Куркин А.С. - Расчёт и проектирование стержневых сварных конструкций (1041431), страница 4

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

Для ВСтЗсп и типов сечений,указанных в задании, значения φmx можно найти по табл. 3, если x - материальная ось сечения, и по табл. 4, если x - свободная ось. Для других материалов,типов и соотношений размеров сечений следует определять φmx по табл. 74 и 75приложения 6 СНиП.Таблица 3λЗначение φm при относительном эксцентриситете m1530456075901051201350,10,950,910,860,770,670,580,490,400,340,50,760,690,640,590,530,470,420,370,321,00,600,550,510,460,410,380,340,310,262,00,420,390,360,330,300,280,250,220,20214,00,280,260,240,220,200,190,170,160,146,00,200,190,180,170,150,140,130,120,1110,00,120,120,110,100,100,090,090,080,0720,00,050,050,050,050,040,040,040,040,04Таблица 4λЗначение φm при относительном эксцентриситете m0,10,51,02,04,06,010,0 20,015 0,91 0,67 0,50,33 0,20 0,14 0,09 0,0530 0,87 0,64 0,48 0,33 0,20 0,14 0,09 0,0545 0,83 0,60 0,45 0,31 0,19 0,14 0,09 0,0560 0,77 0,56 0,42 0,29 0,18 0,13 0,09 0,0575 0,67 0,51 0,39 0,27 0,18 0,13 0,08 0,0490 0,58 0,46 0,35 0,25 0,17 0,12 0,08 0,04105 0,49 0,40 0,32 0,23 0,16 0,12 0,08 0,04120 0,40 0,35 0,29 0,21 0,15 0,11 0,08 0,04135 0,34 0,32 0,26 0,20 0,14 0,11 0,07 0,047.

Проверочный расчет общей устойчивости балкиВ балке, так же как и в стойке, происходит изгибно-крутильная потеря устойчивости, если моменты инерции ее сечения относительно двух поперечныхосей x и y сильно отличаются. Сечения в средней части балки поворачиваютсятаким образом, что под действием момента M, происходит изгиб не вокруг осиx, а вокруг оси y.Устойчивость может быть обеспечена либо за счет увеличения моментаинерции балки Iy, либо за счет горизонтальных связей, прикрепляющих балку копоре. В балке, состоящей из двух ветвей, может происходить потеря устойчивости одной ветви.

В этом случае устойчивость обеспечивают горизонтальныесвязи, скрепляющие ветви балки. Расчет на устойчивость проводят по формулеMx  R  .y иWx(19)Процедура определения φи состоит из нескольких этапов. Вначале определяют коэффициент α. Для сварного двутавра или швеллера2 Ls h  s  s3 п cп  8   1 h  sп  bп 2  b  s3 п п 22где L - длина балки (расстояние между осями связей, если имеются горизонтальные связи); h - высота балки; sc - толщина стенки; sп, bп - толщина и ширинаполки. Для прокатного двутавра или швеллераΙ2кр  L   1,54   ,Ιhy  где Iкр- момент инерции при кручении, Iy - момент инерции при изгибе в плоскости, перпендикулярной плоскости действия момента M.Далее по табл. 77 и 78 Приложения 7 СНиП определяют другой коэффициент - ψ.

В случае консольно закрепленной балки двутаврового сечения с нагрузкой, приложенной на конце балки к нижнему поясуψ=6,2+0,08·α при α≤28;ψ=7,0+0,05·α при α>28.При проверке устойчивости ветви балки составного сечения, подкрепленной горизонтальными связями с другими ветвямиψ=2,25+0,07·α при α≤40; ψ=3,6+0,04·α -3,5·10-5·α2 при α> 40.Следующий коэффициент - υ1 рассчитывают по формуле:  1I2 Ey h,  I L Rxy(20)где Ix - момент инерции при изгибе в плоскости действия момента Mx;E, Ry - модуль упругости и расчетное сопротивление металла. Если профиль - швеллер, а не двутавр, то полученное значение υ1 следует умножить на0,7.Искомый коэффициент υи равен υ1,если υ1≤0,85.

Если υ1> 0,85 , то вводятпоправку: υи=0,68+0,21υ1. Если при этом υи≥1, то общая устойчивость обеспечена, если же υи<1, то проводят проверку устойчивости по формуле (19).Формула (20) показывает, какие действия можно предпринять по повышению устойчивости, если не выполнено условие (19). Для балки без горизонтальных связей единственным способом является увеличение жесткости в поперечном направлении Iy за счет увеличения толщины или ширины полок.

Устойчивость ветвей составного сечения может быть повышена за счет добавления связей между ветвями. При этом уменьшается свободная длина ветви L вформуле (20), и значение υи повышается. Нет необходимости очень сильно повышать υ1, так как уже при υ1≥1,52 устойчивость полностью обеспечена.238. Проверочный расчет местной устойчивости элементов сеченияЭта проверка необходима, если в сечении имеются широкие и тонкие листовые элементы. Чаще всего теряют устойчивость стенки балок. Для обеспечения устойчивости стенки при отсутствии сжимающих стенку сосредоточенныхсил необходимо выполнить условие:hc  3,5  E .sRcy(21)Устойчивость полок сварной двутавровой балки обеспечена, еслиbп  0,5  E .2sRпy(22)При одинаковом соотношении ширины и толщины стенка балки имеетбольшую устойчивость, согласно формулам (21) и (22), чем половинка полки,так как обе кромки стенки являются жесткими за счет прикрепления к полкам, акрай полки ничем не подкреплен и может свободно изгибаться.

Формулы (21) и(22) пригодны и для проверки устойчивости полок и стенок сечения стойки.При проверке устойчивости полок прокатанных и гнутых элементов в формулу(22) вместо bп/2 подставляют значение расстояния от начала внутреннего закругления до края полки двутавра, швеллера или уголка.Если местная устойчивость полки профиля по (22) не обеспечена, необходимо изменить соотношение ширины и толщины полки.Устойчивость стенкибалки можно обеспечить приваркой поперечных и продольных ребер жесткости. Приварка ребер необходима, если не выполнено условие (21). Устойчивость стенки, подкрепленной поперечными ребрами, при отсутствии сосредоточенных сжимающих сил, обеспечена, если выполняется условие22022 1,0где σ, τ - нормальные и касательные напряжения в стенке балки; σ0, τ0 - критические напряжения, зависящие от размеров прямоугольных пластинок, на которые разбивают стенку балки приваренные ребра (ширина пластинки равна высоте стенки hc, а длина - расстоянию между ребрами a):24s2  30 E c ,0h2c24,5  sc.  E0 22  dЗдесь E - модуль упругости; d - меньшая из сторон пластинки; μ - отношение большей стороны пластины к меньшей.При действии на стенку со стороны полок сосредоточенных сжимающихсил, а также при наличии продольных ребер жесткости расчет несколько сложнее.

Соответствующие формулы приведены в разделе 7 СниП.9. Проектирование связей между ветвями составного сеченияПроверочные расчеты на выносливость и устойчивость позволили окончательно определить размеры сечения. Если сечение состоит из нескольких ветвей, то их совместную работу обеспечивают соединительные планки. Поскольку пары уголков или швеллеров расположены близко друг от друга, их соединение обеспечивают вваренные между ними косынки, которые называют такжесухарями. Расстояние между сухарями было найдено из условия общей устойчивости ветвей. В случае, если сечение состоит из четырех уголков (4У), эти жекосынки соединяют между собой две пары уголков.

В этом случае размеры сечения косынок определяют из расчета на прочность под действием поперечнойсилы Q.Сила Q приводит к возникновению в косынке поперечной силы, вызывающей касательные напряжения2Q 1,bAгде ℓ1 - расстояние между осями косынок (свободная длина ветви, см. рис. 5); b- расстояние между осями ветвей (длина косынки); A - площадь сечения косынки.Сила Q вызывает также продольные нормальные напряжения в косынке отизгиба:Q  1,Wгде W - момент сопротивления косынки при изгибе.

Прочность косынки проверяют по формуле (15).2510. Проектирование сварных соединенийЕсли сечение не составное, а сплошное, то роль соединительных элементовмежду отдельными листами сварного профиля играют продольные (поясные)швы. Размеры швов определяют из расчета на прочность под действием поперечной силы Q.Если полка сварного профиля приварена к стенке угловым швом, то егокатет может быть найден из условия прочностиQ  Aп  y сп   ,I  kгде I - момент инерции всего сечения стойки или балки в плоскости действиясилы Q; yсп- расстояние центра площади полки Ап от оси сечения; k - катет углового шва; β - коэффициент, учитывающий форму шва и зависящий от способа сварки (β=0,7 при ручной дуговой сварке и сварке полуавтоматом проволокой диаметром до 1,4 мм; для других способов сварки см.

табл. 34 СНиП).Минимально возможное значения катета шва определяется из условия равенства действующего напряжения τ допускаемому напряжению для угловогошва  . Для шва, сваренного проволокой Св08 или электродом Э42 допускаемое  =180 МПа. В этом случае прочность металла шва такая же, как у основного металла ВСт3сп.При сварке другими материалами допускаемые напряжения следует определять по табл. 3 и 4 СНиП. Если прочность шва выше, чем основного металла,то необходимо проверить также прочность по границе сплавления (см. формулу121 СниП).Наиболее сложное сварное соединение, требующее расчета – узел, соединяющий стойку и балку между собой. Самая простая схема сварного соединения – через косынку, к которой элементы стойки и балки приварены встык,втавр или внахлестку.

Пример конструкции узла показан на рис.6. Посколькусварное соединение передает и силы, и момент, проектный расчет для определения размеров косынки и швов, скорее всего, придется проводить методом последовательных приближений.26Рис.6. Схема узла присоединения стойки (4У) к балке (ДТ): косынка приваренак балке втавр, уголки стойки приварены к косынке внахлесткуПри проектировании соединения с угловыми швами вначале следует выбрать катет швов k.

Характеристики

Список файлов книги