Файл: Прогрессивные стальные конструкции [сборник]..pdf

определялись отношения теоретических разностей значений прогиба к экспериментальным п вычислялось их среднее значение для каждой ступени загружения уз­ ла. Это значение является коэффициентом защемления kзащ, характеризующим жесткость узла. Величина его

может изменяться от единицы (когда ригель защемлен абсолютно жестко) до нуля (когда в месте соединения ригеля и стойки шарнир).

В табл. 25 показа!н характер изменения коэффициен­ та защемления узлов по мере роста нагрузки от нуля до разрушения. Значения разрушающих нагрузок для каждого из узлов приведены в табл. 24.

Пользуясь полученными в данной работе значениями коэффициентов защемления для различных конструкций узлов, можно заранее определить будущую фактическую деформацию запроектированного узла, вычислив снача­ ла значение прогиба для случая защемления и разделив это значение на величину коэффициента защемления.

Исследование элементов узлов (ребер, гофров, пластинок, подкосов)

При изучении работы ребер на различных узлах бы­ ли наклеены группы из трех датчиков (один — по оси ребра и два других — в местах примыкания ребра к пла-

98

стмнкам). При этом оказалось (вне зависимости от мёста наклейки датчиков), что показания среднего датчи­ ка, как правило, дают более высокое значение напря­ жений, чем то, которое было бы получено линейной интерполяцией между показаниями крайних датчиков. Для сравнения полученных данных был использован коэф­ фициент неравномерности k ap » равный отношению по­

казания среднего датчика к значению линейной интер­ поляции между показаниями крайних датчиков. Стати­ стическая обработка полученных данных, проведенная с помощью ЭВМ «Наири», дала возможность выразить kap в зависимости от среднего арифметического значе­

ния напряжений о на краях зоны гнутья:

Умножив затем напряжения о на kup , можно по­

лучить значение напряжения, направленного по оси ребер.

При изучении работы гофров выяснилось, что нали­ чие гофров делает неравномерным распределение напря­ жений в гофрированной пластинке по направлению, пер­ пендикулярному направлению гофра. При этом напря­ жение в гофрах в 2—4 раза выше среднего (по гофри­ рованной пластинке) напряжения, а напряжение в пла­ стинках (примыкающих к гофрам) в 2—5 раз ниже среднего. Изучение данных эксперимента показало, что основное различие в работе элементов гнутого профиля заключается в величине поперечных деформаций у то­ чек пластинок, гофров, ребер.

Для величины поперечной деформации элемента гну­ того профиля первостепенное значение имеет направле­ ние действия силы по отношению к плоскости пластинки и величина угла загиба элемента по отношению к ис­ ходной заготовке (для ребер гнутого профиля шести­

гранного полого сечения угол загиба равен -g-, для ре-

гофра — «).

Для узлов шестигранного сечения поперечная дефор­ мация ребер почти не отличается от поперечной дефор­ мации пластинок: у ребер прямоугольного сечения попе­ речные деформации в 2,5—3,5, а у гофров в 5—7 раз

99

больше поперечных деформаций пластинок. В Г-образ- ных узлах, где сила действует в плоскости гофрирован­ ной пластинки, влияние гофров (с точки зрения разгруз­ ки пластинок) более значительно, чем в Т-образных, где сила действует перпендикулярно плоскости гофрирован­ ной пластинки, т. к. только в первом случае гофры мо­ гут играть роль компенсаторов.

При изучении влияния подкосов различной конструк­ ции выяснилось, что только подкосы, замкнутые по пери­ метру сварными швами (как у узлов 3, 14, 17, 23), уве­

личивают несущую способность узла. Подкосы открыто­ го профиля (как у узла 6) уменьшают несущую способ­

ность узла, так как они могут потерять устойчивость до исчерпания несущей способности самим узлом.

Методика расчета Г-образных узлов

В настоящей работе разработана и проверена срав­ нением с экспериментальными данными следующая ме­ тодика расчета элементов рамных Г-образных узлов

(рис. 26):

а) производится расчет угловой пластинки АВДС ме­

тодом полиномов с использованием функции напряже­ ний, вид которой определяется конкретными условиями работы узла (методика расчета угловой пластинки опи­ сана в [18] и [27];

б) определяются значения напряжений в точках пла­ стинок ВСНД и ЕСД по формулам элементарной теории

сопротивления материалов;

100

Рис. 26. Сравнение экспериментальных и теоретических значений напряжений в точках узла 2 (нагрузка на ригеле 12 тс):

— экспериментальные значения; - - - теоретические значения

Напряжения ох,у и т в точке А находят из формул, полученных методом полиномов, а в точке Д — из фор­

мул элементарной теории сопротивления материалов;

г) напряжения в пластинке ABFE от 'действия 1сил Т1 и в пластинке AGHC от действия 'силы Гг вычисляют­

ся по формулам для силы, действующей на полуплос­ кость:

101

д) силы Г3 и Г4 заменятся силами Т5 (направл ными по диагонали угла) ,и Т& (направленными перпен­ дикулярно к Тъ) по формулам

2 а = величина угла между ригелем и стойкой.

После этого напряжения в боковых пластинках опре­ деляются, как для клина, на острие которого действуют силы Т5 Г6:

охз = с(х3 + х у 2— 2х2у )

/риг.ст — момент инерции поперечного сечения риге­

102

Напряжения, вычисленные' по приведенным выше формулам, 'суммируются для каждой топки боковых пла­ стинок;

е) во внешних и внутренних пластинках узла AGG\A АЕЕ\АХ, ДННхЛх, MFFxRx продольные напряжения в по­

перечных сечениях распределяются неравнскмерно (по параболе).

Исходя из уравнения Э. (Рейссиера [43]

п принимая, что изгибающий момент в стопке узла, за­ щемленной внизу, имеет постоянную величину, а в рпче­ ле изменяется от О до М, получаем следующие макси­

мальные значения напряжений во внешних и (внутренних пластинках (в точках, близких к боковым пластинкам): для стойки

/5— момент инерции .сечении без боковых пластин относительно оси, проходящей через середи­ ны боковых пластин;

Е — модуль упругости;

I — момент .инерции всего сечения;

w — расстояние от'оси симметрии, параллельной бо­

ковым пластинам, до рассматриваемой точки; G — модуль сдвига;

103