Практическое занятие №7,8,9,10
Тема: Расчет и усиление металлических, деревянных конструкций
Задание 1
Рассчитать, и усилить металлический элемент
Таблица 7 – Исходные данные
| Вариант | рn | gn | γfp | γfg | L | a | Сталь | [f/L] | γn |
| 1 | 35 | 1 | 1,2 | 1,05 | 6 | 1,5 | С245 | 1/200 | 1,0 |
| 2 | 45 | 2 | 1,4 | 1,1 | 8 | 2,5 | С255 | 1/400 | 1,0 |
| 3 | 40 | 1 | 1,2 | 1,05 | 4 | 1 | С245 | 1/200 | 1,0 |
| 4 | 35 | 2 | 1,4 | 1,1 | 10 | С255 | 1/400 | 1,0 | |
| 5 | 45 | 1 | 1,2 | 1,05 | 12 | С245 | 1/200 | 1,0 |
Указания к решению
При усилении сжатых элементов увеличением их сечения (без предварительного напряжения) расчет осуществляют по следующей схеме.
1. Определяют начальный прогиб усиливаемого стержня в плоскости действия момента:
,
где 
=Мн/ Рн— случайный начальный эксцентриситет продольной силы относительно оси Х, принимаемый с соответствующим знаком (Ра и Мн — расчетные значения начальной продольной силы и момента); 
— эйлерова сила для основного стержня 
- момент инерции; 
расчетная длина основного стержня).
При усилении центрально сжатого элемента начальный эксцентриситет равен
,
где 
— случайный начальный относительный эксцентриситет, определяемый по графику (рис. 6); 
и 
— момент сопротивления и ядровое расстояние для крайних волокон усиливаемого элемента.
При заданной внешней нагрузке определяют возможность усиления основного стержня:
Рисунок – График зависимости случайного начального эксцентриситета от гибкости
|
|
|
где 
— характеристики усиливаемого элемента; 
ординаты наиболее удаленных волокон сечения относительно оси xос; тс — коэффициент условий работы; 
— расчетное сопротивление материала основного стержня;k = 0,6 — коэффициент ограничения напряжений при усилении ненапряженными элементами с применением сварки.
Для центрально сжатых элементов проверка производится в плоскости максимальной гибкости, для внецентренно сжатых — в плоскости действия момента. Если хотя бы одно из условий не выполняется, необходима разгрузка элемента.
3. Определяют прогиб усиленного элемента:
при присоединении элементов усиления к плоским поверхностям
;
при присоединении к вогнутой и выпуклой поверхности
,
где åJус —сумма моментов инерции элементов усиления относительно их собственных осей, параллельных оси х; Jус — момент инерции усиленного стержня; Nэ=п2ЕJ/12 — эйлерова сила усиленного стержня.
4. Выполняют расчет прикрепления элементов усиления.
Расчет швов на сдвигающие усилия
,
где Qmах— максимальная поперечная сила; Sxус — статистический момент элемента усиления относительно оси х; аω — шаг шпоночного шва.
|
|
|
Минимальная длина прерывистых швов
+1см,
где a — коэффициент, учитывающий распределение усилий между швами элемента усиления; 
— коэффициенты, определяемые по СНиП II-23—81 (п. 11.2); 
— расчетное сопротивление углового сварного шва.
Минимальная длина концевых швов
где 
(Nн — расчетное усилие в стержне после усиления; Aрус и A — соответственно площади элемента усиления и всего усиленного элемента).
Минимальная толщина сплошных сварных швов
,
5. Определяют остаточный сварочный прогиб
,
где l=lеf/r — гибкость усиленного стержня в плоскости изгиба (1еf — расчетная длина; r — радиус инерции); vx»0,04К2f — объемное укорочение при сварке (Кf —катет шва, см); пi= 1-u×1n(1-ξi)/1n 2; ξi = σiос/Ryос;
(у; — расстояние от центральной оси основного сечения до места наложения i-го шва; u = 0,5 при односторонних швах в сжатой зоне сечения, u =1,5 — то же, в растянутой зоне; u =1—при двусторонних швах).
Определяют расчетные эксцентриситеты в плоскости действия моментов:
;
7.Проверяют устойчивость усиленного элемента в плоскости, действия момента
;
где φе принимается по СНиП II-23—81* в зависимости от условной гибкости 
усиленного элемента и приведенного эксцентриситета 
— коэффициент условия работы.
|
|
|
Проверяют устойчивость усиленного элемента в процессе сварки.
Площадь сечения элементов усиления центрально сжатых элементов определяют по формуле
,
где N — усилие в стойке в момент усиления; φос и φус — коэффициенты продольного изгиба старого и нового элементов.
При усилении сжатых элементов телескопическими предварительно напряженными трубами условие устойчивости внутренней сжатой трубы имеет вид
;
где Аь — площадь сечения трубы; 
; е —наружный радиус трубы; lи ri — ее длина и радиус инерции; 
; K1 — определяется из выражения 
— площадь растянутой трубы).
Несущую способность усиленной балки (рис. 7)
Рисунок 7 – Расчетная схема усиления балки
проверяют с учетом пластических деформаций. Напряжения в крайних волокнах усиленного сечения
;
Требуемая площадь усиливающей детали
;
При этом должна обеспечиваться общая устойчивость балки или соблюдаться условие
,
Касательные напряжения в зоне максимального момента не должны превышать 0,3RS.
Расчет дополнительных сварных швов при усилении швов производят из условия
;
|
|
|
где Аω — площадь сварных швов до усиления; Rωy— расчетное сопротивление швов на срез; К — коэффициент распределения напряжений; Аωус — сечение усиливающих швов; τос — расчетное срезающее напряжение в швах до усиления.
Задание 2
2.1 Проверить на срез сечение балки длиной 12м; ширина пояса - 40см; толщина стенки - 1,2см; толщина пояса - 2см. Нагрузка, действующая на балку составляет 23кН. Класс стали С345. Высоту стенки балки принимать равной 1/10 её длины.
2.2 Проверить на срез сечение балки длиной 14м; ширина пояса - 46см; толщина стенки - 1,2см; толщина пояса – 2,2см. Нагрузка, действующая на балку составляет 32кН. Класс стали С275. Высоту стенки балки принимать равной 1/10 её длины.
2.3 Проверить на срез сечение балки длиной 16м; ширина пояса - 50см; толщина стенки - 1,2см; толщина пояса – 2,4см. Нагрузка, действующая на балку составляет 95кН. Класс стали С255. Высоту стенки балки принимать равной 1/10 её длины.
2.4 Проверить на срез сечение балки длиной 15м; ширина пояса - 46см; толщина стенки - 1,2см; толщина пояса – 2,2см. Нагрузка, действующая на балку составляет 150кН. Класс стали С245. Высоту стенки балки принимать равной 1/10 её длины.
Дата добавления: 2018-04-05; просмотров: 317; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!