§ 13. Применение алюминиевых сплавов

Для алюминиевых балок рекомендуется применение спла­вов: ЛВ (AI+Mg+Si); алюминиево-магниевых (АМг5, АМгб, АМг61), алюминиево-магниево-цинковых (В92). В этих сплавах в зависимости от состояния их термической обработки пределы прочности сварных соединений встык а\ составляют 0,6н-0,9(т_в. С повышением прочности сплава понижаются указанные выше

326

коэффициенты. Для повышения прочности стыковых соединений в отдельных случаях применяют косые швы.

Целесообразно применение прессованных, штампованных и гнутых профилей. При конструировании алюминиевых балок следует избегать концентрации напряжений, особенно в зонах сварных соединений. На рис. 14-18 показана конструкция свар­ных балок из алюминиевых сплавов. Швы не находятся в зонах наибольших нормальных напряжений. На рис. 14-19 изображена конструкция сварной подкрановой балки из алюминиевого спла­ва. В ней применены стыковые соединения; сварные швы по воз­можности вынесены за пределы зон со значительными концент­раторами напряжений.

Рис. 14-18. Конструкция сварных балок из алю­миниевых сплавов

Профили из алюминиевых сплавов, полученные прессовани­ем, позволяют резко сократить количество связующих швов. Эти профили хорошо сопротивляются различным силовым воздей­ствиям: изгибающим моментам, кручению, сложному сопротив­лению.

Конструкции из алюминиевых сплавов имеют значительно меньшую жесткость по сравнению со стальными. Максимальные величины отношений /// (стрелы прогиба к величине пролета) приведены ниже.

В а л к и: /,'/

подкрановые балкк (грузоподъемность крана 50,0 Т) :...:.......... 1/600

балки междуэтажных перекрытий ...... 1/400-:-1/200

балки покрытий............. 1/250-н 1/200

327

Если для сварных алюминиевых балок отношение высоты к толщине вертикального листа составляет h/s_B< 80 для спла­ва АМг, h/s_v■ : 70 —для сплава ЛВТ-1 (термически обработан­ного и искусственно состаренного), то ребра жесткости не ста­вятся плп их ставят па взаимном расстоянии, равном 2,Ah.

ш^^^м.....^==i

Рис. 14-19. Сварная подкрановая балка из алюминиево­го сплава

Проверка устойчивости стенки, подкрепленной только верти­кальными ребрами жесткости (см, рис. 14-10), производится из условия

V

<V,

(14.48)

где о- —расчетное напряжение на верхней кромке вертикально­го листа.

J 2 328

(14.49)

-21 (-^J кПмм*; (14.50)

0.4,51)

Здесь s_B —толщина вертикального листа; h_B — его высота; т —среднее касательное напряжение;

т₀ - (4,2+ Щ {^f кГ[мм\ (14.52)

где d—меньшая нз величин а и Л„;

ц — отношение большей стороны прямоугольника, образуе­мого сторонами а и Н_а> к меньшей. Значение коэффициента V определяется в зависимости от эквивалентного напряжения

о. =

2

Т УШ°*+& (14.53)

при

_^L- = 0,66; 0,75; 0,90; 1,00. pip

I/- 1,00; 0,92; 0,70; 0,50.

Толщина ребер жесткости должна быть >•-г*-их ширины, а ши­рина ~gjj + 40 мм.

Проверка общей устойчивости сварных алюминиевых балок, работающих под действием изгибающего момента М, произво­дится по формуле

Коэффициент ф_в определяется из выражения

?■ - Ф £ (-г)"'■ ¹⁰³' ⁽¹⁴-⁵⁴⁾

где 1_Х и J_v — моменты инерции сечения балки относительно главных центральных осей; / — длина балки или расстояние между ее закрепле­ниями в горизонтальной плоскости; /г —высота балки;

329

*!i — коэффициент, определяемый по графику, пред­ставленному на рис. 14-20, в зависимости от ко­эффициента «, который находится из соотноше­ния

^{a = 1}.54£hr)'- ⁽¹⁴-⁵⁵>

Этот коэффициент применим для сплава Д16-Т.

Значения О перед под­становкой в формулу (14.54) для изделий из сплава АВТ-1, АМгбЬМ умножаются на 1,57, а для сплава АМгб-М — на 1,38.

При проверке устойчи­вости поступают следую­щим образом: задаются отношением ///г, далее по формуле (14.55) нахо­дят а и по графику (рис. 14-20, а) находят 6, а по формуле (14.54) —<р_в. Если значения ф_в окажут­ся выше0,67, то вместо ср» следует принимать коэф­фициенты фц, которые да­ны на графике ' рис. 14-20,6.

050 067 0»

Рис. 14-20, Определение коэффициентов

\\- в функции а (я) и ц>_в в функции

Фи (б)