Алгоритм расчёта монтажного фрикционного стыка балки

Примем шпильки М20 илиболты А _ш = 2,45 см [4, с.72, табл.62].

Расчётное сопротивление растяжению шпилек определяется по [4, с. 6]

Расчётное усилие , которое воспринимается одной поверхностью трения соприкасающихся пластин, равно

–	коэффициент условий работы болтов;
g n = 1,12	коэффициент надёжности при зазоре между болтом и стенкой отверстия 1 мм;
	расчётное усилие, которое воспринимается одной поверхностью трения соприкасающихся пластин
	– расчётное сопротивление растяжению шпилек или болтов
=2,45 см2	– расчётное сопротивление растяжению шпилек или болтов
где m = 0,42	коэффициент трения при зачистке поверхностей газопламенным способом [4,с.41,табл.36*];

Несущая способность одного болта (2 поверхности трения)

F_вh=2Q_вh=2·781,4=1562,8 гН.

Характеристики двутавровой балки I 100 Б4 следующие:

площадь сечения А = 397 см²,

главный момент инерции J_x = 662170 см⁴;

момент сопротивления W_x = 13060 см³.

Сталь спокойной плавки С255 (ВСт3сп5) ГОСТ 27772-88 с расчётным сопротивлением R_y = 230МПа [4,с.64,табл.51*], толщина t = 20…40 мм.

Фактический изгибающий момент который способен выдержать двутавр I 100 Б4 М _ф = R_y · W_x = 230·13060 = 3003800 гНсм.

Площадь полки двутавра А _п = 32,3·3,3 = 106,6 см²,

Площадь стенки А _ст = 94,8·1,86 = 176,33 см².

Момент инерции стенки двутавра

Часть изгибающего момента, воспринимаемая стенкой:

.

Требуемое плечо внутренней пары сил одного ряда болтов. Число рядов m =2, см.

Стык стенки перекрываем двумя симметричными накладками толщиной

t _нст = 1,2 см, 2 t _н = 2·1,2 = 2,4 > t _ст = 1,86 см.

Зададим габарит болтового поля (рис. 1П6)

С = h _ст - 2D - 3 d = 94,8 - 2·2 - 3·2 = 84,8 см,

где D = 2 см, d = 2 см.

Определяем число болтов n в ряду из квадратного уравнения

где коэффициент

n ² – 12,56 n + 13,56 = 0,

n = 11,37 шт. Примем 12 болтов.

Определяем шаг болтов S

S = = = 7,71 см.

Назначим шаг S = 7,7 см.

Уточняем габарит болтового поля

С = S (n – 1) = 7,7·11 = 84,7 см.

Определяем фактическое плечо внутренней пары сил одного ряда болтов

Фактическая несущая способность стыка стенки

Прочность стыка стенки достаточна.

Стык пояса.

Для стыка пояса примем три накладки толщиной по t _нп = 1,6 см (см. рис. 1П6)

å А _н = 321,8 + 2·15·1,8 = 111,6 > 106,6 см².

Пояс двутавра выдерживает силу F _пф = 230·106,6 = 24518 гН.

Для стыка пояса необходимо число болтов

.

Примем 16 болтов М20 из стали 40Х “Селект” (болты с одной стороны от стыка). Шаг болтов принимаем минимальный S = 3 d = 3·2 = 6см.

Расчёт стержня решётчатой центрально-сжатой колонны

Расчётная сила, сжимающая колонну

где – грузовая площадь;

– расчётная нагрузка на рабочую площадку.

Определяем параметры колонны:

длина колоны:

примем коэффициент устойчивости , расчётное сопротивление R_y= 230МПа.

Определяем требуемую площадь поперечного сечения колонны относительно материальной оси X-X:

,

Принимаем сечение из двух балочных двутавров по гост 6020-83 2 I50 Б2: 2 A = 2·102,2=204,4 см², )

Гибкость колонны относительно материальной оси X-X при :

Приведённая гибкость колонны

Проверяем устойчивость колонны

Фактическая несущая способность колонны из двух балочных двутавров 2 I50 Б2 (2 A = 2·102,2=204,4 см², относительно оси X

Имеется запас по устойчивости 17,3%

Устойчивость колонны из двух балочных двутавров 2 I50 Б2 обеспечена.

Устойчивость колонны относительно оси X может быть проверена и так

Устойчивость колонны из двух балочных двутавров 2 I50 Б2 относительно оси X обеспечена.

Определим достаточную ширину колонны, при которой обеспечена равная устойчивость относительно осей X и Y.

Примем гибкость ветви меньше чем

Требуемая гибкость колонны относительно свободной оси Y

где ;

отсюда требуемый радиус инерции сечения: ,

то есть, расстояние от центра тяжести сечения колонны до центра тяжести каждого из двутавров должно быть не менее примем.

Находим момент инерции сечения колонны относительно свободной оси Y

радиус инерции

Гибкость колонны относительно оси Y

, Эффективная гибкость колонны относительно оси Y меньше чем относительно оси X. следовательно, устойчивость колонны относительно оси Y также обеспечена.

2012-9-18

Расчёт стержня решётчатой центрально-сжатой колонны (высокая)

Грузовая площадь (шарнирные опоры =1). Сталь: ГОСТ 2-777-2-88 В Ст3 сп5 (С255), расчётное сопротивление R_y= 230МПа. Расчётная нагрузка на единицу площади рабочей площадки .

Расчётная сила, сжимающая колонну:

Определяем высоту и расчётную длину колонны: .

Примем коэффициент устойчивости ,

Определяем требуемую площадь поперечного сечения колонны относительно материальной оси X: ,

Принимаем сечение из двух балочных двутавровых профилей 2 I55 Б2 по гост 6020-83: 2 A = 2·124,75=249,5 см², ), J _y = 2760 см⁴.

Гибкость колонны относительно материальной оси X-X:

Приведённая гибкость колонны:

Проверяем устойчивость колонны

Несущая способность колонны из двух балочных двутавровых профилей 2 I50 Б2 (2 A = 2·102,2=204,4 см², относительно оси X

Устойчивость колонны из двух балочных двутавровых профилей 2 I55 Б2 обеспечена. Имеется запас по устойчивости 39420/44367,89= 0,888 (11,1%).

Устойчивость колонны относительно оси X может быть проверена и так

Устойчивость колонны из двух балочных двутавров 2 I55 Б2 относительно оси X обеспечена. Имеется запас по устойчивости 158/177,8= 0,888 (11,1%).

Определим достаточную ширину колонны, при которой обеспечена равная устойчивость относительно осей X и Y.

Примем гибкость ветви меньше чем колонны

Требуемая гибкость колонны относительно свободной оси Y

где ;

отсюда требуемый радиус инерции сечения:

то есть, расстояние от центра тяжести сечения колонны до центра тяжести каждого из двутавров должно быть не менее примем.

Находим момент инерции сечения колонны относительно свободной оси Y

радиус инерции

Гибкость колонны относительно оси Y

, Эффективная гибкость колонны относительно оси Y меньше чем относительно оси X. следовательно, устойчивость колонны относительно оси Y также обеспечена.

2012-10-17

3.3. Расчёт планок, соединяющих ветви

Назначаем размер планки 40·40·1 см. Планки привариваем к ветвям колонны угловыми швами с катетом шва k_f = 8 мм и проверяем их прочность по сварному шву. Условная поперечная сила в колонне [ ]

где N= 36420 гН - продольное усилие в колонне; j= .

Определяем шаг планок:

, 1340-40 1300 (40см оголовок и база)

число шагов 1300/141 =9,2 примем 10 шагов s=1300/10=130cм.

Поперечная сила в ветви

поперечная сила, срезающая планку

Изгибающий планку момент , где a= 26см.

Момент сопротивления шва ;

Напряжения в шве при изгибе

Площадь поперечного сечения шва

= = 25,2 см, = 45 см длина шва.

Сдвигающие напряжения .

Приведённые напряжения в шве

Прочность сварного шва по приведённым напряжениям по металлу шва обеспечена.

Проверки прочности шва по металлу границы сплавления не делаем, так как b _z = 1 >b _f = 0,7 (см. СНиП II-23-81* [табл. 37]).

Рис. 17. К расчёту планок колонны.

Расчёт стержня решётчатой центрально-сжатой колонны

Расчётная сила, сжимающая колонну

где – грузовая площадь;

– расчётная нагрузка на рабочую площадку.

Определяем параметры колонны:

длина колоны:

примем коэффициент устойчивости , расчётное сопротивление R_y= 230МПа.

Определяем требуемую площадь поперечного сечения колонны относительно материальной оси X-X:

,

Принимаем сечение из двух балочных двутавров по гост 6020-83 2 I50 Б2: 2 A = 2·102,2=204,4 см², )

Гибкость колонны относительно материальной оси X-X при :

Приведённая гибкость колонны

Проверяем устойчивость колонны

Фактическая несущая способность колонны из двух балочных двутавров 2 I50 Б2 (2 A = 2·102,2=204,4 см², относительно оси X

Имеется запас по устойчивости 17,3%

Устойчивость колонны из двух балочных двутавров 2 I50 Б2 обеспечена.

Устойчивость колонны относительно оси X может быть проверена и так

Устойчивость колонны из двух балочных двутавров 2 I50 Б2 относительно оси X обеспечена.

Определим достаточную ширину колонны, при которой обеспечена равная устойчивость относительно осей X и Y.

Примем гибкость ветви меньше чем

Требуемая гибкость колонны относительно свободной оси Y

где ;

отсюда требуемый радиус инерции сечения: ,

то есть, расстояние от центра тяжести сечения колонны до центра тяжести каждого из двутавров должно быть не менее примем.

Находим момент инерции сечения колонны относительно свободной оси Y

радиус инерции

Гибкость колонны относительно оси Y

, Эффективная гибкость колонны относительно оси Y меньше чем относительно оси X. следовательно, устойчивость колонны относительно оси Y также обеспечена.

2012-9-18

СНИЖЕНИЕ МАТЕРИАЛОЁМКОСТИ главной балки

Введём шарниры в первом и третьем пролётах так, чтобы момент во втором пролёте и опорные моменты над двумя центральными колоннами стали равны друг другу

; ; ; ;

В середине центрального пролёта двухконсольной балки

Вылет каждой из консолей

Принимаем t _ст=1,3 см

= (63,3 %). Было 100 %

Вывод: Экономия стали 37,8%

А_ст=50% ; А_ст=217см² h _ст= А_ст=218,4 см²

А _nол=25% =108,5 см² А _пол=42·2,6=109,2 см²

=218,4 +2·109,2 = 436,8 > 434 см². Запас обеспечен.

Вывод: Прочность балки на изгиб обеспечена

Исправить

м

Q= гН

МПа

Вывод: прочность стенки на срез около опоры балки обеспечена.

Дата добавления: 2017-02-01; Просмотров: 94; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!