1. Проектирование и расчет угловых сварных соединений.

все угловые швы работают на срез (это условно принято при расчете) и рассчитываются по 2 расчетным сечениям: 1) по металлу шва; 2) по металлу на границе сплавления.

1 расчетное сечение по металлу шва: N/A_wf<R_wf*γ_wf*γc-где N - усилие в сварном шве от внешней нагрузки, А_wf-расчетная площадь сварного шва. R_wf-расчетное сопротивление металла сварного шва срезу (величина нормативная, Принимается по СНиП). γ_wf- коэффициент условий работы сварного шва, у_c - коэффициент условий работы конструкции = 1.

A_wf = β_f*k_f*l_w, где β_f - величина, учитывающая глубину проникновения наплавленного металла в основной (принимается по СНиП), k_f - катет шва, 1_w - расчетная длина шва = фактическая длина - 10мм.

2 .расчетное сечение по металлу на границе сплавления. N/A_wz.<R_wz*γ_wz*γ_c. где N - усилие в сварном шве от внешней нагрузки, A_wz - расчетная площадь сварного шва, R_wz,= 0,45*R_un- расчетное сопротивление металла сварного шва на границе сплавления, γ_wz - коэффициент условий работы

сварного шва, γ_c - коэффициент условий работы конструкции = 1, R_un - нормативное сопротивление основного металла по временному сопротивлению (по СНиП).

A_wz= β_z*k_f*l_w, где β_z - величина, учитывающая глубину проникновения наплавленного металла в основной

(принимается по СНиП), k_f - катет шва. 1_w – расчетная длина шва = фактическая длина - 10мм.

k = β_f * R_wf /βz* R_wz

k <1 - насчет ведем по металлу шва,

к> 1 - расчет ведем по металлу на границе сплавления.

Принимаем больший катет шва.

2. Проектирование узлов ферм из спаренных уголков.

в фермах со стержнями из двух уголков, составленных тавром, узлы проектируют на фасонках. которые заводят между уголками. Стержни решетки прикрепляют к фасонке фланговыми швами.

Концы фланговых швов для снижения концентрации напряжений выводят на торцы стержня на 20мм.

Билет №29

1 Выбор стали для конструкций зданий и сооружений Факторы, влияющие на выбор. Осуществляется на основе технико-экономического анализа с учетом требований и норм. СНиП, табл 50*. В основу этой таблицы положены факторы, влияющие на работу материала:

- температура монтажа и эксплуатации, здесь учитывается опасность хрупкого разрушения при пониженной температуре.

- характер нагружения (динамические, вибрационные и переменные нагрузки).

- вид напряженного состояния.

- способ соединения элементов (отсутствия сварки, наличие сварки).

- толщина проката.

В соответствии с указанными факторами, конструкции из стали разделяют на 4 группы. На выбор стали влияет- 2 параметра: 1) группа конструкций. 2) расчетная температура (температура наиболее холодных суток с обеспеченностью 0,98, определенная согласно СНиП «климатология»).

2. Расчет и конструирование балок.

В качестве прокатных балок применяются двутавры с уклоном внутренней грани полок, с уклоном параллельных граней полок. Их № подбираются в соответствии с ГОСТ и только тогда, когда мы не можем подобрать прокатный двутавр, а это имеет место при большой нагрузке мы используем сварной двутавр.

1) исходные данные

2) статический расчет. Суть этого блока состоит в выборе расчетной схемы балки и ее статического расчета.

3) конструктивный расчет. Прокатную балку рассчитываем по двум предельным состояниям. По первому предельному состоянию мы должны обеспечить несущую способность балки (прочность, общую устойчивость, местную устойчивость элементов). По второму предельному состоянию мы должны обеспечить пригодность балки к ее нормальной эксплуатации, при этом прогиб балки не должен превышать предельной.

Мы должны гарантировать не наступление первого и второго предельного состояния.

Сечение балки подбираем из условия ее прочности при расчете в пределах упругих деформаций: σ=Mmax/W < Ry*y_c.

При благоприятных факторах можно уменьшить размеры сечения за счет развития пластических деформаций: Wreq = Mmax/Ry*y_c. Далее по сортаменту принимаем двутавр, момент сопротивления которого равен или больше требуемого, в противном случае условие прочности выполняться не будет.

Проверка несущей способности балки подобранного профиля: проверки на прочность балки, изгибаемой в одной из главных плоскостей при расчете в пределах упругих деформаций в сечение где M=Mmax и Q = 0

σ= Mmax/W_факт<Ry∙γ_c

τ= Qmax∙s/Iх∙t_w<Ry∙γ_c

При одновременном действии в сечение момента и перерезывающей силы, напряжение приведенное проверяется по формуле:

σ_ef=√σ_x²+3τ_xy² <1.15Ry∙γc

. Проверяются они в уровне сопряжения пояса со стенкой.

Помимо обеспечения прочности балки мы должны обеспечить ее общую устойчивость. Суть явления потери балкой общей устойчивости состоит в следующем: предельное состояние изгибаемого элемента может наступить до того, как балка исчерпает свою прочность, т.е. общей потери устойчивости. Вначале балка изгибается в своей плоскости, совпадающей с плоскостью действия внешней нагрузки, после того, как напряжение в балке достигает критических, она закручивается и выходит из плоскости изгиба, затем, в поясах балках появляются пластически деформации и она теряет несущую способность. M/φb*Wc < Ry*yc. Где φb -коэффициент снижения расчетного сопротивления при потере общей устойчивости балки, Wc - момент сопротивления сечения балки относительно крайнего сжатого волокна.

Пункт 5.16* говорит о том, когда проверку общей устойчивости по этой формуле можно не производить. Последняя проверка несущей способности - это проверка местной устойчивости элементов (только тех, где есть сжимающие напряжения). Но в прокатных балках местная устойчивость элементов не проверяется, т.к. она обеспечивается соотношением их размеров, назначенных с учетом устойчивой работы, при различных напряженных состояниях.

Второе предельное состояние балки обеспечивает ее нормальную эксплуатацию, подсчитывается прогиб балки и сравнивается с предельным. Подсчет ведется по нормативным нагрузкам

Билет №30