Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Металлические конструкции, включая сварку. Учебное пособие
.pdf
11
Сварные
соединения
Напряженное состояние
Характеристика
расчетного со-
противления
Расчетные сопротивле-
ния сварных соедине-
ний
Стыковые
Сжатие, растяжение и изгиб при автоматической,
механизированной или
ручной сварке с физическим контролем качества
шва
По пределу текучести
По временному
сопротивлению
Растяжение и изгиб при
автоматической, механизированной или ручной
сварке
По пределу текучести
Сдвиг
С угловыми швами
Срез (условный)
По металлу шва
По металлу
границы сплавления
П р им е ча ни е . Значения коэффициентов надежности по металлу шва γwт
следует принимать равными: 1,25 - при R
wun
≤ 490 Н/мм2; 1,35 - при R
wun
≥ 590
Н/мм2.
Сварочные материалы
R
wun
,
Н/мм2
Rwf,
Н/мм2
тип электрода (по
ГОСТ 9467)
марка проволоки
Э42, Э42А
Св-08, Св-08А
410
180
Э46, Э46А
Св-08ГА,
450
200
Э50, Э50А
Св-08Г2С, Св-10ГА, ПП-АН-8, ПП-
АН-3
490
215
Э60
Св-08Г2С*, Св-10НМА, Св-10Г2
590
240
Э70
Св-10ХГ2СМА, Св-08ХН2ГМЮ
685
280
Э85
-
835
340
* Только для швов с катетом kf ≤ 8 мм в конструкциях из стали с пределом
текучести 440 Н/мм2 и более.
Таблица 2.5
Формулы для определения расчетных сопротивлений сварных швов
Нормативные и расчетные сопротивления металла швов сварных соединений
с угловыми швами
Таблица 2.6
12
Класс прочности болтов
ГОСТ Р 52627
R
bun
R
byn
Rbs
Rbt
5,6
500
300
210
225
5,8
500
400
210 - 8,8
830
665
330
450
10,9
1040
935
415
560
12,9
1220
1100
425
-
Временное сопротивле-
ние стали соединяемых
элементов Run, Н/мм2
Расчетные сопротивления Rbp, Н/мм2 смятию элемен-
тов, соединяемых болтами
класса точности А
классов точности В
360
560
475
370
580
485
380
590
500
390
610
515
430
670
565
440
685
580
450
700
595
460
720
605
470
735
620
480
750
630
490
765
645
510
795
670
540
845
710
570
890
750
590
920
775
П р им е ча ни е . Значения расчетных сопротивлений, указанные в таблице,
вычислены по формулам раздела 4 СП 16.13330.2011 с округлением до 5 Н/мм2.
Нормативные сопротивления стали болтов и расчетные сопротивления
одноболтовых соединений срезу и растяжению, Н/мм
Таблица 2.7
2
Таблица 2.8
Расчетные сопротивления смятию элементов, соединяемых болтами
13
.1
cyn
RA
N
,1
cyRA
N
Элементы конструкций
Коэффициенты
условий рабо-
ты γc
1 Балки сплошного сечения и сжатые элементы ферм перекрытий под залами театров, клубов, кинотеатров, под трибунами,
под помещениями магазинов, книгохранилищ и архивов и т.п.
при временной нагрузке, не превышающей вес перекрытий
0,90
3. РАСЧЁТ ЭЛЕМЕНТОВ СТАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
3.1. Центрально-растянутые и центрально-сжатые элементы
3.1. Расчет на прочность элементов, подверженных центральному растя-
жению, выполняется по формуле
(1)
Значение коэффициента условий работы γс приведено в табл. 3.1. Расчет на
прочность растянутых элементов, эксплуатация которых возможна и после достижения металлом предела текучести, а также растянутых или сжатых элементов из стали с нормативным сопротивлением Ryn > 440 Н/мм2 следует выполнять по формуле (1) с заменой значения Ry на R
u/γu
.
3.2. Расчёт на устойчивость сплошностенчатых элементов, подверженных
центральному сжатию силой N, следует выполнять по формуле
(2)
где φ – коэффициент продольного изгиба, принимаемый по табл. 3.2 в зависимости от гибкости элемента λ, предельные значения которой приведены в табл.
3.3.
Таблица 3.1
Коэффициенты условий работы элементов конструкций и соединений
14
Продолжение табл. 3.1
2. Колонны общественных зданий при постоянной нагрузке,
равной не менее 0,8 расчетной, и опор водонапорных башен
0,95
3. Колонны одноэтажных производственных зданий с мосто-
выми кранами
1,05
4. Сжатые основные элементы (кроме опорных) решетки со-
ставного таврового сечения из двух уголков в сварных фермах
покрытий и перекрытий при расчете на устойчивость указанных элементов с гибкостью λ > 60
0,80
5. Растянутые элементы (затяжки, тяги, оттяжки, подвески) при
расчете на прочность по неослабленному сечению
0,90
6. Элементы конструкций из стали с пределом текучести до 440
Н/мм2, несущие статическую нагрузку, при расчете на прочность по сечению, ослабленному отверстиями для болтов (кроме фрикционных соединений)
1,10
7. Сжатые элементы решетки пространственных решетчатых
конструкций из одиночных уголков, прикрепляемые одной
полкой (для неравнополочных уголков - большей полкой):
а) непосредственно к поясам сварными швами либо двумя болтами и более, установленными вдоль уголка:
раскосы по рисунку 1,а и распорки по рисунку 1,б, в, е
0,90
раскосы по рисунку 1,в, г, д, е
0,80
б) непосредственно к поясам одним болтом или через фасонку
независимо от вида соединения
0,75
8. Сжатые элементы из одиночных уголков, прикрепляемых
одной полкой (для неравнополочных уголков - меньшей полкой), за исключением элементов плоских ферм из одиночных
уголков и элементов, указанных в позиции 7 настоящей табл.,
раскосов по рис. 1,б, прикрепляемых непосредственно к поясам
сварными швами либо двумя болтами и более, установленными
вдоль уголка, и плоских ферм из одиночных уголков
0,75
9. Опорные плиты из стали с пределом текучести до 390 Н/мм2,
несущие статическую нагрузку, толщиной, мм:
1,20
а) до 40
1,15
б) » 40 до 60
1,10
в) » 60 » 80
П р им е ча ни я
1. Коэффициенты γc < 1 при расчете совместно учитывать не следует
2. При расчете на прочность по сечению, ослабленному отверстиями для бол-
тов, коэффициенты условий работы, приведенные в позициях 6 и 1; 6 и 2; 6 и 3,
следует учитывать совместно.
15
Окончание табл. 3.1
3. При расчете опорных плит коэффициенты, приведенные в позициях 9 и 2,
9 и 3, следует учитывать совместно.
4. Коэффициенты для элементов, приведенных в позициях 1 и 2, следует учи-
тывать также при расчете их соединений.
5. В случаях, не оговоренных в настоящей таблице, в формулах следует при-
нимать γc = 1
Условная
гибкость
Коэффициенты φ
для типа сечения
Условная
гибкость
Коэффициенты φ
для типа сечения
а b с а b с 0,4
999
998
992
5,4
261
255
0,6
994
986
950
5,6
242
240
0,8
981
967
929
5,8
226
1,0
968
948
901
6,0
211
1,2
954
927
878
6,2
198
1,4
938
905
842
6,4
186
1,6
920
881
811
6,6
174
1,8
900
855
778
6,8
164
2,0
877
826
744
7,0
155
2,2
851
794
709
7,2
147
а, б, в - с совмещенными в смежных гранях узлами;
г, д - с несовмещенными в смежных гранях узлами;
е - с частично совмещенными в смежных гранях узлами
Рис. 1. Схемы пространственных решетчатых конструкций
Таблица 3.2
Коэффициенты устойчивости при центральном сжатии
16
Окончание табл. 3.2
2,4
820
760
672
7,4
139
2,6
785
722
635
7,6
132
2,8
747
683
598
7,8
125
3,0
704
643
562
8,0
119
3,2
660
602
526
8,5
105
3,4
615
562
492
9,0
094
3,6
572
524
460
9,5
084
3,8
530
487
430
10,0
076
4,0
475
453
401
10,5
069
4,2
431
421
375
11,0
063
4,4
393
392
351
11,5
057
4,6
359
359
328
12,0
053
4,8
330
330
308
12,5
049
5,0
304
304
289
13,0
045
5,2
281
281
271
14,0
039
Примечания.
- Значения коэффициентов φ в таблице увеличены в 1000 раз.
- Типы сечений
а - , b - ,
с -
Элементы конструкций
Предельная
гибкость λu
1 Пояса, опорные раскосы и стойки, передающие опорные реакции:
а) плоских ферм, структурных конструкций и пространст-
венных конструкций из труб или парных уголков высотой
до 50 м
180-60α
б) пространственных конструкций из одиночных уголков, а
также пространственных конструкций из труб и парных уголков высотой св. 50 м
120
Таблица 3.3
Предельные значения гибкостей сжатых элементов стальных конструкций
17
Окончание табл. 3.3
2. Элементы, кроме указанных в позициях 1 и 7:
а) плоских ферм, сварных пространственных и структурных
конструкций из одиночных уголков, пространственных и
структурных конструкций из труб и парных уголков
210-60 α
б) пространственных и структурных конструкций из оди-
ночных уголков с болтовыми соединениями
220-40 α
3. Верхние пояса ферм, не закрепленные в процессе монтажа
(предельную гибкость после завершения монтажа следует принимать по позиции 1)
220
4. Основные колонны
180-60α
5. Второстепенные колонны (стойки фахверка, фонарей и т.п.),
элементы решетки колонн, элементы вертикальных связей между колоннами (ниже балок крановых путей)
210-60α
6. Элементы связей, кроме указанных в позиции 5, а также
стержни, служащие для уменьшения расчетной длины сжатых
стержней, и другие ненагруженные элементы, кроме указанных в позиции 7
200
7. Сжатые и ненагруженные элементы пространственных кон-
струкций таврового и крестового сечений, подверженные воздействию ветровых нагрузок, при проверке гибкости в вертикальной плоскости
150
Обозначение, принятое в табл. 3.3:
- коэффициент, принимаемый не менее 0,5 (в необходимых случаях
вместо φ следует принимать φе).
3.2. Изгибаемые элементы
3.3. В зависимости от назначения и условий эксплуатации конструкций
расчет изгибаемых элементов (балок) следует выполнять без учета или с учетом
пластических деформаций в соответствии с подразделением элементов на три
класса:
1-й класс - НДС, при котором напряжения по всей площади сечения не
превышают расчетного сопротивления стали |σ| ≤ Ry (упругое состояние сечения);
2-й класс - НДС, при котором в одной части сечения |σ| < Ry, а в другой |σ|
= Rv (упругопластическое состояние сечения);
18
,1
min,
cyn
RW
M
,1
csw
RtI
QS
,1
cycyyn
y
cyxn
x
RI
B
x
RI
M
y
RI
M
,1,13
87,0
222
csxyxyyyxx
cy
R
R
xnxx
IyM
3-й класс - НДС, при котором по всей площади сечения |σ| = Ry (пластиче-
ское состояние сечения, условный пластический шарнир).
Балки 1-го класса следует применять для всех видов нагрузок и рассчи-
тывать в пределах упругих деформаций; балки 2-го и 3-го классов следует применять для статических нагрузок и рассчитывать с учетом развития пластических деформаций. Балки крановых путей под краны групп режимов работы 1К 8К по ГОСТ 25546 при расчете на прочность следует относить к 1-му классу.
Бистальные балки следует относить ко 2-му классу и рассчитывать с учетом ограниченных пластических деформаций в стенке, значения которых следует определять при достижении расчетного сопротивления Ryf в поясах, выполненных
из более прочной стали.
3.4. Расчет на прочность балок 1-го класса следует выполнять по форму-
лам:
- при действии момента в одной из главных плоскостей
(3)
- при действии в сечении поперечной силы
(4)
- при действии моментов в двух главных плоскостях (и наличии бимомента)
(5)
где х и у - расстояния от главных осей до рассматриваемой точки сечения;
- при одновременном действии в стенке балки момента и поперечной силы
(6)
где
- нормальное напряжение в срединной плоскости стенки,
параллельное продольной оси балки;
19
y
loc
w
xy
tIQS
x
y
xy
swxx
RAQ 9,0
,1
min,
cyxnx
x
RWc
M
sfxy
RAQ 5,02
,1
min,min,
cyyny
y
cyxnx
x
RWc
M
RWc
M
,15,0
sx
R
sxs
RR 9,05,0
,
25,0
20,0
1
4
s
x
f
R
- то же, перпендикулярное продольной оси балки, в том числе
ляемое по формуле (47) СП 16.13330.2011;
- касательное напряжение в стенке.
, опреде-
также
Напряжения
, следует определять в одной и той же точке стенки балки. В балках,
и
, принимаемые в формуле (6) со своими знаками, а
рассчитываемых по формуле (5), значения напряжений в стенке балки должны
быть проверены по формуле (6) в двух главных плоскостях изгиба.
3.4. Расчет на прочность разрезных балок 2-го и 3-го классов двутаврово-
го и коробчатого сечений из стали с нормативным сопротивлением
Ryn≤440Н/мм2 при соблюдении требований п.п. 8.4.6, 8.5.8, 8.5.9 и 8.5.18 СП
16.13330.2011 и при касательных напряжениях
(кроме опор-
ных сечений) следует выполнять по формулам:
- при изгибе в плоскости наибольшей жесткости (Ix > Iy)
(7)
- при изгибе в двух главных плоскостях и напряжениях
(8)
здесь Мх, My - абсолютные значения изгибающих моментов,
с
, су - коэффициенты, принимаемые согласно табл. 3.4,
х
β - коэффициент, принимаемый равным:
при
при
(9)
где αf = Af/Aw - отношение площади сечения пояса к площади сечения стенки
(для несимметричного сечения Af - площадь меньшего пояса, для коробчатого
сечения Aw - суммарная площадь сечений двух стенок).
20
.15,0,15,0
yymxxm
cccc
,1
csw
x
RA
Q
,12
csf
y
RA
Q
Тип се-
чения
Схема сечения
Af
Aw
Наибольшие значения
коэффициентов
с
х
с
y
п при Му = 0*
1
0,25
1,19
1,47
1,5
0,5
1,12
1,0
1,07
2,0
1,04
2
0,5
1,40
1,47
2,0
1,0
1,28
2,0
1,18
3
0,25
1,19
1,07
1,5
0,5
1,12
1,12
1,0
1,07
1,19
2,0
1,04
1,26
4
0,5
1,40
1,12
2,0
1,0
1,28
1,20
2,0
1,18
1,31
При расчете сечения в зоне чистого изгиба в формулах (7) и (8) следует
принимать β = 1 и вместо коэффициентов сх и су соответственно
(10)
Расчет на прочность в опорном сечении балок (при Мх=0 и Му=0) следует
выполнять по формулам:
(11)
(12)
Коэффициенты сх, сy, п
Таблица 3.4
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]