения РСУ

Порядок расчёта

Напряжения в сечении ригеля

Напряжения в сечении колонны

Вывод

Введение

В данной лабораторной работе рассматриваем плоскую металлическую раму, состоящую из двух пролётов длиной 2 и 3 метра, высотой 3 метра, под действием постоянной нагрузки от покрытия, собственного веса, кратковременных снеговой и ветровой нагрузок, расчётные значения которых взяты из СНиПа согласно климатическому району №4. Рама имеет жёсткое защемление, в узлах находятся шарниры. Поперечные сечения нестандартные: сечение ригелей состоит из двух равнополочных уголков и швеллера; поперечное сечение колонн - тонкостенное сечение ПГС-100С (чертёж и геометрическими размерами приведён ниже). Материал, из которого изготовлена рама - сталь 3.

Целью работы также является ознакомление с системами задания и расчёта нестандартных сечений (приложение ЛИР-КС) и тонкостенных сечений (приложение ЛИР-КТС). В этих приложениях будем определять напряжения в поперечных сечениях рамы.

1. Исходные данные

1.1. Геометрические размеры

Рассмотрим плоскую металлическую раму

Рис.1 Геометрические размеры

1.2 Создание расчётной схемы

Создаём данную раму в ПК ЛиРа, пользуясь кнопками "Добавить узел", "Добавить элемент". Фиксируем перемещение нижних опорных узлов относительно осей Z, X и поворот относительно оси Y. Задаём элементам соответствующие жёсткости, предварительно их сформировав. Количество расчётных сечений - 5.

Рис. 2 Номера узлов и элементов рамы

1.3 Формирование жёсткостей сечений

Поперечное сечение ригеля (состоит из двух равнополочных уголков 35 х 5 и швеллера 10 П) формируем в конструкторе сечений ЛИР-КС, пользуясь кнопками "База металлических сечений", "Поворот выбранных объектов", "Установочный репер", "Придвинуть полигоны", "Объединение примитивов". Сохраняем файл.

Рис. 3 Сечение ригеля

Сечение состоит из двух равнополочных уголков 35 х 35 х 5 и швеллера 10П. Создав сечение, производим его расчёт и сохраняем файл.

Поперечное сечение колонн имеет вид:

Рис. 4 Сечение колонны

Создаём данное сечение в конструкторе тонкостенных сечений ЛИР-КТС при помощи команд "Создать точку" (координатный ввод), "Создать отрезок", "Создать дугу сопряжения", "Увеличить/уменьшить текущую панораму", задаём толщину сечения, производим расчёт геометрических характеристик. Сохраняем файл.

Рис. 5 Сечение колонны в ЛИР-КТС

Назначаем элементам рамы эти сечения с помощью кнопок "Нестандартное сечение" и "Тонкостенное сечение".

Рис. 6 Типы жёсткостей

Таблица №1. Жёсткости элементов рамы

1.4. Сбор нагрузок

Вид нагрузки Нормативная

нагрузка,

кН/м? Коэффициент

надёжности

по нагрузке Расчётная

нагрузка,

кН/м? Постоянная:

Нагрузка от веса кровли 0,4 1,3 0,52 Снеговая (район 4) 2,4 Ветровая (район 4) 0,67

Загружение №1.

Распределённая нагрузка от веса покрытия:

, где - нормативная нагрузка от веса покрытия,

Ш - шаг рам,

Также, формируя первое загружение, прикладываем к раме нагрузку от собственного веса: "Нагрузки" > "Добавить собственный вес".

Загружение №2.

Распределённая снеговая нагрузка:

Загружение№3.

Распределённая ветровая нагрузка:

- с активной стороны:

- с пассивной стороны:

1.5 Схемы загружений

Рис. 7 Загружение 1: постоянная нагрузка с учётом собственного веса

Рис. 8 Загружение 2: снеговая нагрузка

Рис. 9 Загружение 3: ветровая нагрузка

1.6 Расчёт РСУ

Формируем таблицу РСУ: "Нагрузки" > "РСУ" > "Генерация таблицы РСУ", задав для загружения 1 - постоянное, для загружений 2 и 3 - кратковременное (учитывая коэффициенты надёжности по нагрузкам). Упаковываем схему, производим расчёт РСУ: "Нагрузки" > "РСУ" > "Выполнить расчёт РСУ".

2. Результаты расчёта

2.1. Расчётные сочетания усилий

Усилия № элем № сечен № столбца Группа РСУ Критерий N

(кН) My (кН*м) Qz

(кН) №№ загруж 1 1 1 A 1 -3.330 4.971 -4.069 1 3 1 1 1 A 2 -17.730 0.000 0.000 1 2 1 2 1 A 1 -3.312 2.371 -2.863 1 3 1 2 1 A 2 -17.712 0.000 0.000 1 2 1 2 2 A 6 -16.992 2.134 -2.577 1 2 3 1 3 1 A 1 -3.295 0.676 -1.657 1 3 1 3 1 A 2 -17.695 0.000 0.000 1 2 1 3 2 A 6 -16.975 0.609 -1.491 1 2 3 1 4 2 A 2 -16.957 -0.103 -0.406 1 2 3 1 4 4 A 5 0.000 -0.091 -0.361 1 3 1 4 1 A 6 -17.677 0.000 0.000 1 2 1 4 1 A 14 -3.277 -0.114 -0.451 1 3 1 5 1 A 2 -17.660 0.000 0.000 1 2 1 5 1 A 13 -3.260 0.000 0.755 1 3 2 1 1 A 1 -8.219 3.171 -1.057 1 3 2 1 1 A 2 -44.219 0.000 0.000 1 2 2 1 2 A 6 -42.419 2.854 -0.951 1 2 3 2 2 1 A 1 -8.202 2.378 -1.057 1 3 2 2 1 A 2 -44.202 0.000 0.000 1 2 2 2 2 A 6 -42.402 2.141 -0.951 1 2 3 2 3 1 A 1 -8.185 1.586 -1.057 1 3 2 3 1 A 2 -44.185 0.000 0.000 1 2 2 3 2 A 6 -42.385 1.427 -0.951 1 2 3 2 4 4 A 1 0.000 0.634 -0.846 1 3 2 4 1 A 2 -44.167 0.000 0.000 1 2 2 4 2 A 6 -42.367 0.714 -0.951 1 2 3 2 4 1 A 14 -8.167 0.793 -1.057 1 3 2 5 1 A 2 -44.150 0.000 0.000 1 2 2 5 1 A 14 -8.150 0.000 -1.057 1 3 3 1 1 A 1 -4.959 4.521 -3.316 1 3 3 1 1 A 2 -26.559 0.000 0.000 1 2 3 1 2 A 6 -25.479 4.069 -2.984 1 2 3 3 2 1 A 1 -4.942 2.373 -2.411 1 3 3 2 1 A 2 -26.542 0.000 0.000 1 2 3 2 2 A 6 -25.462 2.136 -2.170 1 2 3 3 3 1 A 1 -4.925 0.904 -1.507 1 3 3 3 1 A 2 -26.525 0.000 0.000 1 2 3 3 2 A 6 -25.445 0.813 -1.356 1 2 3 3 4 4 A 1 0.000 0.090 -0.482 1 3 3 4 1 A 2 -26.507 0.000 0.000 1 2 3 4 2 A 6 -25.427 0.101 -0.542 1 2 3 3 4 1 A 14 -4.907 0.113 -0.602 1 3 3 5 1 A 2 -26.490 0.000 0.000 1 2 3 5 1 A 13 -4.890 0.000 0.302 1 3 4 1 1 A 2 -0.755 0.000 3.260 1 3 4 1 1 A 13 0.000 0.000 17.660 1 2 4 2 1 A 1 0.000 6.622 8.830 1 2 4 2 4 A 2 -0.604 0.000 0.000 1 3 4 2 1 A 18 -0.755 1.222 1.630 1 3 4 3 1 A 1 0.000 8.830 0.000 1 2 4 3 4 A 2 -0.604 0.000 0.000 1 3 4 3 1 A 18 -0.755 1.630 0.000 1 3 4 4 1 A 1 0.000 6.622 -8.830 1 2 4 4 4 A 2 -0.604 0.000 0.000 1 3 4 4 1 A 18 -0.755 1.222 -1.630 1 3 4 5 1 A 2 -0.755 0.000 -3.260 1 3 4 5 1 A 14 0.000 0.000 -17.660 1 2 5 1 1 A 1 0.302 0.000 4.890 1 3 5 1 1 A 13 0.000 0.000 26.490 1 2 5 2 1 A 1 0.000 14.901 13.245 1 2 5 2 4 A 5 0.242 0.000 0.000 1 3 5 2 1 A 17 0.302 2.751 2.445 1 3 5 3 1 A 1 0.000 19.867 0.000 1 2 5 3 4 A 5 0.242 0.000 0.000 1 3 5 3 1 A 17 0.302 3.667 0.000 1 3 5 4 1 A 1 0.000 14.901 -13.245 1 2 5 4 4 A 5 0.242 0.000 0.000 1 3 5 4 1 A 17 0.302 2.751 -2.445 1 3 5 5 1 A 1 0.302 0.000 -4.890 1 3 5 5 1 A 14 0.000 0.000 -26.490 1 2

Таблица №2. Расчётные сочетания усилий

Выбираем для дальнейшего расчёта сечений максимальные комбинации РСУ. Ригель (элементы №№ 4,5) будем рассчитывать на максимальную поперечную силу и максимальный изгибающий момент (продольная сила сравнительно невелика и нормальные напряжения в ригеле от её действия не будут максимальными). Колонну будем рассчитывать в первом случае на максимальную продольную силу, во втором - на максимальные изгибающий момент и поперечную силу.

2.2 Перемещения узлов рамы

Рис 10 Мозаики перемещений узлов

3. Расчёт сечений рамы на максимальные значения РСУ

3.1. Порядок расчёта

Заходим в сохранённый файл составного сечения ригеля и при расчёте вводим в появившееся окно выбранные значения РСУ:

Рассчитываем сечение.

Аналогично производим расчёт тонкостенного сечения в конструкторе ЛИР-КТС.

3.2. Напряжения в сечении ригеля

Рис. 11 Изополя напряжений в сечении ригеля

3.3. Напряжения в сечении колонны

Рис. 12 Эпюры напряжений в сечении колонны

Вывод: в данной лабораторной работе научились создавать составные сечения в конструкторе ЛИР-КС и тонкостенные сечения в ЛИР-КТС. Произвели расчёт металлической рамы на те же типы воздействий, что и в лабораторной работе №2, а также рассчитали нестандартные поперечные сечения на действие максимальных расчётных сочетаний усилий. Получили изополя и эпюры напряжений и увидели, что:

а) для составного сечения ригеля максимальные нормальные напряжения максимальные касательные напряжения что не превышает допускаемые значения

б) для тонкостенного сечения колонны максимальные нормальные напряжения максимальные касательные напряжения что также не превышает допускаемые значения напряжений.

Также можно получить значения эквивалентных напряжений по теориям прочности

и напряжения в любой точке сечения.

2

Показать полностью…
614 Кб, 29 января 2013 в 23:51 - Россия, Москва, НИТУ МИСиС, 2013 г., doc
Рекомендуемые документы в приложении