Розрахунок вузлів.
Опорний вузол:
Розрахункова нормальна сила N = 735 (48 (кн), поперечна сила Q = 139 (кн).
Матеріали шарнірного з'єднання в п'яти і конику, сталь марки ВСт3кп2 за ГОСТ 3832-87 зі змінами.
Перевірка напружень в шарнірі на зминання:
Конструктивно приймаємо стрижень d = 40 (мм). При цьому для гнутого профілю башмака приймаємо половину труби d = 50 (мм) з товщиною стінки 5 (мм).
Проводимо перевірку торцевого упора арки на зминання.
Rcм = Rc = Rі = 12 (2 (МПа). Необхідна площа зминання:
Виходячи з цих розмірів, призначаємо ширину та довжину черевика відповідно 200 і
400мм. Зусилля від шарніра передається на башмак через зварний профіль із пластин, що мають дві бічних і одне середнє ребра. Тоді площа зминання торця арки під черевиком: Fсм = 200.400 = 800.10? (Мм); напруги зминання? См = 735 (48.10?/800.10? = 9 (19 (МПа)? См <12 ( 2 (МПа); площа зминання ребер під зварним профілем: Fсм = (2.4 +12) ·? = 20 ·?;>< br />
необхідна товщина ребер башмака:
Приймаються ребра товщиною 22 (мм).
У межах башмака оголовок працює як плита, защемлення з трьох боків і вільна короткою стороною, з розміром в плані 200? 160 (мм). Обчислимо максимальний вигинає момент: M = 0 (085ql? = 0 (085.8 (1.160? = 176.10? (Мм). Необхідний момент опору:
W =??/6 = M/Rі = 1 (76/220?? = 6.80 = 480? = 21 (9 (мм). Приймаються лист товщиною 20 (мм).
Кінцеві частини пластини оголовка піддаються вигину як консольні від рівномірно розподіленого навантаження інтенсивністю, що відповідає напруженням зминання по всій внутрішній майданчику оголовка від нормальної сили:
Безпечне x відстань від краю пластини оголовка до ребер башмака визначаємо з рівності:
Таким чином, конструктивно довжину черевика приймаємо: a = 750-2 · 66 = 620 (мм).
На болти, що приєднуються оголовок, діють зусилля:
Необхідний діаметр болта визначимо виходячи з його несучої здатності:
Приймаються болти діаметром 30 (мм).
Коньковий шарнір:
Розрахунок опорної пластини.
Приймаються пластину розмітив 300? 200 (мм). Нормальна сила, стискаюча пластину N = 113 (68 (кн). Напруження зминання торця арки в ключі:
Товщину пластини знаходимо з умови її роботи на вигин за схемою двох консольної балки, для якої навантаження:
q = 113 (68/0 (3 = 379 (кн/м)
вигинає момент:
M = 379.0 (135?/2 М = 3 (45 (кн • м).
Необхідний момент опору (з урахуванням пластичності): W = M/(Rі · 1 (2)
W = 3450.10?/220.1 (2 = 13.10? (Мм?).
Необхідна товщина пластини:?? = 6 · W/bпл = 6.13.10?/200 = 390 (? = 19 (75 (мм).
Приймаються товщину пластини 20 (мм) (
Розрахунок наполегливої штиря виробляємо на вигин як консолі. Згинальних моментів:
M = Q · 50 = 139.10? · 50 = 6950.10? (Н · мм)
Необхідний момент опору (з урахуванням пластичності):
W = 6950.10?/220.1 (2 = 26.10? (Мм?)
При ширині штиря b = 100 (мм) необхідна товщина:
?? = 6.26.10?/100 = 1560 (? = 39 (5 (мм)
Приймаються? = 40 (мм) (
Розрахунок спареного штиря виробляємо на вигин як консолі. Згинальних моментів:
M = Q · 50 = 139.10? · 50 = 6950.10? (Н · мм)
Необхідний момент опору (з урахуванням пластичності):
W = 6950.10?/220.1 (2 = 26.10? (Мм?)
При ширині штиря b = 90 (мм) необхідна товщина:
?? = 6.26.10?/100 = 1560 (? = 39 (5 (мм)
Приймаються?? = 40 (мм). Кожен штир по 20 (мм).
Оголовок і його кріплення приймаємо таким же, як і в опорних вузлах арки. Безпечне відстань від краю пластини оголовка до опорної пластини визначаємо так само, як при розрахунку п'ятого шарніра: x =? 1 (2.200.22? · 2.220/6.152 = 237 (мм)
Тоді довжину опорної пластини конструктивно приймаємо 750-2 · 237 = 300 (мм).
