Сварные конструкции. Расчет и проектирование

ПРОЧНОСТЬ И УСТОЙЧИВОСТЬ СТОЕК СО СПЛОШНЫМИ ПОПЕРЕЧНЫМИ СЕЧЕНИЯМИ ПРИ ЦЕНТРАЛЬНОМ ПРИЛОЖЕНИИ УСИЛИЙ

Расчет на прочность и устойчивость стоек, работающих при центральном сжатии, производится по формуле

®--т<Мр* <101)

При введении в расчетную формулу коэффициента ф<1 обеспечивается расчетная устойчивость сжатого элемента при продольном изгибе. Величина <р<1 зависит от гибко­сти сжатого элемента.

Гибкостью X называют отношение свободной длины эле­мента I к радиусу инерции г поперечного сечения гибкого элемента:

Х = —.

Г

Радиус инерции

Ут

(10.2)

(10.3)

V

г

г*-

rR

ПРОЧНОСТЬ И УСТОЙЧИВОСТЬ СТОЕК СО СПЛОШНЫМИ ПОПЕРЕЧНЫМИ СЕЧЕНИЯМИ ПРИ ЦЕНТРАЛЬНОМ ПРИЛОЖЕНИИ УСИЛИЙ

Рнс. 10.2.

Расчетные

стоек

схемы

один защемленный конец

В направлении, где радиус имеет наименьшее значение, гибкость элемента наиболь­шая. Для конструкции, шар­нирно закрепленной по кон­цам (рис. 10.2, а), свободная длина I принимается равной длине стойки. При этом гиб­кость стойки определяется формулой (10.2). Примерами подобных конструкций могут служить элементы сжатых поясов ферм.

В конструкции, имеющей (рис. 10.2, б), гибкость

(10.4)

У стоек с защемленными концами (рис. 10.2, в), один из которых (нижний) неподвижен, а другой (верхний) обладает продольной подвижностью,

(10.5)

0.51

Г

Во избежание местной потери устойчивости стенку стой­ки подкрепляют продольными ребрами жесткости.

Значения коэффициентов q>, согласно СНиП, опреде­ляются по табл. 10.1 в зависимости от гибкости элемента X и от величины расчетного сопротивления R, которое при­нимается Rzr>0,9<гт.

Часто напряжения в сжатых элементах проверяют по преобразованной формуле

° = — ^^[°]с**=МР - (10-6)

При этом произведение Лф называют приведенной пло­щадью сжатого элемента. Трудность подбора сечення сжа-

Коэффициенты ф продольного изгиба центрально-сжатых элементов

Г ибкость элгментои

Расчетные сопротивления R se 0,9 от

МПа

200

240

280

320

400

4 60

620

600

30

939

931

924

917

900

895

891

883

40

906

894

883

573

854

849

832

820

50

869

852

836

822

796

775

764

729

60

827

805

785

766

721

672

650

608

70

782

754

724

687

623

568

542

494

80

734

686

641

602

532

741

442

386

90

665

612

565

522

447

380

349

305

100

599

542

493

448

369

309

286

250

110

537

478

427

381

306

258

239

209

120

479

419

366

321

260

219

203

178

130

425

364

313

276

223

189

175

153

140

376

315

272

240

195

164

153

134

150

328

276

239

211

171

145

134

118

160

290

244

212

187

152

129

120

105

170

259

218

189

167

136

115

107

94

180

233

196

170

150

123

104

97

85

190

210

177

154

136

111

98

88

77

200

191

161

140

124

101

86

80

71

Примечание. Значения коэффициентов ф в таблице уве­личены в 1000 раз.

того элемента при заданном значении силы N состоит в том, что допускаемое напряжение является функцией коэффи­циента ф, а последний зависит от поперечного сечения, которое еще не подобрано.

Для подбора поперечного сечения стоек пользуются ме­тодом последовательного приближения. Первоначально за­даются коэффициентом фі=0,5. . .0,8 в зависимости от рода конструкции. Можно принять среднее значение ф1=0,65. По заданному коэффициенту определяют требуемую пло­щадь поперечного сечения элемента, пользуясь (10.1). За­тем проектируют сечение, которое обозначим Аг, находим в нем наименьшее значение момента инерции Jml0, наи­меньший радиус инерции наибольшую гибкость

кт»х=Мгтв и коэффициент фа, соответствующий значению ^ш,. Определяют напряжение в спроектированном сече­нии a=N/(AtфО, которое должно быть близким к 1о1р. Допустимы отклонения о от (о1р в пределах ±5%. В про­тивном случае размеры поперечных сечений элементов

изменяют в требуемом направлении. Обычно на второй или третьей стадии подбора сечения результаты оказываются удовлетворительными.

=1Ю0хН

Вариант 1

Рис. 10.3. К примеру рас­чета стойки на централь­ное сжатие

ПРОЧНОСТЬ И УСТОЙЧИВОСТЬ СТОЕК СО СПЛОШНЫМИ ПОПЕРЕЧНЫМИ СЕЧЕНИЯМИ ПРИ ЦЕНТРАЛЬНОМ ПРИЛОЖЕНИИ УСИЛИЙ

Пример расчета (рис. 10.3). Требуется подобрать сечение стой­ки. Ее длина /=8 м, продольная сжимающая сила Р= — ПООкН. Концы стойки закреплены шарнирно, материал — сталь (Р= ■=240 МПа). Здесь в первом при­ближении принимаем коэффициент

Ф=0,6.

Требуемая площадь поперечного сечения стойки определяется по формуле (10.1)

/4гр = 1.100/240-0.6 = 76,4 см*.

Коэффициент условий работы (по СНиПу) для колонны может быть принят равным 1,0. Поэтому R равно допускаемому напряжению [о)р.

Принимаем в качестве первого варианта, что сечение сконструирова­но в форме сварного двутавра из двух листов размерами 280Х 10 мм и одного листа размером 200X8 мм.

Площадь сечения Л = 72 см*.

Моменты инерции

(1*-+28-1-10,5»)+

+ 20*.М=6711см*; 228*1 . „ 20

12

-0,8». =2 = 3659 см*.

=7,13 см.

Наименьший радиус инерции 3659 Г»~~72“ =

Гибкость определяется по формуле (10.2): . 800 ТТГз

<112.

По таблице 10.1 имеем коэффициент <р=0,478. Напряжение

1,100

Напряженке больше допустимого (о)р, равного 240 МПа. Увеличиваем размер так, чтобы возросла не только площадь, но и радиус инерции гд.

Для этого берем размеры листов полок 320Х10 мм и стенки 250X 8 мм (вариант 2), тогда

Определяем момент инерции относительно оси

ПРОЧНОСТЬ И УСТОЙЧИВОСТЬ СТОЕК СО СПЛОШНЫМИ ПОПЕРЕЧНЫМИ СЕЧЕНИЯМИ ПРИ ЦЕНТРАЛЬНОМ ПРИЛОЖЕНИИ УСИЛИЙ

I 04

/„«=2.32*~+0,8»~=5462 см«.

Радиус инерции

Г нбкость

ПРОЧНОСТЬ И УСТОЙЧИВОСТЬ СТОЕК СО СПЛОШНЫМИ ПОПЕРЕЧНЫМИ СЕЧЕНИЯМИ ПРИ ЦЕНТРАЛЬНОМ ПРИЛОЖЕНИИ УСИЛИЙ

<р = 0,542.

Затем находим напряжение сжатия:

-- таг. Гю-

Сечение подобрано хорошо.

Сварные конструкции. Расчет и проектирование

Проектирование и монтаж дымоходов

Корректность проектирования и монтажа дымохода влияет на безопасность использования отопительной системы. Узнать подробности этого процесса вы можете на сайте http://dymari.kiev.ua/. Требования к проектированию дымоходов Основной критерий к установке дымохода – …

Производитель металлоапластиковых конструкций

Если вы ищете качественные и недорогие металлопластиковые конструкции, их вы можете заказать на «ОкнаПроект» - сайте, на котором представлена вся подробная и полезная информация. В частности, у нас вы можете …

ХОЛОДНЫЕ ТРЕЩИНЫ

Наиболее часто холодные трещины возникают в ле­гированных сталях в тех случаях, когда металл под дей­ствием термического цикла сварки претерпевает закалку. В этих случаях холодные трещины при сварке появляются в результате …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.