ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 11.04.2024
Просмотров: 260
Скачиваний: 6
Касательные напряжения в сварных швах будут
_ QS'
(6.30)
Х ~ 1,4kJ ’
По условию прочности на срез катет шва будет определяться по формуле
krr= QS' |
(6.31) |
|
1,4^ср |
||
|
Здесь Rip — расчетное сопротивление на срез для металла свар ного шва.
Учитывая возможность более глубокого проплавления шва при автоматической и полуавтоматической сварке, по нормам разре шается для случаев однопроходного выполнения поясных швов рас четную толщину их сечения считать равной: при автоматической сварке 0,9/г, при полуавтоматической сварке 0,86.
В районе действия опорных реакций, а также других сосредо точенных вертикальных сил прочность сварных поясных швов должна быть проверена с учетом дополнительных напряжений, возникающих в швах от действия этих сил.
Действие сосредоточенной вертикальной силы распростра няется на ограниченный участок сварного шва. Приближенно считают, что длина этого участка равна
/ш = 30s,
где s — толщина вертикального листа.
Дополнительные напряжения в швах в районе действия опор ной реакции Ra будут
R a |
(6.32) |
|
1,4А(/ш + 26) |
||
|
Здесь 2b — длина швов по опорным ребрам жесткости; k — катет шва.
Результирующие срезывающие напряжения в сварном шве определяются геометрическим суммированием выражений (6.30) и (6.32) и равны
т = "j/V + г?. |
(6.33) |
В тех случаях, когда дополнительные срезывающие напряже ния велики и вызываемое ими увеличение катета шва нежела тельно, целесообразно на участке действия опорной реакции при менить шов с разделкой кромок. В этом случае отсутствие зазора между поясом и вертикальным листом исключает возможность появления в швах дополнительных срезывающих напряжений и приводит только к появлению напряжений сжатия, которые в боль шинстве случаев не опасны.
Прочность стыковых швов в поясах и стенке обеспечивается соответствующим выбором сварочных материалов, гарантирующим равнопрочность металла сварных швов основному металлу. По
этому никаких расчетов для проверки прочности стыковых швов производить не требуется (что справедливо только при статической нагрузке).
Ребра жесткости. Ребра жесткости необходимы для обеспе чения устойчивости и жесткости балки не только при ее нормаль ной работе, но и при монтаже.
Вертикальные ребра жесткости необходимо ставить в местах передачи сосредоточенных усилий.
Вследствие того, что условия работы ребер жесткости не всегда строго определены, подробный расчет их не производят, а размеры их устанавливаются по эмпирическим формулам, которые в основ ном выражают условия их устойчивости. Ребра жесткости выпол няются из полосового проката. Устанавливаются они симметрично по отношению к вертикальной стенке с двух сторон. Для присоеди нения ребер жесткости к вертикальной стенке, как правило, при меняются швы минимальных катетов.
Ширина ребра выбирается в зависимости от его высоты по
формуле |
|
|
Ь |
^ + 40. |
(6.34) |
Здесь b — ширина одного |
ребра в мм; |
h — высота ребра в мм. |
В районе крепления ребра к поясу ширина ребра должна обес |
||
печивать опирание пояса не менее, чем на три четверти его ши
рины |
(6.35) |
2b ^ 0,755. |
При широких поясах последнее условие приводит к примене нию составных ребер с местными уширениями.
Толщина ребра выбирается в зависимости от его ширины по формуле
(6.36)
Опорное ребро жесткости может быть проверено на устойчи вость как стойка — на действие опорной реакции балки.
Поверочные расчеты прочности. Ввиду того что при подборе размеров различных сечений балки принимались некоторые упро щения и округления, в заключение необходимо произвести по верочный расчет для того, чтобы окончательно подтвердить пра вильность принятых решений.
Учитывая, что на отдельных участках балки одновременно действуют значительные нормальные и касательные напряжения,
необходимо для этих участков произвести проверку |
прочности |
|
по значению приведенных |
напряжений |
|
= / 4 |
°2+ 3x2 ( 1 - 1& ) • |
<6-37) |
Здесь о — наибольшее нормальное напряжение в стенке; т — сред нее касательное напряжение в том же сечении,
По эпюре напряжений, приведенной на рис. 6.11, видно, что максимальные нормальные напряжения имеют место в середине пролета и в местах изменения сечений балки, тогда как касатель ные напряжения достигают наибольших значений в концевых частях балки. Из этого можно заключить, что по условию рас
пределения |
главных |
напряжений |
|
наиболее опасным |
участком балки |
||
является |
сечение, |
расположенное |
|
в месте ближайшего |
к |
опоре стыка |
|
поясов. Поэтому проверку главных напряжений и следует провести для крайнего волокна вертикального листа этого стыка.
Одновременное действие нормаль ных и касательных напряжений мо жет оказаться более опасным и для устойчивости отдельных участков вертикального листа балки.
В этом случае необходимо прове рить коэффициент запаса на устой чивость, при этом должно быть обес печено следующее условие:
/ Ц г Г + Ц г ) 2^ 1- <6-38>
Здесь а и т — нормальное и касательное напряжения в рас сматриваемом участке вертикальной стенки; окр и ткр — крити ческие значения напряжений в тех же участках, вычисленные по формулам (6.15), (6.17), (6.22).
§ 27. УЗЛЫ ПЕРЕСЕЧЕНИЯ БАЛОК. ОПОРНЫЕ ЧАСТИ
Сопряжение балок, осуществляемое сваркой, представляет со бой соединение, создающее полное или частичное закрепление, которое кроме вертикальных сил воспринимает и изгибающий момент.
Расчет прочности узла пересечения балок. Расчет прочности прикрепления вспомогательной балки к главной необходимо про водить с учетом принятой конструкции местного подкрепления. В узлах пересечения балок обычно устанавливаются косынки, которые усиливают опорные сечения и обеспечивают жесткость узлов.
Проверку прочности сечения на действие опорного изгибаю щего момента необходимо проводить с учетом местных подкреп лений.
Так, для крепления, принятого на рис. 6.12, расчет можно про вести в соответствии с табл. 6.7.
Момент инерции всего сечения относительно его оси, прохо дящий через центр тяжести,
Jx = Іі J - УІ F. |
(6.39) |
Здесь y 0, 2J J' и Ti F — характеристики сечения, |
определяемые |
по данным табл. 6.7. |
|
Рис. 6.12. Схема подкрепления сечения иеразрезной балки на опоре
Наибольшее нормальное напряжение
„ |
__ |
-МопУтах |
(6.40) |
и тах — |
г |
||
|
|
Jx |
|
Кроме того, в узле пересечения балок должно быть обеспечено условие равнопрочности сварных соединений. В стыковых швах это условие обеспечивается выполнением сварки по всей толщине
Т а б л и ц а 6.7. Вычисление характеристики сечения
№ |
Площадь |
Расстояние |
Статический |
Момент инерции в см4 |
||
|
|
|||||
п/п |
сечения |
в см2 |
от кромки |
момент |
собственный |
переносный |
в см |
в см3 |
|||||
|
|
|
|
|
Л |
y 2F |
1 |
2F = |
2st 6j |
У і |
2/чг/і |
— |
у \ ^ Г \ |
2 |
|
|
У г |
Г г У г |
h |
У \ Г 2 |
3 |
|
|
|
|
h b \ |
У 3Г 3 |
F 3 ~ |
h b s |
У з |
Г з У з |
12 |
||
|
|
|
|
|
|
|
S s
S s |
Ъ г |
присоединенных элементов. Для угловых швов, например для швов, расположенных на вертикальной стенке и ребре, необходимо, чтобы было соблюдено условие равнопрочности в следующем виде:
1,4/г [т' ] = s [а ]. |
(6.41) |
Здесь k — катет углового шва; s — толщина прикрепленного эле мента; [%' ] — допускаемое напряжение на срез для металла шва; [а] — допускаемое нормальное напряжение на основной металл.
Опорные части. Опорными частями балок являются остальные плиты с одной цилиндрической поверхностью (рис. 6.13). На одной опоре балка закрепляется болтами или штырями, на другой она
гц должна иметь свободу для про дольного перемещения.
Ширина опорной плиты Ьа и ее длина Іа принимаются в зависи мости от ширины нижнего пояса
|
опирающейся |
на |
нее |
балки b |
|
|
и равны: |
|
|
|
|
|
Ьа = |
(1,1-г-1,2) Ь- |
|||
в д ш |
Іа = |
(1-1,5) |
Ъ. |
||
Радиус цилиндрической поверх |
|||||
|
|||||
|
ности R принимается |
равным |
|||
Рис. 6.13. К расчету опорных ча |
R = 1—2 м. |
||||
Опорная площадь |
плиты дол |
||||
стей балок |
|||||
|
жна обеспечивать |
передачу сосре |
|||
доточенной опорной реакции Ra на поверхность того материала, на котором она устанавливается. При опирании на бетонную по душку равномерно распределенное давление q не должно превос ходить допускаемых напряжений на сжатие для бетона.
Опасное сечение плиты проверяется на изгиб. При этом наиболь
ший изгибающий момент будет |
|
М = |
Ra^a |
|
8 • |
Момент сопротивления плиты с учетом ослабления сечения отверстиями для штырей
W = {ba- 2 d ) 4 -
Здесь d — диаметр отверстия для штырей; sa — наибольшая тол щина плиты.
