4.5 Расчёт соединительных планок

Соединительные планки в проектируемой центрально-сжатой сквозной колонне рассчитываются на условную поперечную силу, возникающую при продольном изгибе ветвей колонны при потере ими устойчивости. Условная поперечная сила распределяется поровну межу планками, лежащими в плоскостях, перпендикулярных оси, относительно которой производилась проверка устойчивости.

Р асчёт планок состоит в проверке их сечения и расчёте прикрепления к ветвям колонны.

Рисунок 7- К расчёту планок.

Определяем значение поперечной силы, приходящейся на систему планок, расположенных в одной плоскости:

, (93)

где Q_fic – значение условной поперечной силы, принимаемое в соответствии с таблицей 5.2 методических указаний в зависимости от расчётного сопротивления материала колонны; при R_y = 335 МПа Q_fic = 0,45 · А, (А – площадь поперечного сечения колонны, А = 72,6 см²);

Подставляем полученное значение в формулу (93):

кН.

Определяем изгибающий момент в месте крепления планки:

, (94)

где Q_s – поперечная сила, приходящаяся на систему планок, расположенных в одной плоскости, Q_s = 15,54 кН;

l₁ – расстояние между центрами соседних планок, l₁ = 119 см = 1,19 м.

Н·м.

Определяем поперечную силу в месте крепления планки:

, (95)

где b₀ – расстояние между осями ветвей, b₀ = 24,5 см.

кН.

Принимаем катет сварного шва, служащего для крепления планки к колонне, равным толщине соединительной планки (k_f = 19 мм). Расчётную длину шва l_w принимаем равной высоте соединительной планки h_s = 190 мм.

Для сварки соединительных планок и ветвей колонны, изготовленных из стали С 245, необходимо использовать покрытые электроды Э 42А ГОСТ 9467-75* [8, таблица 4.7].

Расчётное сопротивление сварного соединения углового шва при срезе по металлу шва R_wf для электродов Э 42А составляет 180 МПа, нормативное сопротивление металла шва R_wun = 410 МПа [8, таблица 4.7]. Расчётное сопротивление сварного соединения с угловыми швами на срез по металлу границы сплавления R_wz для стали С 245 составляет 220,5 МПа.

Проверку прочности сварного соединения проверяем по наименьшему из произведений (R_wf · β_f) и (R_wz · β_z).

R_wf · β_f = 180 · 0,7 = 126 МПа,

R_wz · β_z = 220,5 · 1 = 220,5 МПа.

Проверяем прочность сварного шва на совместное действие нормальных и касательных напряжений:

- по металлу границы сплавления:

, (96)

где М_s – изгибающий момент в месте крепления планки, рассчитанный по формуле (94); М_s = 7382,9 Н · м;

β_f – коэффициент, принимаемый при сварке элементов из стали с пределом текучести до 530 Мпа, при полуавтоматической сварке β_f = 1;

k_f – катет сварного шва, k_f = 0,019 м (соответствует толщине соединительной планки);

l_w – расчётная длина сварного шва, l_w = 0,19 м (соответствует высоте соединительной планки);

F_s – поперечная сила в месте крепления планки, рассчитанная по формуле (95); F_s = 60,27 кН;

R_wf– расчётное сопротивление сварного соединения углового шва при срезе по металлу шва, R_wf = 180 МПа;

γ_wf – коэффициент условий работы шва, γ_wf = 1;

γ_с – коэффициент условий работы, γ_с = 1.

МПа,

МПа,

66,7 МПа < 180МПа.

Условие выполняется, прочность сварного шва обеспечена.