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: 288.