Расчет материалов на прочность при растяжении и сжатии
Цель работы.
Получить практические навыки ведения проектных расчётов металлоконструкций на прочность при действии растягивающих и сжимающих нагрузок.
Задание.
В контактной сети для крепления несущих тросов применяют кронштейны с тягами, которые под действием веса тросов и подвесок работают на растяжение или сжатие. В соответствии с исходными данными для соответствующей конструкции кронштейна (из таблицы для своего варианта) определить требуемые номера профилей равнополочной угловой стали (ГОСТ 8509-93) стержней кронштейна.
| № вар. | № схемы | Угол α, град | Угол β, град | q, кН/м | a, м | b, м | L1, м | L2м | F, кН |
| 2,5 | |||||||||
| 4,5 | 2,8 | ||||||||
| 1,5 | 2,5 | 4,5 | |||||||
Схемы конструкции кронштейнов
Общие сведения.
Растяжением (сжатием) называют такой вид нагружения бруса, при котором в его поперечных сечениях возникает только один внутреннийсиловой фактор -продольная силаN. Продольная сила в произвольном поперечном сечении бруса численно равна алгебраической сумме внешних сил, действующих на оставленную часть N= ∑F(имеется ввиду, чтовсе внешние силы направлены по центральной продольной оси бруса).
Принятоследующее правило знаков:внешняя сила, направленная от сечения, считается положительной (т.е. дает положительную растягивающую продольнуюсилу); в противном случае внешняя силаотрицательна.
Например в сечении 1-1 продольная сила N1 = 5 Н (на этом участке имеет место растяжение бруса); в сечении 2-2 продольнаясила N2 = 5+3 = 8 Н (раcтяжение); в сечении 3-3 продольная силаN3 = 5+3 – 15 = - 7 Н (сжатие).Определяя продольнуюсилу, мы отбрасываем правую от сечения часть бруса и оставляем для рассмотрения левую часть, т.е. ведём расчёт с левого конца бруса. Легко убедиться, что при расчете с правого конца брусаполучим те жерезультаты. Для реального, закрепленного одним концом бруса, расчет целесообразно вести со свободного конца (чтобы избежать определения опорной реакции).
В настоящих задачах рассматривается расчет на прочность при
растяжении (сжатии) стержней, являющихся элементами стержневой конструкции. Такие конструкции (кронштейны, консоли) используются
и контактной сети в качестве поддерживающих устройств. Применяя метод сечений, следует рассечь стержни, отбросить их закрепленные части и определить продольные силы в стержнях из условий равновесия статики для оставленной части конструкции,Во всех задачах требуется подобрать размеры поперечного сечения стержней, выполненных из прокатного профиля.В случае сдвоенныхуголков следует выбирать по ГОСТУ номер уголка площадью сечения вдвое меньше требуемой.