Подбор сечений элементов связей

       Основными типами сечений элементов связей является тавровое составное сечение из двух полос, соединённых между собой по всей длине с помощью сварки (рис.19). Другие типы сечений рассмотрены в [1].

Рис.19 Сечение стержней поперечных и продольных связей

       Для каждого из подбираемых элементов должно быть известно расчётное усилие N, расчётное сопротивление Ry ( oc ) и принята допускаемая гибкость [ λ].

Сжатые элементы

Подбор сечения сжатого элемента производится из условия обеспечения его устойчивости. Начинают расчёт с того, что задаются гибкостью λ < [λ]. Задавать гибкость следует в зависимости от усилия в стержне

N > 30 кН λ=60…80
N = 10…30кН λ=80 …100
N < 10 кН λ= 100 …120

 

Далее определяют коэффициент устойчивости φ, соответствующей выбранной гибкости по приложению 6.

Находят требуемую площадь поперечного сечения стержня:

Acal = (40)

и требуемый радиус инерции:

ical = (41)

где

γс – коэффициент условий работы, принимаемый при λ > 60 равным γс = 0.8, при λ < 60 равным γс = 1;

lef – расчётная длина стержня. Для сечения в виде тавра принимают геометрическую длину стержня l, а ical = iy. (В других случаях см. [1]).

Тавровое сечение подбирают из двух полос одинакового сечения, где hef = bf (рис.19). Между размерами h, b и их радиусами инерции существуют устойчивые соотношения, называемые коэффициентами формы (h – высота, b – ширина сечения). Для сварного тавра:

  ≈ 0,21 ≈ 0, 3 1

Следовательно, зная i у, cal , можно определить требуемый размер bcal :

bcal = (42)

В сварном тавре из двух одинаковых полос площадь поперечного сечения:

A = 2 · b · t, (43)

при этом требуемая толщина полосы:

tcal = (44)

При подборе сечения следует иметь в виду, что минимальные допустимые размеры полосы составляют 6×60мм. Площадь поперечного сечения тавра в этом случае составит  Amin = 7,2см2. То есть, окончательно принимаемое значение площади, полученное по (43), должно быть не меньше Amin.

В тавре необходимо обеспечить местную устойчивость свободного свеса (стенки). Местная устойчивость гарантируется при предельных отношениях (ориентировочно):

 = 15…20.

В подобранном сечении проверяется условие:

σ = (45)

При этом определяется фактическое значение коэффициента φ с учётом фактического значения iy:

iy = (45)

Более подробно расчет сжатых стержней, а также другие формы поперечных сечений стержней рассмотрены в [1].

Растянутые элементы

Растянутые элементы подбирают из условия прочности:

σ = (46)

Требуемая площадь сечения элемента:

Acal = (47)

По этой площади подбирают сечение сварного тавра, учитывая, что Amin = 7,2см2.

Гибкость стержня с подобранным сечением не должна превышать предельно допустимой:

λ =  =[λ] (48)

где l – геометрическая длина элемента;

       i - минимальный радиус инерции сечения.

 

Расчет сварных соединений

Крепление стержней поперечных и продольных связей в узлах осуществляют сварными швами с помощью фасонок. Сварка применяется ручная.

Стенка сварного тавра (работающего на растяжение) крепится к фасонке с помощью стыкового шва, а полка – четырьмя фланговыми швами (рис. 20)

а)

б)

в)

Рис. 20

 

 


 


Приложение 1

СП 53-102-2004 ОБЩИЕ ПРАВИЛА ПРОЕКТИРОВАНИЯ
СТАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

Таблица В.5 - Нормативные и расчётные сопротивления при растяжении, сжатии и изгибе листового, широкополосного универсального и фасонного проката

Сталь по ГОСТ 27772

Толщина проката1), мм

Нормативное сопротивление2) проката, Н/мм2

Расчетное сопротивление3) проката, Н/мм2

Ryn Run Ry Ru
С235 От 2 до 8 235 360 230/225 350/345

С245

От 2 до 20 245 370 240/235 360/350
Св. 20 до 30 235 370 230/225 360/350

С255

От 2 до 20 245 370 240/235 360/350
Св. 20 до 40 235 370 230/225 360/350

С285

От 2 до 10 275 390 270/260 380/370
Св. 10 до 20 265 380 260/250 370/360

С345

От 2 до 20 325 470 315/310 460/450
Св. 20 до 40 305 460 300/290 450/440
Св. 40 до 80 285 450 280/270 440/430
Св. 80 до 100 265 430 260/250 420/410
С345К От 4 до 10 345 470 335/330 460/450

С375

От 2 до 20 355 490 345/340 480/465
Св. 20 до 40 335 480 325/320 470/455
С390 От 4 до 50 390 540 380/370 525/515

С440

От 4 до 30 440 590 430/420 575/560
Св. 30 до 50 410 570 400/390 555/540
С590 С590К От 10 до 40 590 685 575/560 670/650

1) За толщину фасонного проката принимают толщину полки.

2) За нормативное сопротивление приняты гарантированные значения предела текучести и временного сопротивления, приводимые в государственных стандартах или технических условиях. В тех случаях, когда эти значения приведены только в одной системе единиц (кгс/мм2), нормативные сопротивления (Н/мм2) вычисляют умножением соответствующих величин на 9,81 с округлением до 5 Н/мм2. Допускается применение значений нормативных сопротивлений, отличных от приведенных в таблице В.5.

3) Значения расчетных сопротивлений получены делением нормативных сопротивлений на коэффициенты надежности по материалу, определенные в соответствии с таблицей 3, и округлением до 5 Н/мм2. В числителе представлены значения расчетных сопротивлений проката, поставляемого по ГОСТ 27772 (кроме стали С590К) или другой нормативной документации, в которой используется процедура контроля свойств проката по ГОСТ 27772 (γm = 1,025), в знаменателе - расчетное сопротивление остального проката при γm = 1,050.




Приложение 2

СП 53-102-2004 ОБЩИЕ ПРАВИЛА ПРОЕКТИРОВАНИЯ
СТАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

Таблица Г.2 - Нормативные и расчетные сопротивления металла угловых швов

Сварочные материалы

Rwun, Н/мм2

Rwf, Н/мм2

Тип электрода (по ГОСТ 9467) Марка проволоки
Э42, Э42А Св-08, Св-08А 410 180
Э46, Э46А Св-08ГА, 450 200
Э50, Э50А Св-08Г2С, Св-10ГА, ПП-АН-8, ПП-АН-3 490 215
Э60 Св-08Г2С1, Св-10НМА, Св-10Г2 590 240
Э70 Св-10ХГ2СМА, Св-08ХН2ГМЮ 685 280
Э85 - 835 340

1 Только для швов с катетом kf 8 мм в конструкциях из стали с пределом текучести 440 Н/мм2 и более.




Приложение 3

ГОСТ 8240-97

Дата: 2019-02-02, просмотров: 151.