МУ к выполнению курсовой работы. Методические указания Саратов введение цель работы практическое освоение методов проектирования сварных конструкций (СК)
 Скачать 0.6 Mb.
|
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): ,  .Здесь E - модуль упругости; d - меньшая из сторон пластинки; μ - отношение большей стороны пластины к меньшей. При действии на стенку со стороны полок сосредоточенных сжимающих сил, а также при наличии продольных ребер жесткости расчет несколько сложнее. Соответствующие формулы приведены в разделе 7 СниП. 9. Проектирование связей между ветвями составного сечения Проверочные расчеты на выносливость и устойчивость позволили окончательно определить размеры сечения. Если сечение состоит из нескольких ветвей, то их совместную работу обеспечивают соединительные планки или решетка. Расстояние между узлами присоединения планок или решетки было найдено из условия общей устойчивости ветвей. Размеры сечения соединительных элементов определяют из расчета на прочность под действием поперечной силы Q. Если реальная сила Qy меньше условной силы Qусл, вызванной эксцентриситетами в узлах конструкции, то в расчете заменяют Q на Qусл. Условная поперечная сила Qусл постоянна по всей длине стержневой конструкции и равна  , (29)где φ - коэффициент понижения допускаемых напряжений в сечении стойки при ее изгибе в той плоскости, в которой действует определяемая поперечная сила Qусл. Если Qу > Qусл, рекомендуется применять соединительную решетку, а не планки. При соединении ветвей планками силу Q следует считать распределенной поровну между планками, лежащими в плоскости действия силы. Сила Q1, приходящаяся на одну планку, приводит к возникновению поперечной силы в планке, вызывающей касательные напряжения  где ℓ1 - расстояние между осями планок (свободная длина ветви, см. рис. 6,а); b - расстояние между осями ветвей (длина планки); A - площадь сечения планки. Сила Q1 вызывает также продольные нормальные напряжения в планке от изгиба:  где W - момент сопротивления планки при изгибе. Прочность планки проверяют по формуле (18). Элемент решетки следует рассчитывать на прочность и устойчивость как стойку, нагруженную продольной силой. Силы определяют по правилам расчета решеток ферм из условий равновесия узлов и стержней в предположении шарнирного соединения элементов решетки. При проектировании связей, соединяющих сжатые пояса ветвей балки и обеспечивающих их устойчивость, поперечную силу, приходящуюся на одну связь, принимают равной половине действующей на балку силы Qу, т. е. Q1= Qу/2, а условную силу Q1усл, приходящуюся на одну связь определяют по формуле (29), подставляя Pz=(Aп+Ac/4)·Ry, т. е. считая, что сжатой при изгибе является часть сечения ветви балки, включающая одну полку и 1/4 стенки. Проверку прочности связей балки производят по тем же формулам, что и для соединительных планок стойки. 10. Проектирование сварных соединений Если сечение не составное, а сплошное, то роль соединительных планок между отдельными листами сварного профиля играют продольные (поясные) швы. Размеры швов определяют из расчета на прочность под действием поперечной силы Q. Как и для соединительных планок, если реальная сила Qy меньше условной силы Qусл, вызванной эксцентриситетами в узлах конструкции, то в расчете заменяют Q на Qусл, вычисляя ее по формуле (29).Если полка приварена к стенке угловым швом, то его катет может быть найден из условия прочности  ,где I - момент инерции всего сечения стойки или балки в плоскости действия силы 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 углового шва  . 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. формулу 121 СниП). Еще одно сварное соединение, требующее расчета – прикрепление конструкции к стене. Самая простая схема сварного соединения - втавр с обваркой торцевого сечения по контуру угловыми швами. Задача проектного расчета в этом случае состоит в определении необходимого катета углового шва. Поскольку сечение конструкции нежесткое (состоит из листов), катет шва зависит от толщины привариваемого этим швом листа, так как через швы передается усилие, действующее на стену со стороны элементов сечения конструкции. Необходимый катет можно, найти из условия равнопрочности (рис. 7).  Рис.7. Схема передачи усилия через угловой шов Растягивающее напряжение в сечении стержневой конструкции, согласно проведенному расчету, не может превышать допускаемое [σ], найденное из условий (3) и (4). Тогда сила, передаваемая через участок сечения A толщиной s и шириной b.не может превышать  . Это усилие должен выдержать участок шва, имеющий другое сечение Аш и другое допускаемое напряжение :  .Из этого уравнения можно найти необходимый катет шва. Литература 1. Строительные нормы и правила. Часть II. Гл. 23. Стальные конструкции. (СНиП II-23-81*) М.: ЦИТП Госстроя СССР.- 1988.-96 с. 2. Николаев Г.А., Винокуров В.А. Сварные конструкции. Расчет и проектирование. М.: Высшая школа.- 1990.- 446 с. |