Устойчивость обеспечена

7.11.4 Расчет вертикального сварного шва, соединяющего опорное ребро по оси Б со стенкой.

По табл. Г.1 приложения Г [1] для района II₅ 2-ой группы конструкций и стали с пределом текучести принимаем для полуавтоматической сварки в углекислом газе сварочную проволоку Св – 08Г2С по ГОСТ 2246-70*. По таблице Г.2 приложения Г [1] расчетное сопротивление углового соединения срезу по металлу шва . Расчетное сопротивление по металлу границы сплавления по табл. 4 [1] , где временное сопротивление принимается по таблице В.5 приложения В [1] для стали ТУ 14-1-3023-80 при толщине листа

11 – 20 мм.

Минимальный катет шва по табл. 38 [1] при

Максимальный катет шва по п. 14.1.7 а [1]

Принимаем катет

По таблице 39 [1] при сварке в нижнем положении проволокой диаметром

d<1,4 мм и R_y=5 мм принимаем коэффициенты, учитывающие форму поперечного сечения шва и : .

В соответствии с п. 14.1.16 [1] проверим условие:

;

.

Условие выполняется, следовательно материалы для сварки подобраны правильно.

Проверяем прочность швов по формулам п. 14.1.16 [1]:

.

Здесь 1,5 – коэффициент, учитывающий возможность неравномерной передачи опорного давления и ответственность опорного узла [5].

Проверяем максимальную длину шва по п. 14.1.7 г [1]:

В нашем случае длина шва по п. 14.1.7 г [1]:

Условие не выполняется. Необходимо пересчитать катет шва так, чтобы опорную реакцию воспринимал участок шва с расчетной длиной от низа балки (см. рис. 16 б).

;

Принимаем При этом по таблице 34 [1] . Значения коэффициентов не изменились, поэтому повторную проверку прочности по п. 14.1.16 [1] не выполняем. Принятый катет удовлетворяет конструктивным требованиям:

Расчетная длина шва:

Принимаем конструктивную длину шва равной й мм и кратной 5 мм:

Конструкция опорной части балки показана на рис. 18.

Рис. 18 Конструкция опорного узла.

7.11.5 Расчет горизонтального сварного шва, соединяющего опорное ребро с нижним поясом.

Горизонтальные швы, прикрепляющие опорные ребра к нижней полке (см. рис. 16 а), в случае пригонки торцов к полке, и для узла по рис. 16 б, назначают конструктивно с минимальными катетами по таблице 38 [1].

Если торцы ребер не пригнаны, швы рассчитывают на восприятие опорной реакции. Принимаем этот вариант. Минимальный катет шва Максимальный катет шва Коэффициенты формы швов равны: . Требуемый катет шва:

Максимальный катет углового шва, как правило, не должен превышать 16 мм. Поэтому вместо угловых швов принимаем стыковые сварные швы, выполняемые с разделкой кромок и полным проплавлением опорных ребер (см. рис. 18).

7.12 Расчет монтажного стыка на высокопрочных болтах.

7.12.1 разработка конструкции.

Монтажный стык расположен в 3-ем отсеке. Конструкция стыка приведена на

рис. 19. Расстояние от оси стыка до ближайшего поперечного ребра должно быть не менее 0,5 м. Предварительно принимаем расстояние от опоры балки до оси стыка 5,5 м. Это расстояние может быть в дальнейшем изменено при выполнении расчетов.

При высоте балки рекомендуется применять следующие диаметры высокопрочных болтов: 16, 20, 24 мм. Площадь сечений нетто А_вn этих болтов соответственно равны 1,57; 2,45; и 3,52 см² по таблице Г.9 приложения Г [1]. Принимаем предварительно d_в=20 мм. Диаметр отверстия под болт

Размеры накладок по ширине и длине должны быть минимальными. Размещение болтов производится с учетом допустимых минимальных и максимальных расстояний между центрами болтов и от центра болта до края элемента в соответствии с таблицей

40 [1]. При этом расстояние следует округлять до 5 мм в большую или меньшую сторону (для минимальных и максимальных расстояний соответственно).

Зазор между отправочными марками в стыке принимаем равным 10 мм. Число вертикальных рядов в стенке по одну сторону от стыка n=2. Минимальное расстояние между ними Расстояние от края стенки или накладки до ближайшего ряда Шаг болтов по вертикали обычно составляет

Принимаем его 120 мм (кратно 10 мм). При этом расстояние “с” между крайним болтом в вертикальном ряду и внутренней гранью пояса должно находится в пределах от 60 до 120 мм (см. рис. 19). В нашем случае “c”=90 мм.

Рис. 19 Монтажный стык главной балки.

Толщины двусторонних накладок в поясе должны быть больше 0,5 t_f. Расстояние между внутренними накладками d₁ ≥40 мм (см. рис. 19). Площадь сечения накладок должна быть не меньше площади пояса.

Для пояса следует принять четырехрядное расположение болтов, а, если четыре ряда не размещаются в соответствии с требованиями таблицы 40 [1] (в случае узкого пояса) – шахматное расположение болтов.

7.12.2 Конструирование и расчет поясных накладок.

Принимаем толщину накладок в поясе: .

Расчетное сопротивление R_y стали накладок равно значению расчетного сопротивления пояса, см. табл. В.5 приложения В [1].

Ширина наружной накладки: .

Ширина внутренней накладки:

Принимаем (кратно 10 мм).

Площадь сечения накладок брутто:

Площадь сечения нетто (с учетом ослабления), см. рис. 19:

Следовательно, расчетная площадь сечения накладок, см. п. 14.3.11 [1]:

Так как, , а расчетные сопротивления стали пояса и накладок равны, то прочность накладок обеспечена.

Примечание: если расчетная площадь , или R_y накладок ниже R_y пояса, то проверку прочности накладок выполняют по выражению:

Здесь σ – напряжение в сечении по крайнему ряду болтов, определяемое с учетом того, что половина усилия на каждый болт в сечении уже воспринята силами трения;

n_кр – число болтов в крайнем сечении;

n – число болтов соединении;

, где

М – изгибающий момент в сечении;

h₀ – расстояние между осями поясов;

I_w I_x – соответственно моменты инерции всего сечения и стенки относительно нейтральной оси сечения.

7.12.3 Проверка прочности ослабленного сечения пояса.

Площадь сечения пояса нетто:

;

Так как, то следует выполнить проверку прочности по площади сечения брутто (без учета ослабления), см. п. 14.3.11 [1].

При проверке прочности пояса, в отличии от проверки прочности основного сечения условно считается, что весь изгибающий момент должен восприниматься поясами.

Так как при проверке стыка считается, что половина усилия уже воспринята высокопрочными болтами (см. примечание к п. 7.12.2), а изгибающий момент в нашем случае в месте стыка меньше M_max, то прочность стали пояса в ослабленном сечении обеспечена.

7.12.4 Определение числа болтов прикрепления поясных накладок.

Болты, прикрепляющие поясные накладки, рассчитывают по усилию которое может быть воспринято поясом при условии полного использования прочности стали (здесь - площадь сечения нетто балки):

;

Предельное усилие Q _bh на одну поверхность трения накладок и пояса, на один болт определяют согласно п. 14.3.3 [1]:

.

Здесь - расчетное сопротивление болта из стали 40Х “скелет”, табл. Г.8 приложения Г [1]; А_bh=2,45 см² – площадь сечения болта М20 нетто по табл. Г.9 приложения Г [1]; ; - коэффициенты трения и надежности соответственно, принятые по табл. 42 [1] при условии обработки поверхностей стальными щетками и контроля натяжения болтов по значению момента закручивания.

Требуемое количество болтов по одну сторону от оси стыка по формуле 192 [1]:

Принимаем 14 болтов (четное число, больше чем n_тр).

Здесь k=2 – число поверхностей трения;

γ_b - коэффициент условий работы фрикционного соединения, зависящий от количества болтов, необходимых для восприятия расчетного усилия, и принимаемый равным:

0,8 при n<5; 0,9 при 5n<10; 1,0 при .

γ_c=1 – коэффициент условий работы балки в месте стыка на высокопрочных болтах (табл. 1, примечание [1]).

Примечание: после определения числа болтов следует проверить первоначально принятое по п. 14.3.4 [1] значение γ_b. В данном случае n=14 и γ_b=1, что соответствует принятому значению γ_b.

7.12.5 Расчет стыка стенки.

Размещение болтов стыка стенки выполнено при предварительной разработке конструкции, см. п 7.12.1, рис. 19. Принимаем болты М20 из стали 40Х “скелет”, как и для стыка поясов, см. п. 7.12.4.

Изгибающий момент сечения стыка:

На расстоянии х_ст = 5,5 м от опоры, см. п. 7.3:

Для момента, воспринимаемая стенкой:

;

Здесь I_w и I_x – моменты инерции стенки и всего сечения балки соответственно, см. п. 7.6.

Поперечная сила в месте стыка:

Усилия на крайний болт вертикального ряда от момента и поперечной силы:

.

Здесь m – число болтов в вертикальном ряду; n – число вертикальных рядов по одну сторону стыка. Суммарное усилие на крайний болт вертикального ряда от момента и поперечной силы:

Прочность стыка обеспечена.

Примечание: если прочность стыка не обеспечена или обеспечена с большим запасом (недонапряжение более 20%), то в конструкции стыка можно изменить:

а) шаг болтов по вертикали;

б) материал, диаметр болтов;

в) способ обработки поверхностей, способ регулирования напряжения болтов.

Поиск по сайту: