Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Самостійна робота №1-4 год
Розробка розрахункової схеми та розрахунок циліндричної оболонки
в монолітному варіанті
Мета роботи: Створити розрахункову схему циліндричної оболонки в монолітному варіанті згідно завдання, яке наведено в папці «ЗАВДАННЯ» НМК комплексу та проаналізувати її напружено-деформований стан.
Приклад розрахунку подібної конструкції наведено в папці «ПРИКЛАД» НМК комплексу.
Порядок проведення роботи
Створення розрахункової схеми
Оболонка, що досліджується, утворена переносом твірної вздовж вісі Y, рисунок
Згідно завдання на виконання принято конструкцію з розмірами:
а=6 м, b=24 м, f=4.32 м.
Попередньо товщину поля монолітної оболонки приймаємо однаковою по всій поверхні й рівною 7 см.
Клас бетону згідно завдання B30.
Математичну модель оболонки розбиту на кінцеві елементи називають розрахунковою схемою.
Оболонка є поверхнею, що розгортається та є поверхнею нульової гаусової кривини. Апроксимацію поверхні проводимо кінцевими елементами типу пластина (42), тип решітки 4-вузлові.
Жорсткісні характеристики кінцевого елементу наступні:
Таблиця 1
|
Тип жорсткості |
Назва |
Н, см |
Е, т/м2 |
υ |
R0, т/м3 |
|
1 |
Пластина Н |
7 |
3.25e6 |
0.2 |
2.5 |
Н-переріз оболонки, см, Е- модуль пружності, т/м2, υ - коефіцієнт Пуасона, R0 – питома вага важкого бетону, т/м3
Умови спирання оболонки_______________________________________________
Опорний контур прийнято зі стержневих кінцевих елементів з наступними характеристиками:
Таблиця 2
|
Тип жорсткості |
Назва |
Н, см |
В, см |
Е, т/м2 |
υ |
R0, т/м3 |
|
1 |
Брус _______х________ |
40 |
40 |
3.25e6 |
2.5 |
Призначення навантаження.
Приймаємо два види навантажень:
1) навантаження від власної ваги елементів конструкції, (яке задається автоматично в ПК ЛИРА чи Мираж)
2)згідно 1 кліматичного району нормативне снігове навантаження становить S0=0.165т/м2.=1,4;
Розрахункове снігове навантаження: S= S * μ *=1.4*0.165 =0.231т/м.
Варіант прикладення рівномірно розподіленого навантаження згідно завдання ___________________________________________________________________________
Виконуємо розрахунок конструкції за допомогою ПК ЛІРА.
Після закінчення формування розрахункової схеми, проводимо її розрахунок на ПК ЛІРА чи Мираж.
Аналіз напружено-деформованого стану оболонки
Результатом статичного розрахунку конструкції є переміщення її вузлів та напруження в кінцевих елементах пластинчатого типу .
Переміщення в вузлах
Згідно отриманих даних велечин переміщень вузлів побудуємо графік прогинів по діагональному перерізу 1-1 оболонки, рисунок ____ та запишемо дані до таблиці 3. Графік можливо побудувати у програмі Excell чи Word шляхом введення послідовних координат
Графік переміщень вузлів оболонки по діагоналі поля
|
|
Перемещения |
|
№ узла |
Z (мм) |
|
14 |
0 |
|
39 |
-0.27033636 |
|
64 |
-0.682398498 |
|
89 |
-0.910125911 |
|
114 |
-0.858788252 |
|
140 |
-0.563836992 |
|
166 |
-0.120841309 |
|
191 |
0.359618694 |
|
216 |
0.778185129 |
|
241 |
1.059806705 |
|
267 |
1.158765078 |
|
293 |
1.059806705 |
|
318 |
0.778185129 |
|
343 |
0.359618694 |
|
368 |
-0.120841309 |
|
394 |
-0.563836992 |
|
420 |
-0.858788252 |
|
445 |
-0.910125911 |
|
470 |
-0.682398498 |
|
495 |
-0.27033636 |
|
520 |
0 |
Максимальне переміщення точки 1.15 (вузол №267) становить fmax=1.1567 мм.
Допустиме значення прогину:
= 120 мм
Проводимо перевірку умови жорсткості оболонки покриття fmax . Як що умова не виконується потрібно провести повторний розрахунок з збільшенім значенням товщини поля оболонки та класу бетону.
Висновок: Друга умова граничних станів виконується.
Аналіз розподілу напружень в оболонці.
Розрахунок показав, що в середній поверхні поля оболонки виникають головні напруження розтягу та стиску.
Максимальні значення головних напружень стиску простежуються в середній зоні оболонки, де їх величина складає 678.5 т/м2. Виходячи з умов міцності проводимо перевірку 678.5<1672
Висновок: міцність перерізу на стиск за умови забезпечена.
Як що умова виконується, проводимо підбір достатньої товщини поля для сприйняття даних напружень стиску. Необхідна товщина оболонки:
Приймаємо: δ=7см
Максимальні значення головних напружень розтягу простежуються в кутовій зоні оболонки, де їх величина складає 56.5 т/м2. Виходячи з умов міцності на розтяг
Висновок: міцність перерізу на розтяг забезпечена
Як що умова виконується, проводимо підбір достатньої товщини поля для сприйняття даних напружень розтягу. Необхідна товщина оболонки:
Приймаємо: δ=0.5
Отже проектуємо оболонку перемінною по товщині, товщина поля в середній частині оболонки становить 4 см, товщина поля в кутовій частині оболонки становить 6 см
Таблиця 4
|
Максимальні переміщення вузлів, мм |
Максимальні головні напруження в кутовій зоні оболокни, т/м2 |
Максимальні головні напруження в середній зоні оболонки, т/м2 |
Прийнята товщина оболонки, мм |
|||
|
стиску |
розтягу |
стиску |
розтягу |
В кутовій зоні |
В середній зоні |
|
|
1.1567 |
232.3 |
56.5 |
678.5 21.6 |
5 |
4 |
Висновки: В результаті проведеного розрахунку стало зрозуміло що дана конструкція задовольняє всім вимогам. Тому приймаємо товщину оболонки 4 см, та клас бетону В30
При оформленні самостійної роботи необхідно додати розрахункову схему оболонки с нумерацією вузлів та елементів з ПК Лира чи Мираж.
Рекомендована література.