книги / Сварные конструкции

Эти значения наибольших ординат с учетом соответствующего знака, определяющего направление усилия, отложены на отдель­

равна единице и расположена в узле Н В этом можно убедиться, применяя метод вырезки узла. При положении подвижного еди­ ничного груза в других узлах усилия в подвеске будут равны нулю.

Все остальные подвески находятся в одинаковых условиях нагружения и имеют такие же линии влияния.

Усилия Sk, возникающие в стержнях форм от подвижной на­ грузки, для однопутного' пролетного строения (когда эквивалент­ ная нагрузка распределяется поровну между двумя главными

площадь линии влияния (или ее отдельного участка); ,КД— дина­ мический коэффициент (для данного случая /Сд = 1,3).

Приведенные значения эквивалентных нагрузок путем линей­ ной интерполяции могут быть пересчитаны и для других отдель­ ных конкретных данных.

Так, например, для линии влияния длиной I = 6 6 м, на осно­ вании интерполяции данных, приведенных для двух смежных

Аналогично, применяя линейную интерполяцию для пересчета

Эти значения относятся к однозначным линиям влияния для поясов и опорных раскосов заданной фермы.

Подобным же образом могут быть получены значения эквива­ лентных нагрузок для отдельных участков линии влияния рас­ косов, имеющих разные знаки:

Высота фасонки h может быть определена по найденным раз­ мерам 1Ли /к и по размеру а, которым ограничивается допустимое приближение отдельных элементов, сходящихся в узле.

Принимая, в соответствии с рекомендациями технических ус­ ловий, а = 8 см, будем иметь

Из подобных же условий может быть определена и длина фа­ сонки.

Опуская для сокращения все вычисления, связанные с этим, отметим, что для данного случая исходя из условий обеспечения прочности сечения 4—4 длина фасонки получается Вх = 194 см.

»Принятые таким способом размеры фасонки h и Bt должны быть проверены по условиям обеспечения прочности в сечении по основанию фасонки и в срединном сечении узла.

Нормальные напряжения в сечении по основанию фасонки с учетом коэффициента перегрузки п = 1, 1, в соответствии с фор­

= 31 см и имеет меньшую ширину В2 — 188 см, поэтому напряже­ ния в нем будут несколько большими, чем в сечении ΗU Значе­ ние их может быть получено путем соответствующего пересчета.

При этом:

о = 460 ~ (-Щ - ) 2 = 664 кгс/см2 = 66,4 МПа;

т = 653 -щ - = 674 кгс/см2 = 67,4 МПа;

<т = Кб642 + 6742 = 946 кгс/см2 = 94,6 МПа.

Нормальные напряжения в срединном сечении фасонки, в со­ ответствии с формулой (8.4), равны:

где е, F, №max — характеристики срединного сечения, определяе­ мые расчетом, в зависимости от принятых размеров сечения пояса фермы и фасонки. Такой расчет может быть проведен в табличной форме в соответствии с табл. 6 .8 . Подобный расчет характеристик сечения был приведен в примере, относящемся к узлу пересече­ ния балок. Поэтому в целях сокращения такой расчет здесь опу­ щен. По результатам этого расчета для данного случая получены

Таким образом, на основании проведенного расчета можно считать, что принятые габаритные размеры прямолинейного кон­ тура фасонки являются вполне достаточными. Для снижения кон­ центрации напряжений в сечениях, расположенных у начала уз­ ловых уширений, необходимо создать плавные переходы путем дополнительного развития размеров расчетного прямолинейного контура фасонки, придав ему соответствующее криволинейное очертание.

Размеры сварных швов, прикрепляющих полки двутавров к фасонке, могут быть подобраны исходя из условий равнопрочности

Д Л .« 2 .1 |4ИШ/$ В.

Здесь Fn — площадь сечения полки.

Длина шва, в соответствии с выбранными размерами фасонки,

Катет шва, прикрепляющего фасонку к поясу фермы, может быть принят исходя из условия прочности на срез

Округляя, примем: k = kx = 1,0 см.

Г л а в а IX

ЛИСТОВЫЕ к о н с т р у к ц и и

§ 40. О БЩ И Е С В ЕД ЕН И Я

Листовыми называют такие конструкции, несущая основа ко­ торых состоит из листов. Эти конструкции используются главным образом для хранения, транспортировки, перегрузки и перера­ ботки газов, жидкостей и сыпучих тел. Листовые конструкции имеют весьма широкое применение, годовой их выпуск составляет по весу более 30% от всех изготовляемых в нашем народном хо­ зяйстве металлических конструкций.

При классификации листовых конструкций обычно отмечают следующие их разновидности:

1) резервуары для хранения жидкостей;

2 ) газгольдеры для хранения газов;

3)бункеры и силосы для перегрузки и хранения сыпучих материалов;

4)трубопроводы большого диаметра (D £> 600 мм) для пере­ дачи газов, ‘жидкостей и пылевидных масс на большие расстояния;

5)обшивки и настилы для передачи давлений и создания гер­ метичности;

6 ) конструкции специального назначения — кожухи доменных печей, воздухонагревателей, пылеуловителей в металлургической промышленности, сосуды и аппараты химической, нефтяной и дру­ гих отраслей промышленности.

Условия работы листовых'конструкций являются весьма раз­ нообразными. В зависимости от назначения они могут работать при статической и динамической нагрузках, при высоких и низ­ ких температурах, в условиях воздействия различных агрессив­ ных сред.

По условиям эксплуатации листовые конструкции разделяют на две группы.

К первой группе относятся листовые конструкции, работающие без воздействия взрывоопасной или ядовитой среды при давле­ нии: р < 0,5 атм и температуре t < 100° С. Конструкции этой группы проектируются и изготовляются в соответствии с общими нормами и правилами, принятыми для металлических кон­ струкций.

Ко второй группе относятся листовые конструкции, работаю­ щие в более тяжелых условиях, характеризующихся наличием большого давления, высокой температуры, воздействием взрыво-

опасных или ядовитых сред. Проектирование и изготовление кон­ струкций этой группы производится в соответствии с дополнитель­ ными требованиями, установленными Госгортехнадзором или другими специальными ведомствами.

Основной особенностью листовых конструкций является то, что все их соединения должны удовлетворять не только условиям прочности, но одновременно и условиям плотности.

Выполнение этих условий наиболее просто и надежно обеспе­ чивается в сварных конструкциях.

К числу особенностей изготовления листовых конструкций относится то, что при заготовке для них деталей применяются такие операции, как вальцовка, штамповка, холодная гибка, ко­ торые вызывают большие пластические деформации материала, что связано со значительным использованием запаса его деформа­ ционной способности. Это приводит к тому, что к материалу ли­ стовых конструкций предъявляются повышенные требования по характеристикам пластичности по сравнению с материалом дру­ гих конструкций.

Листовые конструкции имеют большую протяженность свар­ ных швов, что способствует применению при их изготовлении ав­ томатических методов сварки.

§ 41. М ЕТОДИКА РАСЧЕТА ТО Н КИ Х О БО Л О Ч Е К

Основными несущими элементами листовых конструкций являются оболочки и пластинки. Так, например, корпусы раз­ личных газгольдеров, резервуаров, котлов, трубопроводы боль­ ших диаметров, кожухи доменных печей обычно являются обо­ лочками. Листовые настилы, плоские переборки, стенки бунке­ ров, плоские днища сосудов являются пластинками. Толщина обо­ лочек и пластинок, применяемых в листовых конструкциях, обычно мала по сравнению с другими их габаритными размерами. Это дает возможность при расчете листовых конструкций рассмат­ ривать их напряженное состояние не как объемное (трехосное), а как плоскостное (двухосное). Такое допущение является справед­ ливым в случаях, когда толщина оболочки не превосходит 1/20 от величины ее радиуса кривизны, а толщина пластинки не пре­ восходит 1/5 от наименьшего размера в ее плоскости.

Расчет тонкостенных оболочек основывается на безмоментной теории, построенной на предположениях о том, что оболочки яв­ ляются гибкими и не могут оказывать сопротивления действию изгибающих и крутящих моментов. Предполагается , что напря­ жения в такой безмоментной оболочке (рис. 9.1, а) распределяются равномерно по толщине. Это справедливо для участков оболочки, удаленных от мест, где возможна концентация напряжений.

Рассматривая условия равновесия бесконечно малого элемента, вырезанного из оболочки (рис. 9.1, б), можно, спроектировав все

действующие силы на нормаль к поверхности, составить следую­ щее уравнение:

Здесь p — расчетное давление на единицу поверхности оболочки; ох — напряжение вдоль образующей (или меридиональное на­ пряжение); а 2 — напряжение в кольцевом направлении (или

Рис. 9.1. Схема напряженного состояния оболочки: а — схема оболочки; б — схема нагрузки элемента

кольцевое); ^ и г2— радиусы кривизны срединной поверхности оболочки; s — толщина оболочки.

Полученное уравнение называется уравнением Лапласа; Оно содержит две неизвестные величины о, и о2. Второе уравнение, необходимое для их определения, может быть получено при рас­ смотрении условий равновесия по параллельному кругу радиуса г (сечение аа, рис. 9.1, а).

Проектируя все силы на ось вращения оболочки будем иметь