Федеральное агентство по образованию иркутский государственный технический университет
 Скачать 7.53 Mb.
|
Таблица 2.6Расчетные сопротивления сварных соединений
П р и м е ч а н и я: 1. Для швов, выполняемых ручной сваркой, значения Rwun следует принимать равными значениям временного сопротивления разрыву металла шва, указанным в ГОСТ 9467-75*. 2. Для швов, выполняемых автоматической или механизированной сваркой, значения Rwun следует принимать по табл.1.18. 3. Значения коэффициента надежности по материалу шва wm следует принимать равными: 1,25 – при значениях Rwun не более 490 МПа; 1,35 – при значениях Rwun = 590 МПа и более. – сварочные материалы с пониженной прочностью и повышенной пла- стичностью; используют технологические приемы сварки, направленные на снижение остаточных сварочных напряжений; не применяют порошковую проволоку. Расчетные сопротивления сварных соединений для различных видов соединений и напряженных состояний определяются по табл. 2.6. Таблица 2.7 Нормативные и расчетные сопротивления металла швовсварных соединений
* Только для швов с катетом k 8мм в конструкциях из стали с пределом текучести 440 МПа и более. Прочностные характеристики металла швов сварных соединений с угловыми швами приведены в табл. 2.7. Глава 3 БАЛКИ И БАЛОЧНЫЕ КОНСТРУКЦИИ 3.1. Балочные клетки При проектировании конструкции балочного покрытия рабочей площадки цеха выбирают систему несущих балок, называемую балочной клеткой.  Рис. 3.1. Типы балочных клеток: а – упрощенный; б – нормальный; в – усложненный В рабочих площадках производственных зданий применяют три типа балочных клеток: упрощенный, нормальный и усложненный (рис. 3.1). В упрощенной балочной клетке нагрузки передаются через настил на балки настила, опирающиеся на стены или другие несущие конструкции. Нормальный тип включает главные балки и опирающиеся на них балки настила, непосредственно поддерживающие настил. В усложненном типе добавляются вспомогательные балки, укладываемые на главные, на них опираются балки настила и настил. Для уменьшения трудоемкости изготовления балочной клетки, балки настила и вспомогательные балки обычно принимают прокатными. В качестве настила используются стальные листы или железобетонные плиты. Тип балочной клетки устанавливается в зависимости от значения технологических нагрузок, расстояний между колоннами (пролета и шага) и обосновывается технико-экономическими расчетами. Пространственная неизменяемость и жесткость рабочей площадки обеспечиваются связями между колоннами в продольном и поперечном направлениях, связями между балками, распорками. 3.2. Расчет изгибаемых элементов в упругой стадии и с учетом развития пластических деформаций Расчет конструкции обычно состоит из следующих этапов: установление расчетной схемы, сбор нагрузок, определение усилий в элементах конструкции, подбор сечений и проверка напряженно-деформированного состояния конструкции в целом, ее элементов и соединений с целью не допустить ни одного из предельных состояний. Согласно Своду правил [8] элементы конструкций подразделяются на три класса в зависимости от напряженно-деформированного состояния расчетного сечения (табл. 3.1): Таблица 3.1 Классы напряженных состояний сечений при изгибе
1-й класс – напряженно-деформированное состояние, при котором напряжения в сечении не превышают расчетное сопротивление стали σ ≤ Ry(упругая работа сечения); 2-й класс – напряженно-деформированное состояние, при котором в одной части сечения σ < Ry, а в другой σ = Ry (упруго-пластическая работа сечения); 3-й класс – напряженно-деформированное состояние, при котором по всей площади сечения σ = Ry (пластификация всего сечения, условный пластический шарнир). Класс напряженного состояния сечения при проектировании следует назначать в зависимости от допустимых пластических деформаций, целесообразных размеров сечения элемента в целом, толщины стенок и поясных листов. Следует учитывать назначение конструкции, характер нагрузок и воздействий, опасность хрупкого разрушения, агрессивность среды, конструктивные ограничения, степень огнестойкости и другие факторы. Расчет на прочность балок в упругой стадии работы сечения выполняют по формулам: – при действии момента в одной из главных плоскостей  ,где Mmax– максимальныq изгибающий момент от расчетной нагрузки; Wn,min – момент сопротивления ослабленного сечения; – при действии в сечении поперечной силы  где Q – максимальная поперечная сила от расчетной нагрузки; I – момент инерции сечения; S – статический момент сдвигаемой части сечения относительно нейтральной оси; tw – толщина стенки. При изгибе в двух главных плоскостях проверку сечения проводят по формуле  где Mx и My –моменты относительно осей соотвественно x-x и y-y; Ix,n и Iy,n – моменты инерции относительно главных осей ослабленного сечения; xиy– координаты рассматриваемой точки сечения относительно главных осей. Расчет на прочность разрезных балок в упругопластической стадии работы двутаврового сечения из стали с нормативным сопротивлением Ry ≤ 440 МПа, несущих статическую нагрузку, при передаче нагрузки через сплошной жесткий настил, непрерывно опирающийся на сжатый пояс балки и надежно с ним связанный (плоский металлический настил, железобетонные плиты и т.п.), и при ограничении касательных напряжений в месте максимального момента = Q/Aw 0,9Rs (кроме опорных сечений) при изгибе в плоскости наибольшей жесткости (Ix > Iy) относительно оси x-xвыполняют с учетом развития пластических деформаций в узкой локализованной зоне по формуле  гдеMx– максимальный изгибающий момент, действующий в плоскости наибольшей жесткости; c1– коэффициент, учитывающий резерв несущей способности изгибаемого элемента, обусловленный пластической работой материала. Он зависит от формы сечения, отношения площадей поперечного сечения пояса и стенки αf = Af/Aw, принимается: c1 = c при 0,5Rs(влияние касательных напряжений на переход в предельное состояние считается несущественным), где с определяется по табл. 3.2; c1= 1,05βс = 1,05с  при 0,5Rs< 0,9Rs, (зависит от значения средних касательных напряжений в сечении = Q/(twhw), здесь α – коэффициент, равный 0,7 для двутаврового сечения, изгибаемого в плоскости стенки; α = 0 для других типов сечений; tw и hw – толщина и высота стенки. Таблица 3.2 Значения коэффициентов с, (cx), cy
При наличии ослаблений стенки отверстиями для болтов значения касательных напряжений определяются с учетом ослаблений (следует умножить на коэффициент ослабления α = а/(а – d), где а – шаг отверстий; d– диаметр отверстия). Для элементов, изгибаемых в двух главных плоскостях, проверка прочности сечения ведется по формуле  при ограничении касательных напряжений условием 0,5Rs. Значения коэффициентов cxи cy, учитывающих развитие пластических деформаций, принимается из табл. 3.2. При расчете сечения в зоне чистого изгиба, где зона пластических деформаций большой протяженности, вместо коэффициента c1 принимают с1m= 0,5(1 + c1). Для балок, рассчитываемых с учетом пластических деформаций, расчет на прочность в опорном сечении (при Mx = 0) выполняют по формуле  где Qx – максимальная поперечная сила на опоре; h – высота сечения балки. При ослаблении стенки отверстиями для болтов левую часть формулы умножают на коэффициент ослабления α. Расчет на прочность балок переменного сечения с учетом развития пластических деформаций следует выполнять только для одного сечения с наиболее неблагоприятным сочетанием усилий M и Q; в остальных сечениях учитывать развитие пластических деформаций не допускается. 3.3. Расчет плоского стального настила Конструкция несущего настила состоит из стального листа, уложенного на балки настила сверху и приваренного к ним. Для стационарного настила чаще всего применяют плоские листы толщиной 6 – 14 мм из стали класса C235. Исходя из несущей способности этих листов, пролет настила lн, определяемый расстоянием между балками настила а1, принимается в пределах 0,6 – 1,6 м. Настил, имеющий достаточную толщинуtн и соотношение пролета настила к толщине lн/tн < 40, рассчитывается на поперечный изгиб как плита без распора, относительно тонкий настил при соотношении lн/tн > 300 работает как мембрана только на осевое растяжение. Для восприятия распора требуются неподвижные опоры. Листовой настил с соотношением пролета к толщине 40 ≤lн/tн ≤ 300 занимает промежуточное значение между плитой и мембраной, работает на изгиб с растяжением. Для расчета стального настила, изгибаемого по цилиндрической поверхности, вырезается полоска единичной ширины, работающая на изгиб от момента Мmax и растяжение от усилия Н, вызванные поперечной равномерно распределенной нагрузкой q (рис. 3.2).  Рис. 3.2. Расчетная схема настила Цилиндрическая изгибная жесткость настила при отсутствии поперечных деформаций E1I, где  здесь – модуль упругости, = 0,3 – коэффициент поперечной деформации (коэффициент Пуассона). Толщина стального настила tн, не подкрепленного ребрами жесткости, назначается в зависимости от заданной полезной нагрузки pn. Ее рекомендуемое значение принимается по табл. 3.3 и согласуется с ГОСТ 82-70 «Сталь широкополосная универсальная горячекатаная» (см. табл. 3.9) и ГОСТ 19903-74 «Сталь листовая горячекатаная» (см. табл. 3.8). Таблица 3.3 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
