Подобрать сечение центрально сжатого стального стержня из условий устойчивости и прочности. Коэффициент запаса принять устойчивости [ny] = 1,3; материал стержня – сталь Ст3, [s] = 160 МПа, Е = 2,1·105 МПа.
Схема закрепления стержня и форма поперечного сечения приведены на рис. 14.1, данные о длине и нагрузке стержня приведены в табл. 14.
Содержание и порядок выполнения работы
1. Вычертить заданную схему стержня и его сечение с указанием главных центральных осей.
2. Подобрать сечение из условия устойчивости методом последовательных приближений с помощью коэффициента продольного изгиба.
3. Определить величину критической силы для сжатого стержня.
4. Проверить прочность подобранного сечения.
Таблица 14
| Цифра шифра | 1-я | 2-я | 3-я |
| схема | l , м | P, кН | |
| 9 | 9 | 5,6 | 420 |
* Коэффициент приведения длины (m) выбрать в соответствии со способом закрепления стержня.
ПРИЛОЖЕНИЕ
Таблица 1– Нормальные линейные размеры (ГОСТ 6636–69 в ред. 1990 г), мм
| Ряды | Дополнит.размеры | Ряды | Дополнит.размеры | Ряды | Дополнит.размеры | ||||||
| Ra10 | Ra20 | Ra40 | Ra10 | Ra20 | Ra40 | Ra10 | Ra20 | Ra40 | |||
| 8,0 | 8,0 | 8,0 8,5 |
8,2 8,8 9,2 9,8 10,2 10,8 11,2 11,8
12,5 13,5 14,5
16,5 17,5
18,5 19,5 20,5 21,5
23,0
27 29 31 33 35 37 39 | 40 | 40 | 40 42 |
41 44 46 49 52 55 58 62 65 70 73 78 82
92 98 102 108 112 115 118
135 145 155 165 175 185 195 | 200 | 200 | 200 210 |
205
230
270 290 310 330 350 370
410 440 460 490 515 545
580
615 650 690 730 775 825 875 925 975 |
| 9,0 | 9,0 9,5 | 45 | 45 48 | 220 | 220 240 | ||||||
| 10 | 10 | 10 10,5 | 50 | 50 | 50 53 | 250 | 250 | 250 260 | |||
| 11 | 11 11,5 | 56 | 56 60 | 280 | 280 300 | ||||||
| 12 | 12 | 12 13 | 63 | 63 | 63 67 | 320 | 320 | 320 340 | |||
| 14 | 14 15 | 71 | 71 75 | 360 | 360 380 | ||||||
| 16 | 16 | 16 17 | 80 | 80 | 80 85 | 400 | 400 | 400 420 | |||
| 18 | 18 19 | 90 | 90 95 | 450 | 450 480 | ||||||
| 20 | 20 | 20 21 | 100 | 100 | 100 105 | 500 | 500 | 500 530 | |||
| 22 | 22 24 | 110 | 110 120 | 560 | 560 600 | ||||||
| 25 | 25 | 25 26 | 125 | 125 | 125 130 | 630 | 630 | 630 670 | |||
| 28 | 28 30 | 140 | 140 150 | 710 | 710 750 | ||||||
| 32 | 32 | 32 34 | 160 | 160 | 160 170 | 800 | 800 | 800 850 | |||
| 36 | 36 38 | 180 | 180 190 | 900 | 900 950 | ||||||
Таблица 2 – Геометрические характеристики плоских сечений
|  
|  
|
 
| 
| 
|
 
| 
|  
|
Таблица 3–Площади w и координаты zC центров тяжести элементарных фигур
СОРТАМЕНТ
Швеллеры стальные горячекатаные (ГОСТ 8240–89)
Швеллеры изготовляются:
а) c уклоном внутренних граней полок;
б) с параллельными гранями полок.
Обозначения:
h - высота; J - момент инерции;
b - ширина полки; W - момент сопротивления;
s - толщина стенки; i - радиус инерции;
t - толщина полки;
S - статический момент полусечения;
R - радиус внутреннего закругления;
z 0 - расстояние от оси у-у до наружной грани стенки;
r - радиус закругления полки;
Уклон внутренних граней полок должен быть не более 10%.
Таблица 4
Размеры и справочные величины для осей швеллеров
| Номер швел-лера | h | b | s | t | R | r | r 1 | Площадь сечения, cм2 | Масса 1 м, кг | Справочные величины для осей | z 0 , см | |||||||
| мм | х-х | у-у | ||||||||||||||||
| Jx, cм4 | Wx, см3 | ix , cм | S, cм3 | Jy см4 | Wy cм3 | iy, cм | ||||||||||||
| 5П | 50 | 32 | 4,4 | 7,0 | 6,0 | 2,5 | 3,5 | 6,16 | 4,84 | 22,8 | 9,1 | 1,92 | 5,59 | 5,61 | 2,75 | 0,954 | 1,16 | |
| 6,5П | 65 | 36 | 4,4 | 7,2 | 6,0 | 2,5 | 3,5 | 7,51 | 5,90 | 48,6 | 15,0 | 2,54 | 9,00 | 8,70 | 3,68 | 1,080 | 1,24 | |
| 8П | 80 | 40 | 4,5 | 7,4 | 6,5 | 2,5 | 3,5 | 8,98 | 7,05 | 89,4 | 22,4 | 3,16 | 13,30 | 12,80 | 4,75 | 1,190 | 1,31 | |
| 10П | 100 | 46 | 4,5 | 7,6 | 7,0 | 3,0 | 4,0 | 10,9 | 8,59 | 174,0 | 34,8 | 3,99 | 20,40 | 20,40 | 6,46 | 1,370 | 1,44 | |
| 12П | 120 | 52 | 4,8 | 7,8 | 7,5 | 3,0 | 4,5 | 13,3 | 10,4 | 304,0 | 50,6 | 4,78 | 29,60 | 31,20 | 8,52 | 1,530 | 1,54 | |
| 14П | 140 | 58 | 4,9 | 8,1 | 8,0 | 3,0 | 4,5 | 15,6 | 12,3 | 491,0 | 70,2 | 5,60 | 40,80 | 45,40 | 11,00 | 1,700 | 1,67 | |
Окончание табл. 4
| Номер швеллера | h | b | s | t | R | r | r 1 | Площадь сечения, cм2 | Масса 1 м, кг | Справочные величины для осей | z 0 , см | ||||||||||||
| мм | х-х | у-у | |||||||||||||||||||||
| Jx, cм4 | Wx, см3 | ix , cм | S, cм3 | Jy см4 | Wy cм3 | iy, cм | |||||||||||||||||
| 14а | 140 | 62 | 4,9 | 8,7 | 8,0 | 3,0 | 4,5 | 17,0 | 13,3 | 545,0 | 77,8 | 5,66 | 45,10 | 57,50 | 13,30 | 1,840 | 1,87 | ||||||
| 16П | 160 | 64 | 5,0 | 8,4 | 8,5 | 3,5 | 5,0 | 18,1 | 14,2 | 747,0 | 93,4 | 6,42 | 54,10 | 63,30 | 13,80 | 1,870 | 1,80 | ||||||
| 16аП | 160 | 68 | 5,0 | 9,0 | 8,5 | 3,5 | 5,0 | 19,5 | 15,3 | 823,0 | 103,0 | 6,49 | 59,40 | 78,80 | 16,40 | 2,010 | 2,00 | ||||||
 18П
| 180 | 70 | 5,1 | 8,7 | 9,0 | 3,5 | 5,0 | 20,7 | 16,3 | 1090,0 | 121,0 | 7,24 | 69,80 | 86,00 | 17,00 | 2,040 | 1,94 | ||||||
| 18аП | 180 | 74 | 5,1 | 9,3 | 9,0 | 3,5 | 5,0 | 22,2 | 17,4 | 1190,0 | 132,0 | 7,32 | 76,10 | 105,00 | 20,00 | 2,180 | 2,13 | ||||||
| 20П | 200 | 76 | 5,2 | 9,0 | 9,5 | 4,0 | 5,5 | 23,4 | 18,4 | 1520,0 | 152,0 | 8,07 | 87,80 | 113,00 | 20,50 | 2,200 | 2,07 | ||||||
| 20а | 200 | 80 | 5,2 | 9,7 | 9,5 | 4,0 | 5,5 | 25,2 | 19,8 | 1670,0 | 167,0 | 8,15 | 95,90 | 139,00 | 24,20 | 2,350 | 2,28 | ||||||
| 22П | 220 | 82 | 5,4 | 9,5 | 10,0 | 4,0 | 6,0 | 26,7 | 21,0 | 2110,0 | 192,0 | 8,89 | 110,00 | 151,00 | 25,10 | 2,370 | 2,21 | ||||||
| 22а | 220 | 87 | 5,4 | 10,2 | 10,0 | 4,0 | 6,0 | 28,8 | 22,6 | 2330,0 | 212,0 | 8,99 | 121,00 | 187,00 | 30,00 | 2,550 | 2,46 | ||||||
| 24П | 240 | 90 | 5,6 | 10,0 | 10,5 | 4,0 | 6,0 | 30,6 | 24,0 | 2900,0 | 242,0 | 9,73 | 139,00 | 208,00 | 31,60 | 2,600 | 2,42 | ||||||
| 24а | 240 | 95 | 5,6 | 10,7 | 10,5 | 4,0 | 6,0 | 32,9 | 25,8 | 3180,0 | 265,0 | 9,84 | 151,00 | 254,00 | 37,20 | 2,780 | 2,67 | ||||||
| 27П | 270 | 95 | 6,0 | 10,5 | 11,0 | 4,5 | 6,5 | 35,2 | 27,7 | 4160,0 | 308,0 | 10,90 | 178,00 | 262,00 | 37,30 | 2,730 | 2,47 | ||||||
| 30П | 300 | 100 | 6,5 | 11,0 | 12,0 | 5,0 | 7,0 | 40,5 | 31,8 | 5810,0 | 387,0 | 12,00 | 224,00 | 327,00 | 43,60 | 2,840 | 2,52 | ||||||
| 33П | 330 | 105 | 7,0 | 11,7 | 13,0 | 5,0 | 7,5 | 46,5 | 36,5 | 7980,0 | 484,0 | 13,10 | 281,00 | 410,00 | 51,80 | 2,970 | 2,59 | ||||||
| 36П | 360 | 110 | 7,5 | 12,6 | 14,0 | 6,0 | 8,5 | 53,4 | 41,9 | 10820,0 | 601,0 | 14,20 | 350,00 | 513,00 | 61,70 | 3,100 | 2,68 | ||||||
| 40П | 400 | 115 | 8,0 | 13,5 | 15,0 | 6,0 | 9,0 | 61,5 | 48,3 | 15220,0 | 761,0 | 15,70 | 444,00 | 642,00 | 73,40 | 3,230 | 2,75 | ||||||
* Для швеллеров с параллельными гранями полок справочные величины для осей и расстояния z 0 увеличены до 10 %; точные данные см. ГОСТ 8240-89. Швеллеры 14а, 20а, 22а, 24а не стандартизованы.
Пример обозначения швеллера профиля 12 с уклоном внутренних граней полок: «Швеллер 12 ГОСТ 8240–89»,
то же с параллельными гранями полок: «Швеллер 12П ГОСТ 8240–89».
Дата: 2019-02-19, просмотров: 303.
