Конструкция ребер на опорах А и Б

Сечения опорных ребер представлены на рис. 15.

Рис. 15. Расчетные сечения опорных ребер

Определение размеров опорных ребер из условия прочности на смятие

Требуемая ширина ребра на опоре по оси А (см. рис. 15):

.

Принимаем (кратно 5мм). Длина

Изм.

Лист

N докум.

Подп.

Дата

Лист

2016/СВувт-2/КП1-КМД

площадки смятия ребра

.

Изм.

Лист

N докум.

Подп.

Дата

Лист

2016/СВувт-2/КП1-КМД

Требуемая толщина этого же ребра из условия прочности на смятие:

.

Здесь – расчетное сопротивление смятию торцевой поверхности при наличии пригонки. По табл. 1 [1] , где – временное сопротивление стали разрыву, принимаемое по табл. 51 [1], а – коэффициент надежности по материалу, определяемый по табл. 2 [1].

В нашем случае .

Принимаем (по сортаменту широкополосной универсальной стали см. пункт 5.5, д).

Назначаем для ребра по оси "Б" такую же толщину , а ширину , тогда площадь смятия для ребра по оси "Б" будет больше чем по оси "А" (см. рис. 16), и прочность на смятие будет заведомо обеспечена.

Расчет опорных ребер на устойчивость в плоскости, перпендикулярной стенке

В расчетное сечение условной стойки включается сечение ребра части стенки шириной 2S на опоре по оси А и S на опоре по оси "Б". На разрезах 1-1 и 2-2 расчетные сечения выделены штриховой (см. рис. 15):

.

Проверяем устойчивость ребра по оси Б, так как в этом случае расчетное сечение имеет меньшую площадь. Расчетная схема условной стойки представлена на рис. 16.

;

;

рис. 16

(по табл. 72 [1]),

5.11.4 Расчет сварного шва, соединяющего опорное

Изм.

Лист

N докум.

Подп.

Дата

Лист

2016/СВувт-2/КП1-КМД

ребро по оси Б со стенкой

По табл. 34 [1] принимаем полуавтоматическую сварку в углекислом газе проволокой диаметром d<1,4 мм при нижнем положении шва, тогда коэффициенты, учитывающие форму поперечного сечения шва:

В соответствии с пунктом 11.2 [1] коэффициенты условий работы шва:

.

По табл. 55 [1] для района II₅ 2-ой группы конструкций и стали ВСт3пс принимаем сварочную проволоку Св-08Г2С по ГОСТ 2246-70*. По табл. 3 [1] расчетное сопротивление углового шва срезу по металлу шва:

где нормативное сопротивление шва по временному сопротивлению принимается по табл. 4 [1], а коэффициент надежности по материалу шва определяется по табл. 3 [1] (примечание 3).

Расчетное сопротивление по металлу границы сплавления (по табл. 3[1]) где временное сопротивление стали принимается по табл. 51 [1] (для стали ВСт3пс6-1 по ТУ 14-1-3023-80 при толщине листа 11–20 мм). В соответствии с пунктом 11.2 [1] проверим условие:

(*) ; .

Учитывая выполнение условия (*), а также то, что требуемую высоту катета шва следует определять по величине :

Принимаем = 0,8 см > .

При этом = 0,8 см > по табл. 38[1] при

и по п. 12.8 [1].

Расчет монтажного стыка на высокопрочных болтах

Общие указания

При определении места стыка следует исходить из предположения, что по условиям транспортировки балка должна быть разделена на две отправочные марки, так, чтобы разница их длин была минимальной. Тогда местоположение стыка определится по несущей способности сечения, ослабленного отверстиями под болты.

5.12.2 Предварительная разработка констру

Изм.

Лист

N докум.

Подп.

Дата

Лист

2016/СВувт-2/КП1-КМД

кции

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 10 мм). 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 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

2016/СВувт-2/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

2016/СВувт-2/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

2016/СВувт-2/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 (и более дешевую) 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 регулировании 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

Ширина наружной накладки

Ширина внутренней накладки должна быть не больше чем:

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

Площадь сечения накладок:

Прочность накладок обеспечена.

Окончательно принятую конструкцию монтажного стык

Изм.

Лист

N докум.

Подп.

Дата

Лист

2016/СВувт-2/КП1-КМД

а показываем на рис.17.