А – с торцевым ребром; b – расчетная схема опорного ребра при проверке устойчивости

⇐ ПредыдущаяСтр 6 из 11Следующая ⇒

1. Сначала определяются размеры опорного ребра b_P и t_P из условия его прочности на смятие торцевой поверхности опорной реакцией главной балки F_ОП. Задавшись t_P=12…20мм, находят b_P F_ОП/(R_Pt_P), где F_ОП=qL/2, q – расчетная нагрузка на единицу длины главной балки; R_P – расчетное сопротивление смятию торцевой поверхности (табл.П.1).

Ширина ребра должна быть не менее 200мм и соответствовать сортаменту на широкополосную универсальную сталь. Выступающая часть ребра принимается 15…20мм, но не более 1,5t_P.

2. Проверяется устойчивость опорной части балки из плоскости стенки как центрально-сжатой стойки, нагруженной силой F_ОП:

F_ОП/( A_ОП) R_Y, где А_ОП – расчетное сечение стойки, включающее сечение ребра и примыкающий к нему участок стенки шириной b₁=0,65t_W (рис.13). A_ОП=b_Pt_P+b₁t_W; -коэффициент продольного изгиба (табл.П.4) в зависимости от гибкости l_Y=h_W/i_Y; i_Y=b_P/ - радиус инерции. Если условие устойчивости не выполняется, необходимо изменить размеры ребра и проверку повторить.

3. Проверяется местная устойчивость опорного ребра:

b_ef/t_P£0,36 +0,1l_Y, гдеb_ef=(b_P-t_W)/2

4. Опорная реакция с ребра на стенку балки передается через вертикальные угловые швы (швы «а» на рис.13). Требуемый катет шва k_f_,тр=(1/b_f)ÖF_ОП/(2x85R_Wf).

Катет шва назначают равным или более минимального конструктивного (табл.П.3).

Сварка выполняется, как правило, полуавтоматом с применением сварочной проволоки диаметром 1,4…2мм. В этом случае b_f=0,9 при k_f=3…8мм и b_f=0,8 при k_f=9…12мм.

Если b_fÖR_WF>b_ZÖR_WZ, то k_f следует определять по металлу границы сплавления, где b_Z=1,05 при k_f=3…8мм и b_Z=1 при k_f=9…12мм.

Проектирование укрупнительного стыка главной балки

Укрупнительный стык устраивается обычно в середине пролета балки, что позволяет получить два одинаковых отправочных элемента. Стык проектируется сварным (рис.14), либо на высокопрочных болтах (рис.15).

Сварной стык

Вариант сварного укрупнительного стыка требует следующих конструктивных и технологических мероприятий:

1) Сжатый пояс и стенку соединяют прямым швом встык, а растянутый пояс – косым швом (тангенс угла наклона линии стыка к оси пояса равен 2), так как на монтажной площадке физические способы контроля затруднены. Такой стык равнопрочен основному сечению балки и может не рассчитываться.

2) Участки поясных швов длиной по 500…700 мм от стыка оставляют на заводе не заваренными.

3) Сварку стыка следует производить в последовательности, указанной цифрами на рис.14(во избежание больших сварочных напряжений).

4)Следует предусмотреть разделку кромок свариваемых деталей и зазоры в стыке.

Рис. 14. Сварной стык главной балки

Стык на высокопрочных болтах

Конструирование стыка на высокопрочных болтах заключается в выборе диаметра и материала болтов, размеров накладок поясов и стенки, способа обработки поверхностей, в размещении болтов.

Расчет стыка состоит в определении количества болтов в стыке поясов и в проверке прочности стыка стенки по усилию в наиболее нагруженном болте.

При выборе диаметра болтов следует учитывать, что наиболее применимые диаметры высокопрочных болтов – 16, 20 и 24мм. Стык поясов перекрывают тремя накладками с двух сторон из стали, что и сталь ГБ, при этом суммарная площадь накладок должна быть не менее площади пояса А_f. Стык стенки перекрывают парными накладками из листа t=t_W.

Пример. Требуется рассчитать стык сварной балки на высокопрочных болтах. Стык делаем в середине пролета балки, где М=10000 кНм. Конструкция стыка представлена на рис.15. Размеры и характеристики сечения балки в середине пролета:

h=1956мм; h_w=1900мм; t_w=12мм; b_f=450мм; t_f=28мм; h_f=1928мм; А_f=126см²; I_x=3028000см⁴; I_w=685900см⁴.Материал балки – сталь С375.

Принимаем болты диаметром 24мм из стали 40Х «Селект», отверстия диаметром 27мм;

R_bun=1100МПа (табл. П.5); площадь сечения болта по нарезке А_bn=3,52см² (табл. П.7). Способ обработки поверхности выбираем газопламенный, способ регулирования натяжения болтов – по углу поворота гайки a (табл. П.6). Тогда коэффициент трения m=0,42; коэффициент надежности g_h=1,02.

Расчетное усилие на один болт, которое может быть воспринято каждой поверхностью трения соединяемых элементов, определяется по формуле

Q_bh=R_bhg_bA_bnm/g_h,

где R_bh=0,7R_bun – расчетное сопротивление высокопрочного болта;g_b– коэффициент условий работы, зависящий от количества болтов n:

0,8 при n<5;

g_b= 0,9 при 5£n<10;

1,0 при n³10.

Принимаем g_b=1, тогда Q_bh=0,7x110x3,52x0,42/1,02=111,2кН.

Рис. 15. Укрупнительный стык на высокопрочных болтах

Стык поясов перекрываем накладками из стали С375 сечением 450х16мм с наружной и 200х16мм с внутренней сторон поясов. Имеем А_н=45х1,6+2х20х1,6=136см²> A_f =126см².

Расчетное усилие на стык поясов можно определить по формуле

N_f=R_YA_f=32,5x126=4095кН.

Количество болтов с одной стороны от стыка определяется по формуле n=N_f/(kQ_bh)=4095/(2x111,2)=18,4, где к=2 – количество поверхностей трения в стыке. Принимаем n=20 и расставляем болты в соответствии с требованиями табл.П.8 (расстояния принимаем кратными 10мм).

Стык стенки перекрываем парными накладками из листа t=t_w=12мм. Болты ставим в двух вертикальных рядах с каждой стороны стыка на расстояниях в ряду а=130мм (максимально допустимое а=12t=144мм). Число болтов в ряду 14 штук. Расстояние между крайними рядами в вертикальном ряду h_max=13х130=1690мм.

Момент, приходящийся на стенку, M_w=M_maxI_w/I_x=10000x685900/3028000=2265кНм.

Наибольшее усилие на один болт, которое будет передаваться одной поверхностью трения, определится по формуле

N_max=M_wh_max/(kmåh_i²), где m – количество вертикальных рядов болтов с одной стороны стыка; h_i– расстояния между парами симметрично расположенных болтов (рис.15).

Имеем åh_i²=0,13²+0,39²+0,65²+0,91²+1,17²+1,43²+1,69²=7,69м².

Проверка прочности: N_max=2265x1,69/(2x2x7,69) =124,4кН >Q_bh . Условие прочности стыка не выполняется.

Принимаем а=120мм (число болтов в ряду – 16 штук). Тогда h_max=15x120=1800мм, åh_i²=0,12²+0,36²+0,6²+0,84²+1,08²+1,32²+1,56²+1,8²=9,79м². N_max=2265x1,8/(2x2x9,79)=104,1кН<Q_bh=111,2кН.

Условие прочности выполнено.

Дата добавления: 2018-02-28; просмотров: 603; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 1 2 3 4 567 8 9 10 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!