Том 2. Технология (1041447), страница 42
Текст из файла (страница 42)
Вычислим условную длину по формуле(18.23): з г = 3,25 у~!52,4/0,8= 18,7 см. 2) гв по формуле (18.34), где о-а/Ьв 1,5; Ы=Ь,=90 см. Отсюда тв — — (125+95/1,5') (100 0,008/0,9) в 132,1 МПа; 3) п„в по формуле (18.35). Для определения К, воспользуемся зависимостью К,(а/йв) (см. э 4). При а/)вв=1,5 К1=8,6, поэтому омам=8,6 10в(0,8/135) ~302,1 МПа. Проверим по формуле (18.31), обеспечена ли требуемая устойчивость. Для этого подставим найденные значения в эту формулу: (157,2/667, О+ 33,4/302,1)в+ (б, 06/132,1)в = 0,35 < 1. Устойчивость вертикального листа в середине пролета вполне обеспечена. Посмотрим, обеспечена ли устойчивость в опорных сечениях. На опоре а~=О т= Я/(й,ав) =0,11375/(О 9 0,008)=15,8 МПа Проверяем снова устойчивость для опорного сечения по формуле (18.31), полагая о=О: 'г' (33,4/302, 1)*+ (15,8/132,1)' = О, 12.
Таким образом, устойчивость в опорном сечении обеспечена еще лучше, чем в середине пролета. Переходим к расчету поясных швов. Катеты верхних н нижних поясных пгвов примем равными К=б ~мм. В нижних поясных швах действуют касательные,напряжения, равные т=ЯВ/(0,7 2/К), где 9=113,75Н; 5=18.1 45,5=819 см'; /=123 132 см4. Отсюда 0 11375.819.10-в/(О 00123132.2.0 7 0,006)=9,2 МПа. Несмотря на то что рабочие напряжения незначительны, по технологическим соображениям целесообразно оставить К=б мм. В верхних поясных иовах при определения напряжений следует .вычислять Ю с учетом приваренного рельса: о=18 1 45,5+5.5.48,5=2031 смв. Момент инерции будем считать неизменившимся, как и положение центра тяжести балки.
При этом т=0,11375 2031 ° 10-в/(0,00123132 2 0,7 0,006) =22,8 МПа. В верхних, поясных швах к вычисленным напряжениям добавляются тр от сосредоточенной силы Р. Как уже было установлено, длина зоны распределения сосредоточенной силы в вертикальном листе а=18,7 см (рис. 18.20,г). Таким образом, по формуле (18.41) местное напряжение в шве (и=0,4) при К=б мм т1 — — 0,4 0,05/(0,187 2 0,7 0,006) =12,7 МПа. Условное результирующее напряжение по формуле (18.42) трез=26,1 МПа. Допускаемое напряжение в поясных швах определим из соотношения (т'1=0,65 [п)р — — 104 МПа. Катеты швов, привар~ивающих ребра жесткости к поясам и стенкам, принимаем такими же, как и поясных швов, т. е.
К=б мм. Эти швы не передают рабочих напряжений и рзсчету на прочность не подлежат. 230 ГЛАВА 19 СТОИКИ 9 1. Типы поперечных сечений Поперечные сечения стоек имеют различную форму. Она зависит от значения усилия, наличия эксцентриситета, длины стойки, конструкции опорных закреплений, общей компоновки объекта. Сжатые элементы должны быть не только прочны, но н устойчивы.
Поэтому поперечные сечения сжатых элементов должны обладать возможно большей жесткостью по всем направлениям. а/, б) 6) г) д '/лт1П Р' к Рис. 19.1. Поперечные сечения сжатых элементов При небольших продольных усилиях применяют стойки, имеющие сечение уголка (рис. 19.1,а), однако они обладают малой жесткостью и применяются преимущественно в коротких элементах. Сечения, представленные на рис. 19.1,6, и, рациональны с точки зрения жесткости, но неудобны для окраски и связаны с большим количеством сварочных работ. Наиболее распространено сечение, 231 ной подвижностью, 1=0,51/». (19.2гг) Значения коэффициентов ср, установленные на основе многочисленных исследований, приведены в табл. 19.1.
Таблица 19.1 Коэффициенты и для стоек из низкоуглеродистых, среднеуглеродистых и низколегированных сталей Классы стали Гибкость элементов Х=//г С 46/ЗЗ ~ С 62/40 ~ С 60/46 ~ С 70/60 ~ С 86/76 С 38/23 С 44/29 Ст4 Стз низ коле гирован ные Рис, 19.2. Расчетные схемы стоек Во избежание местной потери устойчивости стенку стойки подкрепляют продольными ребрами жесткости. Последние ставятся, если (19Л) /2 /з„> 40 )l'210/(0,90,) + 0,4Л (19.4) для двутаврового сечения и Ь /з„.>40У210/(0,90,)+0,2Л (19.4') для коробчатого сечения. В формулах (19.4) и (19.4'): Х вЂ” гибкость стойки; Ьот — высота стенки; з„— толщина стенки. Для сталей классов С 38/23 — С 52/40 отношение половины ширины полки двутавра к ее толщине не должно превосходить 16 — 14 при гибкости 1/»=50 и 20,5 — 18,5 при гибкости 1/'»=100.
233 изображенное на рис. 19.1,г. Уголки по длине элемента соединяют между собой прокладками, о чем будет сказано ниже. Для стоек под легкие нагрузки целесообразны трубчатые гнутые профили (рис. 19.1,в, и, к) из стали толщиной от 1 до 6 мм, сваренные дуговой или контактной точечной сваркой. Для изготовления стоек, работающих при продольных усилиях до нескольких сотен килоньютон, применяют Н-образные про- фили (рис. 19.1,д), которые во мно- о/ р7 1р и/ гих случаях наиболее рациональны. Открытые швеллерные (рис. 19.1,0к, з) профили применяют, чтобы при наименьшей площади получить значительный момент инерции, трубчатые профили (рис.
19.1,е, и, к) иногда ис- пользуют в станинах. Рациональные конструкции стоек, работающих при продольных усилиях, составляющих тысячи килоньютон, приведены на рис. 19.1,л — и. Закрытые сечения (рис. 19,1,о, и) выгодно применять в конструкциях различного рода рам и станин. В сжатых элементах иногда применяют цельнотянутые и сварные трубы. ф 2. Устойчивость стоек со сплошными поперечными сечениями Расчет на прочность и устойчивость стоек, работающих при ц е н т р а л ь н о м сжатии, производится по формуле 47=У/р~ ~47~ Р4р.
(19.1) При введении в расчетную формулу коэффициента <р(1 обеспечивается расчетная устойчивость сжатого элемента при продольном изгибе. Величина ~р зависит от гибкости сжатого элемента. Г и б к о с т ь ю Х называют отношение свободной длины элемента 1 к радиусу инерции» поперечного сечения гибкого элемента: 1=1/~». (19.2) Радиус инерции равен » = '1г'1,'Р. В направлении, где радиус инерции имеет наименьшее значение, гибкость элемента наибольшая. Для конструкции, шарнирно закрепленной по концам (рис. 19.2,а), свободная длина 1 принимается равной длине стойки. При этом гибкость стойки определяется формулой (19.2). Примерами подобных конструкций могут служить элементы сжатых поясов ферм.
Б конструкции, имеющей один конец защемленный (рис. 19.2,б), гибкость равна Х=21/». (19.2') У стоек с защемленными концами (рис. 19.2,в), один из которых (нижний) неподвижен, а другой (верхний) обладает продоль- 232 0 1О 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 1,000 0,988 0,970 0,943 0,905 0,867 0,820 0,770 0,715 0,655 0,582 0,512 0,448 0,397 0,348 О, 305 О, 270 0,240 0,2!6 0,196 0,175 0,160 0,146 1,000 0,987 0,968 0,935 О, 892 О, 843 0,792 0,730 0,660 0,592 0,515 0,440 0,383 0,330 0,289 0,250 0,220 0,195 0,175 0,158 0,142 О,!ЗО 0,119 1,000 О, 986 0,965 0,932 0,888 0,837 0,780 0,710 0,637 0,563 0,482 0,413 О, 350 0,302 0,256 0,226 0,200 0,178 0,160 0,142 0,129 0,118 0,108 1,000 0,985 0,962 0,927 0,878 0,823 0,764 0,682 0,604 0,523 0,437 0,370 0,315 0,264 0,228 0,198 0,176 0,156 0,139 0,126 О,! 12 О, 102 О, 093 1, 000 О, 984 0,956 0,916 0,866 0,810 0,740 0,650 0,570 0,482 О;396 0,325 0,275 0,232 0,198 0,173 0,153 1,137 0,122 0,108 0,098 0,089 0,081 1, 000 0,983 0,953 0,909 0,852 0,790 0,700 0,610 0 518 0,412 0,336 0,273 0,230 0,196 0,168 0,148 0,130 0,116 0,102 0,092 0,082 0,075 0,068 1,000 О, 982 0,950 0,903 0,838 0,760 0,660 0,553 0,432 0,343 0,288 0,230 0,192 0,164 О, 142' О, 123 0,108 О, 096ь О, 086 0,077 О, 069.
0,063 О, 057' Часто напряжения в сжатых элементах проверяют по преобразованной формуле ,д аараааи 1 234 а=/1// (Р1р) . (19.5) При этом произведение Рф называют приведенной и л ощадью сжатого элемента. Трудность подбора сечения сжатого элемента при заданном значении силы /1/ состоит в том, что допускаемое напряжение является функцией коэффициента ф, а последний зависит от лпх10 ! лп'г поперечного сечения, которое еще не подобрано. Поэтому для подбора поперечного сечения стоек пользуются методом последовательного приближения. Первоначально задаются коэффициентом ф! — — 0,5 —:0,8 в зависимости от рода конструкции. Можно принять среднее значение ф1 — — 0,65. По заданному коэффициенту определяют тре- 1Я'д буемую площадь поперечного сечения элемента по формуле Р! — — Л//([ор)ф1).
Затем проектируют сечение, которое бараанга Л обозначим Р2, находят в нем наимень- шее значение момента инерции /ш~,, 9 3 К п р и м е р у р а с н а и м е н ь ш и й Р а Д и У с и н е Р Ц и и ! п чета стойки на централь- =)Г/~1„/Р„наибольшую гибкость ное сжатие Лшах //Гтв1п И КОЭффИЦИЕНт ф2 СООТ ветствующий значению Лгаах. Определяют напряжение в спроектированном сечении о=У/(Р2ф2), которое должно быть близким к [а1р. Допустимы отклонения о от Яр в пределах =Ь5%. В противном случае размеры поперечных сечений элементов изменяют в требуемом направлении.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
