Том 2. Технология (1041447), страница 47
Текст из файла (страница 47)
Конструктивные — их применяют для изменения поперечного сечения пояса от панели к панели; положение конструктивных стыковых соединений задано проектировщиком, поэтому расчет прочности можно производить по действующему расчетному усилию; их располагают в элементе на расстоянии 0,2 — 0,5 длины панели от узла. 3. М о н т а ж- Рис. 20.15.
Узел стержней арматуры периодического профиля Рнс. 20.16. Конструкция сварной легкой фермы с прутковыми раскосами 17 — 201 257 н ы е — их назначают в зависимости от условий транспорта и наличия подъемно-транспортных средств на ст оительстве. Г1 и Р Р монтаже элементы предварительно собирают на болтах или струбцинах; после этого производят сварку соединений. Положение монтажных стыковых соединений всегда назначает проектировщик. Наиболее целесообразны сты- б) ф 8. Применение пайки 9 9. Пример Разработать конструкцию фермы схеме, изображенной на рис.
20,19,а. =1 м, Р=В кН, а=45'. 17* 259 к овые соединения с прямыми и иногда косыми швами (рпс. 20.17,а, б). Эти типы соединений могут быть рекомендованы не только для уголковых и тавровых Рис. 2017. Стыки поясов фермы пРофилей, но и для Н-образных, П-образных и других разновидностей поперечных сечений. Указанные типы стыковых соединений применяют при работе элементов на растяжение и сжатие, в особенности при переменных нагрузках. Для соединений поясов легких ферм в растянутых элементах можно допустить конструкции соединения, приведенные на рис.
20.17,в, а в сжатых — конструкции, приведенные на рис. 20.17,г. Расчет прочности стыков производится согласно общим правилам расчета сварных соединений, изложенным в гл. 2. $ 7. Применение алюминиевых сплавов в сварных конструкциях ферм Алюминиевые сплавы могут быть рекомендованы для ферм, к которым предъявляются требования предельного сокращения веса, например для стрел подъемных кранов, сборно-разборных мостов, гидротехнических затворов, а также для объектов, работающих в условиях агрессивных сред.
Наибольшее применение для несущих конструкций имеют сплавы АВТ, В92Т, АДЗЗТ1, АМг6, АМг61. Важным преимуществом сварных алюминиевых ферм является их хорошая сопротивляемость ударным нагрузкам при низких температурах. Недостатком алюминиевых ферм по сравнению со стальными являются повышенные значения прогибов и малое значение коэффициентов «р, чувствительность к концентраторам напряжений, затруднения при сварке некоторых сплавов, в частности высокопрочных. При изготовлении ферм из алюминиевых сплавов применяют гнутые элементы, полученные прокаткой, прес- сованием, выдавливанием и другими способами. Как правило, конструкции ферм сваривают аргонодуговой сваркой, реже — контактной.
Для обеспечения плотности соединений и улучшения антикоррозионных свойств иногда применяют склейку. Применение алю- 258 миния в конструкциях сборно-разборного типа позволяет уменьшать их массу по сравнению со стальными в 2,5 раза. В частности, масса конструкций мостовых кранов из алюминиевых сплавов пролетами 32 м, грузоподъемностью от 5 до 50 т уменьшена по сравнению со стальными на 60%, а давление на катки снижено на 32 — 19%. Собственная масса крыла перегружателя грузоподъемностью 30 т с пролетами 27+76+27 м вместе с механизмом составляет 435 т при применении алюминия и 786 т при применении стали.
До последнего времени паяные соединения применялись главным образом в приборостроении и машиностроении, однако пайка перспективна и при изготовлении строительных конструкций, в частности мачтовых ферм для линий электропередачи. При пайке широко используют соединения внахлестку. На рис. 20.18,а, б изображены паяные узлы одной из мачтовых ферм. Сами швы показаны заштрихованными.
Размеры площади спая легко изменить в зависимости от расчетных усилий соединений. Рис. 20.18. Примерь«ивяных узлов мачтовой фермы Расчет прочности паяных швов в соединениях производят по формуле т=Р1Р =~т'~1, (20.9) где Š— площадь паяного шва; (т'1 — допускаемое напряжение паяного шва, зависящее от припоя и технологического процесса. Проведенные исследования подтвердили достаточно удовлетворительную работу паяных соединений при статических и усталостных нагрузках. расчета фермы нз стали С 46/33 пролетом 1=12 м по Высота фермы 5=1 м, длина панели «1= Согласно нормам строительного проектирования для этои стали, расчетное сопротивление /с=290 МПа.
Чтобы перейти к допускаемым напряжениям, следует разделить 1с' на коэффициент перегрузки и=1,1, умножить на коэффициент условия работы па=0,8. Таким образом, (п)а=211 МПа. — р р р р р р р р р,Р Рис. 20.19. К примеру расчета фермы: Р 1' 2',?' 4' 1' б' а — схема фермы; б — узел верхнего пояса газетт !' Допускаемые напряжения при срезе для стали С 46/33 [т'1=0,4~а1р — — 0,4Х Х210=84 МПа. -' 4=.
Допускаемое усилие на одну точку Т; — 1т'1пг! /4=84 3,14 1,3 10- / =0,0114 МН=11,4 кН. Производим расчет соединений в узле 1' (рис. 20.18,б). Раскос 1'0 прикреплен к косынке точками с допускаемым усилием на каждую 11,4 кН. Усилие в раскосе 1'0 составляет 62,8 кН. Определяем требуемое число точек для прикрепления 1=62,8/11,4=5,6; принимаем 6 точек. Расстояние между точками 1=3с(=3,9 см.
Расстояние от точки до края листа 2б=2,6 см. Раскос 1'2 растянут силой 51,4 кН. Требуемое число точек для его прикрепления 1=51,4: 11,14=4,6; принимаем 5 точек. Стойка 6'6 сжата силой 8 кН. Требуемое число точек 1=8/11,14=0,7; принимаем 4 точки из соображении рационального конструирования. Усилие, сдвнгающее косынку (накладку) относительно пояса, по формуле (20.7) Т= (62,8+51,4) а(п 45'= 80,73 кН. Число точек, прикрепляющих косынку к поясу, 1=80,73/11,14=7,3; принимаем 9 точек из соображений рационального конструирования.
ГЛАВА 21 ОБОЛОЧКОВЫЕ КОНСТРУКЦИИ 7бл 76г6 Л!хббхФ Определяем расчетные усилия, пользуясь методом разрезания фермы и отсечения отдельных узлов. Затем выбираем .геометрические характеристики сечений гнутых ~профилей и подсчитываем напряжения в стержнях. Все эти данные приведены в табл. 20.2, значения коэффициентов <р взяты из табл.
19.1. Все соединения в узлах выполняются точечной контактной сваркой. Диаметр точки д=!,5з+5 мм=13 мм. Т а б и и ц а 20.2 Состав сечения, мм гнпп см Элемент ?т', КН 0'пяп Ь см 260 б'б' бб б'б 0 1' 1'2 2 3' 3'4 4 бг б'б — 144,0 +140,0 — 8,0 — 62,8 +51,4 — 40,0 +29,6 — 17,1 +5,7 10ОХ!ООХ5 75Х75Х5 50Х50Х4 75Х?5Х5 50Х50Х4 ?5Х?5Х5 50Х50Х4 50Х50Х4 50Х50Х4 9,75 7,25 3,84 7,25 3,84 7,25 3,84 3,84 3,84 2,0 1,49 0,99 1,49 0,99 1,49 0,99 0,99 0,99 !00 100 100 !41 141 141 141 141 141 50 6? 101 95 !43 95 143 143 143 0,84 0,48 0,52 0,52 0,24 — 176 +193 — 46,2 — 173,5 +134 — 112 +77 — 18,5 +14,9 Оболочковые конструкции разделяют на две основные группы. К первой группе относят резервуары и другие изделия, предназначенные для хранения невзрывоопасных и неядовитых жидкостей и газов при давлении р~0,05 МПа и температуре Т~100'С.
Эти конструкции изготовляют согласно общим правилам проектирования и требованиям эксплуатации промышленных сооружений. Ко второй гру й группе относят котлы и сосуды, работающие под высоким л нием. Эксплуатация их находится под особым наблюде нием давление ют и изгоинспекции Котлонадзора. Эти конструкции проектируют и товляют согласно специальным техническим условиям. ф 1. Вертикальные цилиндрические резервуары с плоскими днищами Основными элементами резервуара являются боковая стенка, покрытие и днище (рис.
21.1). Днище этих конструкций в большинстве случаев плоское, корпус цилиндрический. Такая форма рациональна с точки зрения прочности и возможности изготовления ее с наименьшим расходом металла. Изготовляют резервуары главным образом из сталей марок Ст2 и СтЗ, а также из низколегированных сталей.
Оптимальное с позиции расхода металла соотношение между высотой Й резервуара и его диаметром 0 определяется условием, что масса металла в днище и покрытии равна массе металла в цилиндрической части. При этом для объектов объемом 100— 500 мз й/0=1,25 —:0,85, для объектов объемом до 10 000 м' /т/1)= =0,7 †: 0,35. Однако, с учетом требований технологии типовые проекты резервуаров вместимостью от 100 до 2000 м' предусматривают изменение высоты стенки от 5920 до 11845 мм, тогда как 26! »» Я- 2) М= об.1, — 20+2 ~ раисов ада =О, о откуда Е2 (21.3) М= рЯ~ соз айа = рЯ. о а, б — расположение поясов при стыковых соединениях; в — ступенчатое расположение при нахлесточных соединениях поясов (21.4) 263 262 в более крупных резервуарах (50000 ма и выше) высота остается практически постоянной и, как правило, не превышает 18 м.
Схематическое расположение швов на цилиндрической части резервуара показано на рис. 21.1,а. Продольные стыковые швы в Рнс. 21.1. Общий вид резервуара объемом 1у=5000 и': о — Фасад; б — план крыши; в — план днища; г — схема элемента кровли нижней части оболочки располагают в одну нитку или вразбежку (рис. 21.2,а). На рис. 21.2,б показан продольный разрез нижней части оболочки. В верхней части оболочки соединения лиса) б) Ф тов толщиной до 7 — 8 мм нахлесточные (рис. 21.2»в). Размер нахлестки а>4з, где б— »» толщина листа обечайки. Внешние швы нахлесточного соединения накладываются нес» прерывными, внутренние —— прерывистыми. Последнее дев лается для улучшения условий контроля соединений на плотность.
В местах пересечений Рис. 21.2. Сварные соединении стенки горизонтальных и вертикальных швов производят подбивку листов, обеспечивающую плотность соединений. Толщину обечаек проектируют переменной и назначают согласно расчету на прочность. По безмоментной теории оболочка рассматривается как гибкая, учитываются лишь мембранные напряжения. Основными рабочими соединениями являются продольные швы обечаек. Их прочностью определяется толщина стенок резервуара. Допустим, что давление в резервуаре на глубине у (рис. 21.3,а) Р= уУ» (21.1) где у — удельный вес жидкости. Рис.
21.3. К расчету цилиндрической части резервуара: а — определение напряжений цилиндрической части; б— отверстие в цилиндрической части; а — цилиндрическая часть в месте отверстия усилена кольцом Определим напряжения в вырезанном из обечайки кольце шириной, р иной равной единице. Рассечем кольцо плоскостью и приложим в месте разреза силы (21.2) где о — напряжение в кольце; з — толщина кольца. Условие статического равновесия полукольца я/2 Напряжения в кольце о =,ВЯ~б. Напряжения о действуют параллельно касательной к цилиндрической поверхности.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
