Расчет стенок траншей, стоек, боковых стенок, механической вентиляции для производственных помещений...
Расчет стенок траншей, стоек, боковых стенок, механической вентиляции для производственных помещений...
МИНИСТЕРСТВО
СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Департамент
кадровой политики и образования
Волгоградская
государственная сельскохозяйственная академия
Кафедра:
__________________
__________________________
Дисциплина:
БЖД
Контрольная
работа
Выполнила: студентка заочного
отделения, группы ЭМЗ 45,
Шифр 04/040.
Фастова Н.А.
Волгоград
2007 г.
СОДЕРЖАНИЕ
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
|
3
|
стр.
|
1.
|
Расчет крепления вертикальных стенок траншей
|
3
|
стр.
|
а)
|
Расчет стоек
|
5
|
стр.
|
б)
|
Расчет распорок между стойками
|
6
|
стр.
|
в)
|
Расчет обшивки боковых стенок
|
8
|
стр.
|
2.
|
Расчет механической вентиляции для производственных
помещений
|
9
|
стр.
|
а)
|
Определение необходимого давления
|
12
|
стр.
|
б)
|
Подбор вентиляционного агрегата
|
13
|
стр.
|
Приложение №1
|
15
|
стр.
|
Приложение №2
|
17
|
стр.
|
ИСХОДНЫЕ
ДАННЫЕ:
Таблица
№1
№ п/п
|
Исходные данные
|
Последняя цифра шифра
|
0
|
1
|
Грунт
|
Песок среднезернистый
|
2
|
Размеры траншеи, глубина Н, м
|
1,5
|
3
|
Ширина L, м
|
1,0
|
4
|
Материал крепления
|
Ель
|
5
|
Расстояние между стойками (длина доски) b, м
|
1,2
|
6
|
Ширина досок а, м
|
0,20
|
Таблица
№2
№ п/п
|
Грунт
|
Плотность грунта, кг/м3
|
Угол естественного откоса, градусы
|
1
|
Песок среднезернистый
|
1600-1900
|
26-35
|
Таблица
№3
№ п/п
|
Условия работы конструкции
|
Расчетное сопротивление Rn, Н/см2
|
Расчетное сопротивление Rс, Н/см2
|
Коэффициент работы конструкции
|
Расчетное сопротивление с учетом
коэффициента работы конструкции, применяемое в расчетах
|
Rn, Н/см2
|
Rс, Н/см2
|
1
|
Изгиб
|
1570
|
-
|
0,85
|
1345
|
-
|
|
Сжатие (вдоль волокон)
|
-
|
1280
|
0,85
|
-
|
1088
|
1.
Расчет
крепления вертикальных стенок траншей
При строительстве
закрытых оросительных и осушительных сетей трубопроводы укладываются в траншеи,
выполненные, как правило, с вертикальными стенками.
По СНиП III-4-80 для грунтов естественной
влажности с ненарушенной структурой при отсутствии грунтовых вод допускается
разработка траншей с вертикальными стенками лишь ограниченной нормами глубины.
В любом случае
есть опасность травмирования людей, находящихся в траншее, грунтом при
самопроизвольном обрушении стенок траншеи. Поэтому при разработке траншей с
глубинами, превышающими критические для данного грунта, и при необходимости
(по условиям работы) нахождения людей в траншее, следует устраивать крепления
вертикальных стенок траншеи.
В
гидромелиоративной практике наиболее распространены горизонтальные крепления
стенок траншей, состоящие из досок (или щитов), стоек и распорок (рис №1).
Рис. 1 Крепление вертикальных стенок
траншеи:
1 –
стойки; 2 – доски или щиты; 3 – распорки; 4 – бобышки.
При отсутствии
инвентарных креплений, изготавливаемых по типовым утвержденным проектам, на
гидромелиоративных стройках устраивают крепления из наличных материалов.
В целях
профилактики травматизма, связанного с выполнением работ в закрепленных
траншеях, расчетная проверка прочности элементов и устойчивости системы
крепления совершенно необходима.
Расчет креплений
производится на активное давление грунта.
Для условий
упражнения, во всех случаях при расчете крепления траншеи принимаем, что
сцепление грунта отсутствует (с=0).
Давление грунта
на стенку крепления распределяется по треугольнику (рис №2).
Рис.2.
Схемы к расчету стоек крепления
Полное активное
давление грунта на стенку крепления шириной 1 м и высотой «Н» определяется по
формуле:
Q=4.905yH2tg(45o-φ/2), н/м (1)
Q=4,905*1600 кг/м3*(1,5м)2
tg(45o-26/2)=114 328,49 н/м.
1 кг=9,81 Н.
Максимальная
величина бокового давления на глубине «Н» определяется по формуле:
σn = 9,81*y*H*tg2(45o-φ/2), н/м2, (2)
σn = 9,81*1600 кг/м3*1,5м tg2(45o-26/2)=10 359,36 н/м2,
где Н – глубина
траншеи, м;
y – плотность грунта, кг/м3;
φ – угол естественного откоса
в градусах.
а)
Расчет стоек
Стойку
рассчитываем на изгиб как балку, лежащую на двух опорах, с нагрузкой распределенной
по треугольнику (рис.2).
Максимальный
момент, изгибающий балку, определяем по формуле:
Мmax=0,128*Р*Н, Н*см, (3)
где Р= Q*b; н
Р=114 328,49*1,2=137 194,18
н; (4)
Мmax= 0,128*137 194,18 *150 см=2 634 128,34
Н*см,
где Q – полное активное давление грунта на
стенку крепления на 1 пог. метр, Н/м (формула 1);
b – расстояние между стойками, м (рис.
1);
Н – глубина
траншеи, см (рис. 1).
Определяем момент
сопротивления по формуле:
W=Mmax/Rи, см3; (5)
где W – момент сопротивления, см3;
Mmax – максимальный изгибающий
момент, Н*см (формула 3);
Rи – расчетное сопротивление материала
стоек на изгиб, Н/см2 (табл. 3). ( с учетом коэффициента работы).
W= 2 634 128,34 /1570=1 958,46
см3.
Принимаем стойку
круглого сечения. Для круглого сечения момент сопротивления (W) равен:
W=πd3с/32, см3, (6)
где dс – диаметр стойки, см. (рис.1).
из формулы (6):
dс==27,13, см. (7)
б)
Расчет распорок между стойками
На распорку (рис.
1 и 2) будет передаваться опорная реакция от давления грунта, и сжимать ее.
Сжимаемые распорки рассчитываются на прочность и устойчивость.
Величину опорных
реакций определяем по формуле для балки, свободно опертой по концам, при
нагрузке распределенной по треугольнику. Расчет ведем для точек «А» и «В»
(рис.2):
Точка «А»:
NA=, н; (8)
NA=1/3*137 194,18 =45 731,39
Н;
Точка «В»:
NВ=, н; (9)
NВ=2/3*137 194,18 =91 462,79
Н.
где Р – нагрузка
на стойку, Н (ф-ла 4).
Определяем
сечение распорок:
Точка «А»:
FA=, см2. (10)
FA=45 731,39 /1088=42,03
см2.
Точка «В»:
FВ=, см2. (11)
FВ=91 462,79 /1088=84,07 см2.
где FA и FВ – площади поперечного сечения распорок, см2;
NA и NВ – нагрузка на распорку, Н (ф-лы 8 и
9);
Rc – расчетное сопротивление
сжатия, Н/см (табл. 3).
Принимаем круглое
сечение распорок и определяем их диаметры:
Точка «А»:
dpa=, см (12)
dpa==7,32 см.
точка «В»:
dpВ=, см (13)
dpВ ==10,35 см, где dpa и dpВ – диаметр распорок, см;
FA и FВ – площади поперечного сечения распорок, см2 (ф-лы
10, 11).
Проверяем
рассчитанные распорки на устойчивость по формуле (расчет ведем для распорок в
тт. «А» и «В»):
≤ Rc, (14)
1429,8> Rc=1280 Н/см2;
1235,7> Rc=1280 Н/см2.
где N – нагрузка на распорку, Н (ф-лы
8,9);
F – Площадь поперечного сечения
распорок, см2 (ф-лы 10, 11);
Rc – расчетное сопротивление
древесины сжатию вдоль волокон, Н/см2 (табл. 3);
ƒ –
коэффициент продольного изгиба, определяемый по формулам:
ƒ =1-0.8(λ/100)2 при λ≤75; (15)
ƒ А=1-0.8(54,66/100)2= 0,76;
ƒВ
=1-0.8(38,65/100)2=0,88.
ƒ =3100/ λ2 при λ>75; (16)
λ=L/r, (17)
λА=100/1,83=54,66;
λВ= 100/2,59=38,65.
где λ – гибкость элемента (распорки);
L – расчетная длина элемента, см
(рис.1);
r – радиус инерции сечения элемента.
r=, см. (18)
rА==1,83 см,
rВ==2,59 см
где I – момент инерции элемента, см4.
Для круглого
сечения элемента (распорки):
I==, см4. (19)
IА= =140,66 см4;
IВ== 562,65 см4.
F – Площадь поперечного сечения
распорок, см2 (ф-лы 10, 11);
dp– диаметр распорки, см (ф-лы
12, 13).
Если проверка по
ф-ле (14) показала, что полученные по расчету на прочность распорки не
устойчивы как в точке «А», так и в точке «В», то необходимо увеличить диаметры
распорок в точках «А» и «В» и снова проверить их на устойчивость по вышеприведенной
методике и окончательно принять диаметры распорок в точках «А» и «В».
Таким образом, по
проверке распорка не устойчива в точке «А», поэтому необходимо увеличить
диаметр распорки в точке и снова проверить ее на устойчивость и окончательно
принять диаметр распорки в точке «А». Мы приняли диаметр до 8,5 см, результаты
вычислений приведены в приложении №1.
в)
Расчет обшивки боковых стенок
Для расчета берем
самую нижнюю доску обшивки крепления (рис.1). Для упрощения принимаем, что
нижняя доска нагружена по закону прямоугольника с основанием σn и высотой, равной ширине доски а
(рис. 1,2).
Определяем
давление на доску по формуле:
Р1 =
σn*а, н/м, (20)
Р1=2 071,87
н/м.
где Р1 –
давление на доску, н/м;
σn – максимальная величина бокового
давления на глубине, н/м2 (ф-ла 2);
а – ширина доски,
м.
Рассматриваем
доску, как балку, лежащую на двух опорах с равномерно распределенной нагрузкой
(рис. 3).
Рис.
3 Схема к расчету обшивки боковых стенок крепления
Определяем
максимальный момент, изгибающий доску по формуле:
Mmax ===310,78 н*м, (21)
где Р1 – давление
на доску, н/м (ф-ла 20);
b – длина доски (расстояние между
стойками), м (рис. 1)
Определяем момент
сопротивления по формуле:
W/ = 100 Mmax/ Rи =100*310,78/1345=23,11 см3
(22)
где W/ – момент сопротивления доски, см3
Mmax – максимальный изгибающий
момент, Н*м (ф-ла 21);
Rи – расчетное сопротивление материала
доски на изгиб, Н/см2 (табл. 3).
Для досок шириной
«а» определяем толщину доски t (рис.1)
по формулам:
W/ ==, см3 (23)
Откуда t=6 W//а2=6*23,11/(20)2=0,34 см , где
W/ – момент сопротивления доски, см3
(ф-ла 22);
а – ширина доски,
см;
t – толщина доски, см. Результаты
расчетов приведены в приложении №1.
2.
Расчет механической вентиляции для производственных помещений
Задание:
Необходимо
провести расчет механической вентиляции, ремонтных мастерских, состоящих из 5
отделений, а именно:1. станочное отделение; 2. отделение ремонта топливной
аппаратуры; 3. термическое отделение; 4. моечное отделение; 5. деревообделочное
отделение.
Расположение
помещений отделений, вентилятора и воздуховодов с фасонными частями показано на
рис. 4. Там же показаны участки магистрального воздухоотвода и ответвления.
Система
вентиляции – приточная.
Для системы
вентиляции применить:
1.
Центробежный
вентилятор с электродвигателем. Привод от электродвигателя к вентилятору в
зависимости от числа оборотов подобранных вентилятора и электродвигателя;
2.
Воздухоотводы
стальные круглого сечения;
3.
При
подсчете потерь напора по воздухоотводам, рекомендуются следующие значения
скоростей движения воздуха по воздухоотводам:
магистральные
– до 12 м/с;
ответвления –
до 6 м/с.
4.
Диаметры
воздухоотводов определяют для всех участков вентиляционной системы (участки 1-9
на рис.4.). Для магистрального воздуховода (участки 1-5 на рис.4.) на всех
участках принять, по возможности, одинаковый диаметр.
5.
Определение
потерь напора (давления) производить только для магистрального воздуховода
(участок 1-5 на рис.4.);
Страницы: 1, 2, 3, 4
|