Предварительная разработка конструкции

При высоте балки h_б=0,9+1,9 м рекомендуется применять следующие диаметры высокопрочных болтов: 16, 20, 24 мм. Площади сечений нетто A_бn этих болтов соответственно равны 1,57; 2,45 и 3,52 см² по табл. 62 [1]. Принимаем предварительно d_в=20 мм.

Диаметр отверстия под болт: d= d_в+3=23 мм .

Из конструктивных соображений и унификации толщина каждой из двух накладок для стенки t_н принимаются равной толщине стенки t_w. Размеры накладок по ширине и длине должны быть минимальными. Размещение болтов производится с учетом допустимых минимальных и максимальных расстояний между центрами болтов и от центра болта до края элемента в соответствии с табл. 39 [1]. При этом расстояние следует округлять до 5 мм в большую или меньшую сторону (для минимальных и максимальных расстояний соответственно).

Зазор между отправочными марками принимаем равным 10 мм (см. рис. 17). Число вертикальных рядов в стенке по одну сторону от стыка n=2 , минимальное расстояние между ними 2,5d=2,5*23=57,3 (60 мм) ; расстояние от края стенки или накладки до ближайшего ряда 1,3d=1,3*23=29,9 (30 мм).

Шаг болтов по вертикали обычно составляет (4-6)d=92-138 мм; принимаем его равным 100мм (кратным 10мм). При этом расстояние "с" между крайним болтом в вертикальном ряду и внутренней гранью пояса должно находиться в пределах 60-120 мм. В нашем случае с=100 мм .

Толщина накладок в поясе должна быть больше 0,5t_f. Расстояние между внутренними накладками d1 Площадь сечения накладок должна быть не меньше площади пояса.

Для пояса следует принять четырехрядное расположение болтов, а если четыре ряда не размещаются в соответствии с требованиями табл. 39 [1] (в случае узкого пояса) - шахматное или двухрядное расположение болтов.

Принимаем четырехрядное расположение болтов.

Рис. 17. Конструкция сты

Изм.

Лист

N докум.

Подп.

Дата

Лист

2013/3-П-3/КП1-КМД

ка

Определение места стыка

Момент инерции ослаблений (отверстиями) сечения пояса:

То же сечения стенки:

,

где

(размеры показаны на рис. 17)

Момент инерции ослаблений всего сечения:

.

Момент инерции ослаблений сечения с учетом ослаблений (нетто):

.

Так как величина , то в соответствии с п. 11.14 [1] условный момент инерции сечения нетто:

.

Условный момент сопротивления:

Изм.

Лист

N докум.

Подп.

Дата

Лист

2013/3-П-3/КП1-КМД

Предельный изгибающий момент в месте монтажного стыка:

По эпюре изгибающих моментов (рис. 6) определяем, что сечения с изгибающим моментом, равным предельному (224 т*м), находятся во II-м и III -м отсеках. Принимаем, что стык будет во II-м отсеке. Из уравнения M _II

для II-го отсека определим положение стыка (Х_ст):

M _II =(

1,5P

.

Расстояние от оси стыка до ближайшего поперечного ребра жесткости должно быть не менее 0,5 м. В противном случае следует уменьшить величину X_ст.

Проверяем: 5-4,31=0,69>0,5 м.

Окончательно принимаем стык на расстоянии от левой опоры. Внутренние усилия в месте стыка: .

Расчет стыка стенки

Момент, воспринимаемый стенкой:

,

где – момент инерции стенки с учетом ослаблений (нетто).

Поперечная сила, воспринимаемая стенкой,

.

Усилие, приходящееся на крайний болт вертикального ряда от момента ,

То же от поперечной силы

Где m – число болтов в вертикальном ряду.

Суммарное усилие, приходящееся на крайний болт вертикального ряда,

Предельное усилие многоболтового соединения, приходящееся на один болт в соответствии с п. 11.13 [1],

Здесь - наименьшее временное сопротивление материал

Изм.

Лист

N докум.

Подп.

Дата

Лист

2013/3-П-3/КП1-КМД

а болта разрыву. По табл. 61 [1] можно принять одну из следующих марок стали для высокопрочных болтов: 40Х «Селект» и 30ХЗМФ с величиной

И 13500 кг/см² соответственно.

Примем наименее прочную сталь 40Х «Селект»:

количество плоскостей трения;

коэффициент условия работы соединения при количестве болтов больше 10 (п. 11.13);

- коэффициент трения, принимаемый по табл. 36 [1] в зависимости от способа обработки соединяемых поверхностей и равный 0,5; 0,42; 0,35 и 0,25 при металлизации цинком, при газопламенном способе, очистке стальными щетками и без всякой обработки соответственно;

Принимаем газопламенный способ обработки.

коэффициент условия работы балки в месте стыка на высокопрочных болтах (табл. 6, примечание 4 [1]);

коэффициент надежности при газопламенном способе обработки и при ре- гулировании натяжения болтов по моменту закручивания (табл. 36 [1]);

(*)

(**)

Прочность соединения стенки обеспечена.

Расчет стыка пояса

Определение числа болтов в стыке пояса.

Момент, воспринимаемый поясами:

Продольное усилие в поясе:

Требуемое число болтов (по одну сторону от оси стыка):

Принимаем 14 болтов (четное число, большее, чем )

Проверка прочности накладок.

Пусть толщина накладок в поясе t_н=12 мм>0,5t_f=0,5*20=10 мм.

Ширина наружной накладки b_н=b_f=360 мм.

Ширина внутренней накладки должна быть не больше чем:

0,5(b_f-40)=0,5(360-40)=160 мм

Принимаем b_н=150 мм (кратно 10мм), тогда

d1= b_н - 2b¹_н=360-2*150=60 мм>40 мм.

Площадь сечения накладок:

Прочность накладок обеспечена.

Окончательно принятую конструкцию монтажного стык

Изм.

Лист

N докум.

Подп.

Дата

Лист

2013/3-П-3/КП1-КМД

а показываем на рис.17.