ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 11.04.2024
Просмотров: 128
Скачиваний: 1
Т А Б Л И Ц А 2-3. ДОПУСКАЕМЫЕ ПРЕДЕЛЬНЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ ДЛЯ СТРОИТЕЛЬНОЙ
|
|
СТАЛИ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Коэффициент запаса |
Коэффи |
Допускаемые |
Предель |
||
|
|
|
напряжения, |
|||||
|
Марка стали |
прочности |
циент |
кгс/см2, |
ные |
|||
|
при нагрузке |
однород |
при нагрузке |
напряже |
||||
|
|
|
|
|
ности |
|
|
ния, |
|
|
|
I |
II |
|
I |
И |
кгс/смг |
|
|
|
|
|
||||
stos |
St3SY, |
St3S |
~ 1 ,7 |
—1,4 |
0,85 |
1200 |
1400 |
1700 |
St3SX, |
~ 1 ,6 |
~ 1 ,4 |
0,875 |
1500 |
1700 |
2100 |
||
St3SX, |
St3SY, |
St3S в гнутых |
—1,6 |
—1,4 |
0,864 |
1725 |
1955 |
2415 |
профилях |
|
—1,6 |
—1,4 |
0,834 |
2200 |
2500 |
3000 |
|
18G2, 18G2A |
|
|||||||
таллургическим комбинатом имени Ленина в Новой Гуте. Новые ста тистические исследования, проведенные на образцах других польских металлургических комбинатов, не показали такого большого роста пре дела текучести, в частности для стали St3SX, для которой следовало бы принять механические характеристики, полученные для толстой листо вой стали.
В табл. 2-3 приведены допускаемые напряжения для конструктив ных сталей, используемых для легких строительных элементов на осно ве норм PN-62/B-03200 и проекта норм PN/B-03202. Применение стали с более высокими механическими характеристиками, чем приводятся в табл. 2-2, для изготовления легких строительных элементов редко бы вает целесообразным. Размеры сечений легких элементов обычно ог раничены состояниями неустойчивости, а в таких случаях высокий предел текучести не всегда используется.
2 .2. ГНУТЫЕ ПРОФИЛИ
2.2.1.Виды профилей
Спомощью холодной гибки из тонкого листового металла можно получать сечения любой формы. На рис. 2-1 показаны различные виды профилей. Толщина стенок профилей с таким сечением чаще всего одинакова и только на некоторых отрезках может быть двойной. Пу тем дуговой точечной сварки или склеивания из отдельных профилей можно получить сложные профили (рис. 2-2). В таких профилях тол щина стенок на отдельных отрезках чаще всего различна.
В легких строительных конструкциях применяют п р о ф и л и со с п л о ш н ы м и или п е р ф о р и р о в а н н ы м и с т е н к а м и . Профи ли со сплошными стенками имеют открытые, замкнутые или замкнуто открытые сечения .(рис. 2-3). У профилей со сплошными или перфори рованными стенками могут быть условно-открытые, условно-замкну тые или условно-замкнуто-открытые сечения. Перфорированные стенки получаются выполнением отверстий в сплошных стенках, причем края
г
г
□
Е i
Рис. 2-1. Простые профили
ЧГ ч
|
JL |
J |
|
1 |
= |
1— |
11— * |
1 |
|
|
|
|
1------ 1 |
|
1 |
1 |
'■ 1 |
|
|
|
|
Рис. |
2-2. Сложные профили |
отверстий могут быть дополнительно отогнуты. Перфорированной стен кой считается также плоскость между двумя сплошными стенками, ко торая получается вырезанием соединительных планок или решетки.
От видов сечения в значительной мере зависит статическая работа
тонкостенного профиля.
Профили с открытыми или условно-открытыми сечениями могут иметь стандартные или нестандартные сечения и размеры.
Профили со стандартными сечениями и размерами в зависимости от планируемой величины годового потребления изготовляют и скла дируют как горячекатаные, с нестандартными сечениями — по индиви дуальным заказам.
Профили с замкнутыми сечениями, в частности квадратные и пря моугольные трубы, очень удобны для конструктивных решений, исполь зующих заранее установленный сортамент, если только он представля ет широкий выбор. Тогда достаточна продукция стандартных профилей.
15
Профили с иным сечением имеют размеры, зависящие в значительной степени от назначения и конструктивного решения строительного эле мента, поэтому они не могут быть стандартизированы и их производство должно осуществляться по индивидуальным заказам.
В Польше профили стандартного сечения изготовляют в соответст вии с размерами, приводимыми в нормах PN-63/H-93461 для равно боких уголков [156], в нормах PN-64/H-93462 для неравнобоких уголков [157] и в PN-64/H-93463 для равнобоких швеллеров [158]. В про-
Рис. 2-3. Виды профилей
а — открытые; б — замкнутые; в — замкнуто-открытые; г —»условно-открытые; д — услов но-замкнутые; е — условно-замкнуто-открытые
мышленно развитых странах заводы, изготовляющие гнутые профили, стандартизируют их сечения и размеры сами, предлагая изделия по каталогам. Однако большинство этих изделий имеет определенное наз начение.
2.2.2. Проектирование профилей
При конструировании элементов из гнутых профилей необходимо, как правило, проектировать сечения стержней, приспособленные для конкретного назначения. Профили стандартных сечений имеют больше недостатков, чем достоинств.
Выбирая форму сечения, следует учитывать:
возможности оборудования, имеющегося в распоряжении изготови теля профилей;
назначение и условия эксплуатации конструкции; соответствующую защиту от коррозии;
статическую работу профилированного стержня и его соединение в узлах или стыках с другими частями конструкции;
возможности изготовления из них конструкций на оборудовании, ко торое имеется в распоряжении изготовителя конструкции и монтажной организации.
Упомянутые здесь проблемы подробно будут описаны в разделах 3—7; ниже рассмотрены только те вопросы, о которых следует помнить при выборе формы.
Гнутые профили, изготовляемые партиями большого тоннажа при стандартных профилях или предназначенные для стандартных элемен тов, необходимо профилировать на роликовых прокатных станах. Про фили, изготовляемые партиями малого тоннажа, выполняют на гибочных прессах или кромкозагибочных машинах. При выборе форм и размеров следует учитывать возможности оборудования, имеющегося в распоря
жении будущего изготовителя. |
|
|
|||||
К основным техническим харак |
|
||||||
теристикам |
р о л и к о в ых |
про |
|
||||
ка т н ых |
с т а н о в |
относятся: ши |
|
||||
рина и толщина исходного материа |
|
||||||
ла, длина профиля и требования, |
|
||||||
касающиеся |
свободы |
его |
выбора |
|
|||
(например, максимальные размеры |
|
||||||
высоты или ширины |
готового про |
|
|||||
филя, радиус гибки, минимальные |
|
||||||
размеры |
прямолинейных |
отрезков |
|
||||
стенок). |
|
|
|
|
|
|
|
К необходимым элементам харак |
|
||||||
теристики |
г и б о ч н ых |
п р е с с о в |
Рис. 2-4. Ширина исходного материала |
||||
и к р о м к о з а г и б о ч н ы х |
ма- |
пои поосЬилиоовании. выполняемом не |
|||||
шин относятся: длина профилиро- |
3 |
||||||
вания, толщина исходного материа |
|
||||||
ла и требования, касающиеся свободы выбора профиля (например, |
мак |
|||||||||||
симальные и минимальные размеры профилей в последовательных фа |
||||||||||||
зах их гибки, зависящие |
от размеров |
профилирующего оборудования |
||||||||||
и габаритных размеров машин, радиус гибки, минимальная ширина от |
||||||||||||
гиба). |
|
|
|
|
|
|
|
|
полосового желе |
|||
Ширина исходного материала (листового металла, |
||||||||||||
за, полос или лент), из которого делается профиль, |
определяется |
как |
||||||||||
сумма плоских отрезков и закруглений углов (рис. |
2-4) по формуле |
|||||||||||
|
|
|
i+i |
|
i |
|
|
’ |
|
|
|
т) |
|
|
|
О |
|
1 |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
L=S/n+i^Ua(r9+s^ |
|
|
|
|
|||||
где 1п — ширина прямолинейных отрезков профиля, мм; |
i — число загибов |
(закруглен |
||||||||||
ных углов); а — угол |
загиба, град; г,9— радиус загиба, |
рассчитанный |
по |
внутренней |
||||||||
кривизне, |
мм; s — коэффициент, |
с помощью которого учитывается перемещение ней |
||||||||||
тральной оси в пределах загиба, принимаемый |
по табл. 2-4; |
g — толщина исходного |
||||||||||
материала, мм. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т А Б Л И Ц А 2-4. |
ЗНАЧЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА 5 |
В ФОРМУЛЕ (2-1) |
|
|
|
|
||||||
T9lg |
1 |
1,2 |
1,35 |
1,5 |
2 |
3 |
4 |
|
5 |
|
6 |
7 |
S |
0,41 |
0 ,42 |
0,43 |
0,44 |
0,45 |
0,46 |
0,47 |
|
0,48 |
0.49 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
^ |
Го *. ifS w w w * |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
--- игчнМч— тая |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ЯМ лио т и т ООСР |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
ЭН.ЭЕ^ПЛЛР |
|
Формула (2-1) служит для расчета ширины гнутых открытых профи лей, изготовляемых на волочильных и роликовых прокатных станах, гибочных прессах или кромкозагибочных машинах. Для замкнутых про филей, изготовляемых на таком оборудовании, ширину исходного мате риала определяют по формуле (2-1) с введением поправки в зависимо сти от рода стыка и технологии его выполнения. Когда холодную гибку профилей выполняют не на упомянутых выше машинах, по формуле (2-1) получают ориентировочную ширину, которую затем корректируют с помощью пробной гибки и соединения.
Для обеспечения прочности конструкций (ввиду опасности корро зии) необходимо помнить следующие положения:
1. Профили открытого сечения надо проектировать так, чтобы был обеспечен легкий доступ внутрь при очистке поверхностей их стенок
инанесении антикоррозионного покрытия. Коробчатые или швеллерные профили с ужесточенными полками должны иметь такое сечение, чтобы не образовались места в форме лотков или емкостей, где может скопить ся на стенках пыль с агрессивным химическим составом или вода. Этого можно достигнуть путем придания наклона некоторым стенкам или вы полнения отверстий для отведения воды.
2.Внутренняя часть профилей с замкнутым сечением должна быть герметически изолирована путем установки по торцам заглушек и вы полнения непрерывного стыка, например с помощью сварки.
3.Профили сложного сечения необходимо проектировать таким об разом, чтобы избежать получения прилегающих друг к другу стенок, при соединении которых могут образоваться канавки в местах закруглен ных углов.
4.В тавровых соединениях угловые швы по всей длине стыка листо вого металла и закругленного угла профиля надо делать так, чтобы не возникали канавки, из которых нельзя отвести воду.
Назначение легких элементов, условия их эксплуатации и способ за щиты от коррозии являются главными критериями выбора вида сечения
иминимальной толщины его стенок. В соответствии с проектом норм PN/B-03202 [152] сечения профилей для элементов несущих конструк ций должны удовлетворять условиям, приведенным в табл. 2-5 (способы защиты от коррозии будут описаны в 2.5.1). Решение о том, отнести ли элемент к данной группе, проектировщик принимает на основе информа ции об условиях эксплуатации конструкций.
Во французских рекомендациях [167], касающихся элементов несу щих конструкций и ограждающих элементов (например, стен) или архи
тектурно-строительных деталей (например, оконных или дверных коро бок), эти вопросы разбираются более подробно. Минимальная толщина стенки профиля также зависит от роли элемента в конструкции, от воз действия корродирующего фактора на поверхность стенки и от способа защиты этой поверхности от коррозии.
В элементах, в которых не возникает опасность потери общей устой чивости, единственными условиями, ограничивающими толщину стенки, являются их прочность и возможность изготовления. В элементах, рас считываемых с учетом общей устойчивости, толщина стенки не должна
18
Т А Б Л И Ц А 2-5. СФЕРА ПРИМЕНЕНИЯ ГНУТЫХ ПРОФИЛЕЙ ДЛЯ НЕСУЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ
Условия работы конструкции
Полностью защищена от атмосферно го воздействия в закрытых помеще ниях в условиях обычной опасности коррозии
Подвержена непосредственному воздействию на открытых пространствах и в незакрытых помещениях
Внутри закрытых помещений при ис ключительно неблагоприятных усло виях, угрожающих коррозией (на пример, на химических предприяти ях), при ограниченном доступе к кон струкции
Мини мальная
толщина листового Вид сечения Защита от коррозии
металла,
мм
1,5 |
Открытый |
или 1 |
степени |
|
|
замкнутый |
|
|
|
3 |
Открытый |
11 |
степени |
|
Замкнутый |
1 |
степени |
|
|
|
|
|||
|
|
Специальная, |
но |
|
3,5 |
Открытый |
не ниже II степе |
||
|
|
ни |
|
|
3 |
Замкнутый |
Специальная, |
но |
|
|
|
не ниже I степени |
||
быть меньше толщины, уменьшение которой вследствие местной случай ной коррозии могло бы снизить коэффициент запаса прочности элемента.
К элементам конструкций, в которых можно не опасаться потери общей устойчивости, относят элементы покрытий, обшивки легких стен, некоторые элементы жесткости, легкие балки, большинство балок пере крытий при условии, что они не играют главной роли в каркасе несущей конструкции. Все другие элементы должны иметь минимальную толщи ну стенки в зависимости от корродирующего фактора и способа защиты поверхности профиля. Даже при использовании эффективной защиты от коррозии и тщательной консервации нельзя избежать возможности по вреждения защитного покрытия и временного местного воздействия коррозии в период между двумя циклами консервации. Потеря материа ла может быть тем опасней, чем тоньше стенка. Поэтому рекомендует ся минимальная толщина стенок, при которой значение коэффициента запаса прочности конструкции не снизится.
Ввиду сложности явления коррозии приводимые ниже рекомендации имеют прежде всего практический смысл. Две поверхности той же стен ки профиля могут находиться в разных коррозионных средах и быть различным образом защищены от коррозии.
Минимальную толщину стенки £мин определяют как сумму составля ющих значений толщины, установленных на основании условий эксплуа тации обеих ее поверхностей:
19
