Шпоры к ГОСам. 2 часть.1-20
.pdfфланговыми, а перпендикулярно усилию — лобовыми. По назначению: рабоч, связующ (конструктивн). По протяженности: сплошн, прерывистые (шпоночные). По положению в пространстве во время их выполнения: нижние, вертикальн, горизонтальн, потолочн. Сварка нижних швов наиб удобна, легко поддается механизации, дает лучшее качество шва, а потому при проектировании следует предусматривать возможность выполнения большинства швов в нижнем положении. Вертикальн, горизонтальн и потолочн швы в большинстве вып-ся при монтаже. Они плохо поддаются механизации, выполнить их вручную трудно, качество шва получается хуже, потому прим-е их в конструкциях следует по возможности ограничивать. Рис: а – стыковые; б – внехлестку (1-лобовые 2- фланговые); в – комбинированные ; г- угловые; д- тавровое.
2.14 Расчет соед-й, вып-х угловых швами (12.6-12.13[5])
Угловые швы прим-т в торц, угловых и нахлест соед-ях и опредют катетом k1, k2, вогнутостью m и выпуклостью g. М.б. как фланговыми, так и лобовыми. Фланговые швы, расположенные по кромкам прикрепляемого эл-та, параллельно действ-му усилию, вызывают большую неравном-ть распред-ия напряж-й по ширине эл-та. Неравномерно работают они и по длине. Лобовые швы передают усилия равномерно по ширине эл-та, но неравномерно по толщине шва. Нерав-ть работы шва по длине заставляет ограничивать расч длину шва на величину ≥4 катетов шва: lω≥4kf и ≤85βkf: lω≤85βkf, где kf – катет, принимаемый не > величины 1,2t (kf 1,2t) и не < значений, указан в табл38 СНиП, t – толщина наиб тонкого из свариваемых эл-тов. Размеры и форму сварных швов принимают с учетом п.12.6-12.13 [5].
Угловые швы рассчитывают независимо ориентации шва по отнию к действующему усилию. Усилие приним-ся равномерно
распределенным вдоль шва и рассм-ся возм-сть разрушения шва от условного среза по одному из 2 сечений: по мет-лу шва f и по мет-лу границы сплавления z. βz, βf – коэф-т кач-ва шва по мет-лу границы сплавления и по мет-лу шва.
Условный срез по мет-лу шва: |
|
|
|
N |
|
|
|
γ |
, где ηf –напряж-я в |
|
τ |
|
|
|
|
R |
γ |
c |
|
|
β |
k l |
|
|
|||||
|
f |
|
ω |
ωf |
|
ωf γ |
|
||
|
|
|
f |
f |
|
|
n |
|
расч сечении по мет-лу шва; f |
– по табл34 [5]; Rwf – расч сопр-ие |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
углового |
шва |
|
срезу |
|
|
по |
|
мет-лу |
|
шва; |
wf |
- к-т усл-я |
раб |
шва; |
||||||||||||||||||||||
приним-ся =1, кроме швов констр-й экспл-мых при низкой t; c – |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
к-т усл-ия работы; n – |
|
к-т надеж-ти по назначению; |
lw – |
расч |
||||||||||||||||||||||||||||||||
длина шва: l |
ω |
|
β |
|
|
Nγ n |
|
|
γ |
|
1ñì |
(1см на непроварку шва). |
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
k R |
|
γ |
ωf |
|
c |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
f |
|
f |
ωf |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Расчет шва на условные разрез по мет-лу границы сплавления: |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
τ |
z |
|
|
|
N |
|
R |
γ |
|
|
γ |
c ; |
l |
|
|
|
|
|
|
|
|
Nγ |
n |
|
|
|
1ñì. |
|
|
|
|
|||||
β |
|
k l |
|
|
|
ω |
β |
|
k R |
|
|
γ |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
z |
ω |
ωz |
|
ωz γ |
n |
|
|
z |
γ |
|
c |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
f |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
z |
ωz |
|
ωz |
|
|
|
|
|
|||||||||
Расчет сварных соед-ий с угловыми швами на действие момента в |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
пл-ти, перпендик-ой пл-ти располож-я этих |
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
швов, произ-ся по 2 сечениям. Для |
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
пространственн строит констр-й - длину шва в |
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
неск-х плоскостях. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
Требуем |
длина |
|
шва |
|
обушка |
|
|
(прикреп-щие |
обушок |
фасонка |
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
α Nγ n |
|
γ |
1ñì, kf=1,2t. |
|
|
||||||||||
уголки к фасонке): lω 2β k R |
γ |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
z |
ω |
|
ω |
|
|
c |
|
|
|
|
|
|
перо |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 α Nγ |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Требуем длина шва пера: |
|
lω 2β k R |
γ |
n γ |
c |
1ñì, |
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
z ω |
|
ω |
|
|
|
kf=t-2, α – к-т распред-ия напряж-я м/у швом пера и швом обушка, прим-ся в зависимости от распол-ия уголка на фасонке. При расчете следует определить, какая из 2 проверок (по мет
шва/мет границы сплавления) будет иметь решающее значение. Для этого необх-мо сравнить: βf·Rωf>< βz·Rωz. Решающее значение будет иметь меньшее из величин.
2.15 Расчет изгибаемых эл-в мет констр-й. (5.12-5.23, 7.3, 7.6[5]) В
изгибаемых эл-тах возникает неск-ко видов напряж-я. Все случаи работы д.б. рассчитаны по предел сост-ям. Для 1-ой группы – вязкое или усталостное разрушение, потеря устой-ти, текучесть мат-ла. Для 2-ой группы – достижение предельных перемещ-й.
Виды напр-ий.
ζ"?" "η?"
"М" |
Мmax |
"Q" |
σ – норм напр-ия, образуются от действия изгиб м-та; η – касат напр-ия,
образуются от действия попер сил; σlok – мест напр-ия, образуются в месте приложения крупной сосредоточ силы или опорной р-ии. Кроме того при расчете д.б. учтено совместное действие норм и касат напр-ий, под действием кот возникает сложное напряжен сост-ие, несущее в себе новые кач-ва.
1.Расчет по норм напр-ям. Расчет на проч-ть изгибаемых эл-тов, раб-щих в пределах упругих деф-ций, при изгибе в одной из главн пл-стей вып-ют
по формуле: σ |
Ì |
R |
γc , M - изгиб мом, определенный по расч |
|
|
W |
y |
γ |
|
|
n,min |
n |
||
|
|
|
нагрузкам; Wn,min - мом сопр-ния ослабленного сечения, определенный по упругой стадии работы эл-та.
Расчет на проч-ть эл-тов с учетом развития пластич деф-ций, изгибаемых в
одной из главн пл-стей, вып-ют по формуле: σ |
|
Ì |
R |
γ c, C1 - коэф, учит- |
||
|
|
y |
|
|
|
|
|
Ñ W |
γ |
n |
|||
|
1 |
n,min |
|
ющий пластич работу стали. Учет пластич работы стали разреш-ся для издий из стали с пределом текучести ζуп≤530МПа, при соблюдении усл-ий надежного обеспечения общей и мест устой-ти кон-ций и возд-вии т-ко
статич нагрузок.
2.Расчет по касат напр-ям. Наиб. касат напр-ия приход-ся на нейтрал ось, на уровне к-ой и проверяют стенку балки при расчете. Знач-я касат напр-
ий в сеч-ях изгибаемых эл-тов д. удовлетворять усл-ию: τ QS R γc, Q -
J tω Sγn
попер сила от расч нагрузок; S - статич м-т брутто сдвигающейся части сеч- я, относит-но нейтрал оси; J - м-т инерции сеч-я относит-но нейтрал оси;
tw - толщ стенки балки.
3.Расчет по мест напр-ям. Мест сжимающ напр-я, возник-щие в местах прилож-я сосредоточ силы резко снижают мест устой-ть стенки. Поэтому в таких местах реком-ся устан-ть ребра жесткости. Если избавиться от местн
напряж-й невозм-но, то необх проверка по ф-ле: τ |
P |
|
R |
γ c, P - |
||
loc |
|
|
y |
|
|
|
t l |
γ |
n |
||||
|
ω ef |
|
|
расч знач-е нагрузки; lef - условная длина распределения нагрузки, определенная из усл-й опирания. (Рис.), lef=b+2tf, b - ширина прилож-я
нагрузки; tf - толщ верхнего пояса балки.
4.При сложном напряженном сост-ии от совместного действия норм и касат напр-ний. Для стенок балок, раб-щих в пределах упругих деф-ций д.
вып-ся ОБА усл-я: |
|
|
|
|
|
|
|
|
, |
σ |
|
- норм напр-ия ср пл-ти |
|
2 |
|
2 |
|
2 |
|
|
|
||||||
|
σx |
σxσy |
σy 3τxy |
|
γc |
|
x |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,15R |
|
|
|
|
|
|
τxy R |
|
γc |
|
|
|
|
yγn |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
Sγ |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
||
стенки, параллельные оси балки; |
ζУ |
- норм |
напр-ия ср пл-ти стенки, |
перпен-ные оси балки, в т.ч. σlok; ηXY - касат напр-ия в той же точке балки, для к-ых определ-ся норм напр-ия.
5.Проверка общей устой-ти. При располож-и нагрузки в пл-ти гл оси инерции, изгибаемый эл-т при потере устой-ти сначала изгиб-ся в своей пл-ти, а затем при достиж-и нагрузкой критич знач-я начинает закручиваться и выходить из пл-ти изгиба. Расчет на устой-сть балок двутаврового сеч-я, изгибаемых в пл-сти стенки и удовлетворяющих
рассм-ным ранее усл-ям, вып-ют по ф-ле: Ì |
|
|
R |
γ c, Wc - м-т сопр-ния |
|||
|
|
|
y |
|
|
|
|
W |
γ |
n |
|||||
|
b |
c |
|
|
для сжатого пояса; θb - коэф, снижения расч сопр-ний при изгибнокрутильной форме потери устой-ти балок, определяемый в соотв-и с прил. 7 СНиП. Проверка общей устой-ти балок не произ-ся, если: 1. Нагрузка передается ч/з сплошной жесткий настил, приваренный к верхнему поясу
балки. 2. Отн-ие расч длины балки lef к ширине сжатого пояса b не превышает знач-й, определяемых по ф-лам табл. 8 СНиП для балок двутаврового (симметричного) сеч-я и для балок с развитым сжатым поясом при усл-ии, что bраст≤0,75bсж
6.Потеря мест устой-ти. Прокатные профили запроект-ны так рац-но, что для них невозм-на потеря мест устой-ти. Поэтому такая проверка не произся. Составные эл-ты обязат-но проверяются на мест устой-ть. (Рис) Устой-ть стенок балок не треб-ся проверять, если условная гибкость стенки
удовлетворяет усл-ям: |
|
|
|
|
|
|
|
|
, kпред=3,5 - при отсутствии |
||
|
|
|
|
h |
R |
|
|||||
|
|
|
|
||||||||
|
λ |
ω |
|
ef |
|
|
y |
k |
|
||
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
t |
|
E |
ïðåä. |
|||||
|
|
|
|
|
ω |
|
|
|
|
местного напр-ия в балках с двусторонними поясными швами; kпред=3,2 - при отсутствии мест напр-ия в балках с односторонними поясными швами;
kпред=2,5 - при наличии мест напр-ия в балках с двусторонними поясными швами. При этом следует устан-ть попер осн ребра жесткости в соотв-вии с п. 7.10; 7.12 и 7.13 СНиП. Расчет на устой-ть стенок балок симметрич сечения, укрепленных т-ко попереч осн ребрами жесткости при
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, |
|
|
|||
наличии мест напр-ия, |
опред-ют по ф-ле: |
σ |
|
|
σ |
|
2 |
|
τ |
2 |
cr |
- |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
lok |
|
|
γ c |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
σ |
|
|
σ |
|
|
τ |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
cr |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
lok,cr |
|
|
cr |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
норм |
|
критич напр-ие. |
Устой-ть полки балки |
|
проверяют по отн-нию: |
||||||||||||||||
|
b |
|
, kпред - опред-ся по ф-лам табл.30 СНиП. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
ef |
k |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
l |
ïðåä. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
ef |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7.Проверка упругих деф-ций. При работе соор-ий в балках м. появиться деф-ции, затрудняющие экспл-цию кон-ции. Деф-ции проверяют на упругой стадии работы кон-ции от возд-вия норм нагрузок, при этом
возник-щий прогиб не д. превышать предельно допустимый. |
f |
f |
|
. |
|
|
l |
l |
|
|
|
Относит прогиб: f |
5 q l3 |
. Величина предельно допустимого прогиба эл-тов |
|
f |
|||
|
l |
384EJ |
|
f |
дана в СНиП «Нагрузки и воздействия». |
||
|
|
|
|
l |
|
|
|
2.16 Расчет внецентренно сжатых эл-в мет констр-й (5.24-5.32 [5]) Предельн сост-е по проч-ти внецентренно сжатых эл-тов констр-й при динамич возд-виях и эл-тов, вып-ных из стали высокой проч-ти (ζуп>530МПа), опред-ся достижением напряжениями расч сопр-ия. Расчет вып-ся в упругой стадии
работы мат-ла по ф-ле: N |
x y |
y x R |
|
c, x, y -оординаты |
||||||
|
|
|
M |
M |
|
γ |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
y |
|
|
|
|
A |
J |
J |
γ |
n |
|||||
|
n |
xn |
yn |
|
|
рассм-емой точки сеч-я относ-но его глав осей; N, Mx, My - абс знач-я продол силы и изгиб м-тов при наиб. неблагоприят их сочет-и; An - площадь сеч-я нетто; Jxn, Jynмоменты инерции сеч-я нетто относ-но главн осей.
Для эл-тов из пластичных сталей с пределом текучести ζуп≤530МПа, не подвергающихся непосредственному возд-вию динам нагрузок, предельное сост-е по проч-ти опред-ся с учетом развития пластических деф-ций. Расчет вып-ют по ф-ле:
|
N |
|
2 |
|
|
M |
|
|
|
|
M |
|
, n, Cx, Cy - коэф- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
y |
|
1 |
|
|
|
C W |
|
R γ |
|
C W |
R γ |
|
|||||
A R γ |
|
|
|
|
c |
c |
|||||||
|
n y |
c |
|
x xn,min y |
y yn,min y |
ты, принимаемые в соотв. с прил. 5 СНиП; Wxn,min и Wyn,minmin м-ты сопр-ия сеч-я нетто относ-но гл осей.
Расчет на устой-ть внецентренно сжатых эл-тов вып-т в пл-сти действия м-та (плоская форма потери устой-ти) и из пл-ти действия м-та (изгибно-крутильная форма потери устой-ти). Расчет на устой-ть эл-тов пост сеч-я в пл-сти действия м-та,
совпадающей с пл-стью симметрии вып-ют: |
N R |
γ c , φl - коэф. |
||||
|
|
|
y |
|
|
|
|
A |
γ |
n |
|||
|
l |
|
|
сниж-я расч сопр-ий при внецентренном сжатии, опред-ся в соотв. со знач-ями табл.74 и 75 СНиП II-23-81.
Расчет на устой-сть внецентренно сжатых эл-тов пост сечения из пл-сти действия м-та при изгибе их в пл-сти наиб. жесткости,
совпадающей с пл-стью симметрии, вып-ют по ф-ле: |
N |
R |
γ c |
|
, c |
||
|
c A |
yγ |
n |
|
|||
|
y |
|
|
|
|
- коэф., опр-мый согласно треб-ям п. 5.31 СНиП; φy - коэф., опрмый согласно п. 5.3 СНиП.
Внецентренно сжатые эл-ты, изгибаемые в пл-сти наим. жесткости, при усл-ии λ x λ y, проверяют на устой-ть из пл-сти
действия м-та как центрально сжатые стержни: N R |
|
γ c, |
φx |
- |
|||||
|
|
|
y |
|
|
|
|
|
|
A |
γ |
n |
|
|
|||||
|
x |
|
|
|
|
|
|||
коэф., приним-мый в соотв-и с п. 5.3 СНиП. При усл-и |
|
λ |
x |
λ |
, |
||||
|
|
|
|
|
|
|
y |
проверка устойчивости из пл-сти действия мом-та не треб-ся.
2.17 Определение расч длины стержней мет фермы (6.1, 6.3, т.
11,12 [5]) В критическом сост-и потеря устой-ти стержней ферм возможна в люб направ-ии: как в пл-ти фермы, так и из пл-ти. Несущ сп-сть сж эл-тов зависит от их расч длины. Выпучивание стержня при потере устой-ти м. произойти в обоих направ-ях. Гибкие растянутые стержни м. провисать под действием собств. веса, вибрировать при динам нагрузках, поэтому их гибкость ограничивают.
Возможное искривление поясов фермы при потере устой-ти в ее пл-ти м. произойти м/у узлами. Поэтому, расч длина пояса в плсти фермы приним-ся равной его геом длине м/у центрами узлов: lef=l (lef - расч длина; l- геомет. длина). Расч длина пояса из пл-сти фермы в общем случае равна рас-ию м/у точками, закрепленными от смещения. Эл-тами, закреп-щими пояс, служат кровельные панели, связи, распорки.
При опред-ии расч длины эл-тов решетки учитывают жесткость узлов. Наиб. сопр-ние повороту узла оказ-ют растянутые стержни, т.к. их деф-ция от изгиба ведет к сокращ-ю рас-ия м/у узлами, а осн усилия эти рас-ия увеличивают. Сжатые стержни слабо сопрся изгибу. Деф-ции от поворота и осевого усилия направлены в одну сторону. Т.о., чем > растянутых стержней примыкает к узлу, тем > степень защемления рассм-емого стержня и < его расч длина. Влиянием сжатых стержней на защемл-е пренебрегают. Кроме того, степень защемления зависит от кон-ции узла (при наличии фасонки защем-е >). Т.о., для раскосов, за искл-ем опорного, ко-ый явл-ся эл-том верхнего пояса, и для стоек расч длина в пл-сти фермы: lef=0,8·l.
При потере устой-ти из пл-сти фермы, степень защем-ия зависит